白花前胡有效活性成分影響因素研究進展

杜倫靜，宋寧寧，李筱姣，焦大春，周 見，彭 艷，唐 鑫，柯劍鴻*

（1.重慶市農業科學院，重慶 401329；2.重慶市石柱土家族自治縣武陵山研究院，重慶石柱 409199）

藥用白花前胡為傘形科植物白花前胡（Peucedanum praeruptorum）的干燥根，味苦、辛，微寒，歸肺經，有降氣化痰、散風清熱的功效，常用于治療痰熱喘滿、咯痰黃稠、風熱咳嗽痰多等癥[1]。最早被記載于陶弘景（漢末時期）《名醫別錄》一書中，先后被收錄在《本草圖經》《本草綱目》《中國藥典》等。現代藥理學研究表明，白花前胡含有香豆素類、黃酮類、揮發油類等多種化學成分，活性成分以角型吡喃香豆素類化合物為主，具有抗心衰、降血壓、抗心肌缺血等藥理活性，是現代醫學臨床常用的中草藥[2]。

過去前胡以野生為主，隨著前胡活性成分功能的挖掘，在中醫藥發揮作用越來越大，前胡的年需求量增加，野生資源已經遠遠不能滿足市場需求，前胡人工種植也逐漸得到發展[3-4]。前胡原是一種高山野生植物，喜冷涼濕潤氣候，適應性強，耐寒；土層深厚、土質肥沃的土壤種植的前胡產量高、品質好[5]。栽培前胡和野生前胡因種植年限、生長環境不同，二者在有效成分（白花前胡甲素和白花前胡乙素）上差異較大，栽培前胡（白花前胡乙素含量）往往難以達到藥典標準，故市面品質佳的前胡大多為野生、半野生，價格較高。本文闡述前胡有效活性成分及其藥理作用、影響有效成分的因素和栽培技術等方面的研究進展，以期能為栽培前胡提高品質提供科學參考。

1 有效活性成分及其藥理作用

1.1 香豆素類

前胡中主要成分為香豆素類化合物，包括簡單香豆素、呋喃香豆素及吡喃香豆素等，其中簡單香豆素類化合物有11個；呋喃香豆素和吡喃香豆素因異戊烯基與香豆素母核成環后稠合方式的不同，又可以分為線型和角型兩類，包括19 個線型呋喃香豆素、6 個角型呋喃香豆素和42 個角型吡喃香豆素、6 個線型吡喃香豆素[2]。白花前胡甲素、白花前胡乙素、白花前胡丙素和白花前胡丁素是常見的角型吡喃香豆素，其中白花前胡甲素、白花前胡乙素含量常作為判斷前胡藥材質量達標的重要指標。

現代藥理學研究表明，香豆素類化合物的藥理活性主要體現在抗凝血、抗氧化、抗菌、抗癌、抗炎等多方面[2,6]。研究表明[7-8]，白花前胡甲素具有舒張腸管平滑肌作用和鈣拮抗作用；白花前胡乙素有降壓功效，通過作用于血管的DA1 受體，使平滑肌松弛；白花前胡丙素有保護心血管系統的功效，主要表現為抗心肌缺血、抗心衰和擴血管等作用，以及相對程度上改善肥厚心肌順應性作用。

1.2 揮發油類

揮發油是前胡中含量較高成分，包括烷烴、脂、酮、倍半萜、芳香類及萘醌類等[2]，其中α-蒎烯、檜醇、香木蘭烯、萜品油烯、α-金合歡烯和長葉烯等6種揮發油占相對成分的60%以上，被認為是前胡揮發油的主要成分[9]，可以作為質量控制的標準[10]。β-欖香烯具有抗腫瘤、抗凝血及鎮痛等作用，能有效治療肺癌，殺傷移植性腫瘤[2,11-12]；α-蒎烯有抗真菌作用，對DNA、RNA 及胞壁中多糖成分及胞膜上麥角固醇的合成具有抑制作用[13]。

2 有效成分的影響因素研究

2.1 抽薹

前胡以根莖入藥，抽薹會引起前胡根莖木質化、藥用成分含量下降從而失去藥用價值[14]。對抽薹前后的白花前胡有效成分研究發現，抽薹后的白花前胡中參與合成白花前胡甲素、白花前胡乙素和白花前胡E素的關鍵酶基因水平降低，導致關鍵酶的活性降低[3]；或者是多種關鍵酶協同作用，影響香豆素合成途徑的上游階段，導致白花前胡有效成分含量下降，從而藥效降低[11,15]。由于受播種方式、施肥方法、氣候環境等多方面因素影響，重慶地區前胡抽薹率約30%～80%，若不進行拔除，會嚴重影響前胡產量和品質[12]。

