中藥材前胡質量影響因素研究進展

王佳俊,舒佳賓,余文慧,崔文浩,朱衛東

(衢州市農業林業科學研究院,浙江 衢州 324000)

前胡始載于《名醫別錄》,為傘形科植物白花前胡(PeucedanumpraeruptorumDunn)的干燥根,具有降氣化痰、疏散風熱等功效,廣泛用于中醫臨床及止咳化痰類制劑的制備,為常見大宗藥材[1]。藥智數據網上顯示前胡參與了500多種中藥方劑及100多種中成藥的組方配伍,市場需求量大。目前,野生前胡資源多生長于海拔200～1 500m的山區向陽坡地、山谷溪邊,蘊藏量較少,市售前胡以大田栽培為主。現代藥理研究表明,前胡具有祛痰、平喘、降血壓等藥理作用,其主要活性成分為香豆素類和揮發油類化合物[2]?！吨腥A人民共和國藥典》(2020版一部)中規定,前胡藥材中前胡甲素(Praeruptorin A,PA)含量不得少于0.90%,前胡乙素(Praeruptorin B,PB)不得少于0.24%[3]。因此,香豆素類成分是評價前胡藥材質量的重要指標之一,而目前市售前胡藥材質量參差不齊,藥典合格率低,無法滿足臨床用藥需求,不利于前胡的臨床使用和相關藥品的質量控制[4,5]。

近來研究指出,中藥材效用物質的積累與種質、產地、栽培方式、采收加工等密切相關。針對目前前胡野生資源日益減少,栽培品產量及質量提升較慢,與臨床對高品質前胡的需求脫節等矛盾,本研究擬從以上四個方面進行綜述,主要圍繞產前產地選擇、產中栽培方式及產后加工處理過程,探討上述因素對前胡藥材質量可能產生的影響,為進一步研究前胡質量變化、控制前胡藥材質量提供參考。

1 外觀表現對前胡質量的影響

1.1 形態差異對前胡質量的影響

不同前胡植株的外觀形態具有較大差異,且與化學成分的含量存在一定的相關性。前胡抽薹與否與其藥用成分的高低存在直接關系,目前學界普遍認為前胡抽薹、開花勢必會降低根及根莖中的養分供給,導致根部木質化比例增大,降低香豆素類成分含量。因此在臨床應用中,為保證藥材質量的穩定常將抽薹開花后的前胡棄去[6-9]。賀元等[10]對前胡根部木質部比例、粉末顏色及油點數與藥用成分含量之間的關系進行了研究,結果發現木質部占比偏大、粉末色偏藍、油點數量偏多的前胡藥材,前胡甲素及前胡乙素含量明顯更高。這與學界普遍觀點有所不同,可能原因是木質部中初生木質部與次生木質部中藥用成分含量不同,從而引起的結果偏差。此外,有研究表明植株根部分叉較少、主根較粗壯的前胡中所含甲素及乙素的總量較高[11]。這些形態變異帶來的藥用成分差異,為培育高質量前胡提供了參考。

1.2 不同部位對前胡質量的影響

2020版《中華人民共和國藥典》上規定前胡