2.2 播期

播期能夠調節中藥材生長過程中生育期的長短和所處時間段的光溫水等氣候因素[11]，影響中藥材根形態、光合積累和發育進程[16]，進而影響產量和次生代謝產物的積累[17]。適時播種可以避開低溫、陰雨、高溫、干燥、霜凍、病蟲害等不利因素，延長生育期，提高作物產量。土壤解凍后早播當歸[18]，根和主根較長、蘆頭莖粗，分枝數多、產量高，品質優；春季早播的板藍根-告依春含量最高[19-20]；隨播期的推遲，丹參幼苗各項形態指標和代謝產物呈降低的趨勢，MDA 含量逐漸升高[21]；播期不同，白花前胡的產量、品種和抽薹率差異顯著，適當推遲前胡播種期能夠降低早期抽薹率，在重慶地區，3 月上中旬播種，前胡早期抽薹率較低，但前胡的產量和品質較差，綜合產量、品質和抽薹率等多項指標，播期宜選擇2 月下旬至3月上旬[12]。

2.3 采收期

研究表明，植物組織中黃酮類和酚類化合物的濃度與季節密切相關，采收時間取決于成熟期，而中藥材因入藥部位不同、藥用成分含量的變化，適宜的采收時間也不同，因此，適時適部位采收在一定程度上決定了藥用植物的產量和質量[22]。白花前胡甲素和白花前胡乙素含量在不同部位中均表現為根高于葉高于莖，香豆素類成分主要積累于前胡根中，故采挖根部作為白花前胡入藥部位。金毛狗植物以秋末至冬季采收的質量較佳[23]；9 月份是莢果蕨營養葉的最佳采收時期，此時采收的莢果蕨營養葉中總黃酮含量最高[24]。適宜時期采收前胡根莖是保證前胡質量和藥效的前提，冬季至次春（次年3 月）莖葉枯萎或未抽花莖時采挖的前胡，其活性成分含量最高[3]。

2.4 光照強度

光照強度調控植物生長發育、形態建成[5]，直接影響植物的生長發育、光合特性、生理代謝、品質形成等[4]。光照強度較弱，植物莖葉徒長、植株瘦弱、葉片變薄[25]；光照強度較強，植物失水萎蔫，葉片變小、變厚[26]。充分考慮植物的光合特性，選擇適宜的光環境進行種植，可在一定程度上促進植物的生長發育和次生代謝產物的合成，提高產量和品質[22]；低光照可提高長春花葉片的文朵靈堿和長春質堿含量，抑制長春堿的合成[27]；75%光照可促進喜樹植株生長，提高光合速率[28]；白花前胡為典型的陽生植物，對光強具有較好的適應性，在較高的光環境下(遮陽0%～20%)具有更高的最大電子傳遞速率、最大凈光合速率和相應的飽和光強，白花前胡的光合作用較強，因此在栽培時應選擇光強充足的田地，提高白花前胡光合效率，促進提質增產[4]。

2.5 產地海拔

生態環境對藥用植物的生長發育及有效成分的合成積累有著重要作用，其中氣候、土壤和地形是影響植物生長的主要環境因子[29-30]。氣候變化不僅直接影響藥用植物的生理生化和次生代謝，還會影響植物對土壤中礦質元素的特異吸收和分配[31-32]。前胡產區的土壤、氣候和地勢等環境因子通過影響前胡皮部和木質部占比，從而影響白花前胡甲素和白花前胡乙素含量。在高海拔、偏堿性環境生長的前胡，白花前胡甲素和白花前胡乙素含量較高[33]。灰色關聯度分析表明，影響前胡有效成分的主導土壤因子是鋅、鐵、銅、全磷、全鈉含量，陽離子交換量及pH 值[34]。對不同產地海拔前胡的有效活性成分研究表明，高海拔地區前胡白花前胡甲素和白花前胡乙素普遍符合《中國藥典》標準，較低海拔地區有更高的合格率[35]。因此，在前胡實際生產過程中，應選擇高海拔地區種植，并通過改變土壤有機質含量調控前胡香豆素類成分含量，生產符合藥典標準的白花前胡。

2.6 生長年限

不同生長年限對多年生藥用植物的藥材品質影響顯著。2 年生桔梗的主根長、根粗、側根數和桔梗皂苷D 的含量都明細高于1 年生桔梗[17]。白花前胡野生狀態下多2～4 年生，于3～4 年開始生殖生長，隨之衰老、死亡；而栽培前胡因雜草得治、肥源充足，如不采取措施（折枝打頂），生殖生長提前，消耗根部養分，藥用部位質地變硬、氣味寡淡，并逐漸空心、腐爛[36]。3 年生栽培前胡的白花前胡甲素、乙素含量總和可達野生前胡水平，說明生長年限可能是導致其含量不合格的原因之一[33]。因此，適當延長前胡生長年限并降低前胡抽薹率，可以有效增加白花前胡甲素、乙素含量，提升藥材品質。

2.7 施肥

藥農為追求栽培前胡產量和經濟效益，盲目過量使用化肥，忽視有機肥使用，一方面，致使土壤富營養化，雜草叢生，草害嚴重[37]；另一方面，前胡苗期營養過剩，植株過早從營養生長轉為生殖生長，出現大量抽薹開花，根部木質化失去藥用價值[38]。因此，藥農在施肥時，應結合天氣追肥，避免形成“大雨雨前施、小雨雨后施”的局面，造成肥料蒸發、淋失嚴重或植株灼傷死亡，肥料利用率下降。

3 栽培技術研究

3.1 遵循前胡生長習性

前胡生產中，要遵循其耐寒、耐旱、怕澇的生長習性，選擇海拔800～1 300 m 的山區向陽坡疏林緣、草叢、灌叢、路旁種植[38]。在栽培管理過程中要及時開展間苗定苗，密度以8 000～10 000 株/667 m2為宜，確保前胡葉片能充分接受光照，提高葉面積系數，增強光合作用，促進植株旺盛生長，加快有機物質的形成和積累，提高前胡產量和品質。

3.2 科學施肥

前胡喜硫、鉀，忌氯。基肥施用按照“有機肥為主，化肥為輔”的原則，有機肥包括農家肥、畜禽糞便、餅肥、沼渣沼液、作物秸稈、火灰土、骨粉等，化肥可選用適量鈣鎂磷肥、硫酸鉀復合肥[37]。追肥時，追施硫酸鉀復合肥，同時針對非石灰性土壤及酸性土壤，需補充鈣、鎂、硼等中微量元素；缺硫、鈣地塊應選擇含硫肥料如硫酸銨、鈣鎂磷肥、硫酸鉀、過磷酸鈣等，也可適當施用硫磺[38]。前胡全生育期追肥控制在2 次左右，追施量控制在30 kg/667 m2以內。幼苗期不追肥，若前胡苗期生長特別瘦弱可酌情追施1 次提苗肥，每667 m2澆施尿素2.5 kg。7 月底—8 月初，結合前胡除草每667 m2追施30%硫酸鉀復合肥20 kg；8 月底—9 月初，根據前胡長勢，每667 m2酌情追施30%硫酸鉀復合肥5～10 kg。過早或過多施用復合肥，會引起前胡過早從營養生長轉向生殖生長，消耗根部養分。施肥方式采用“小雨雨前施，大雨雨后施”，以避免肥料蒸發和淋失，提高肥料利用率。

3.3 適時采收

前胡最佳采收期是當年停止生長的“冬至”節氣至次年萌芽期間，此時采收的前胡品質優、產量高[38]。過早采挖前胡，其有效成分和次生代謝物質積累不充分；過遲采收，前胡開始萌芽生長，并消耗積累的營養物質，從而造成產量、折干率、品質明顯下降。因此，要嚴格控制前胡的采挖期，不得任意提前或推遲采挖。

3.4 推廣仿野生栽培，提高前胡產量和品質

野生前胡生殖生長（抽薹開花）普遍在3 年后，人工栽培前胡通常當年或次年就抽薹開花，致營養流失，根部木質化，產量和質量下降[38]。因此，人工栽培前胡應大力推廣仿野生栽培技術。1）采集多年生的野生前胡種子，保持前胡的野生性，降低早薹開花率；2）選擇適宜前胡生長的土壤及環境條件，開展前胡林下套種、幼林地套種或開發荒坡地、山腳地、高塝田間作套種等仿野生栽培模式[5,9,34]；3）及時進行折枝打頂[11]，并通過仿野生管理模式，每3 m×3 m 范圍內選留1 株抽薹開花的“公前胡”，讓其自然生長，直至種子自然脫落生根發芽，并于次年采取挖大留小的方式采挖出與野生前胡性狀、品質和外觀相同的栽培前胡。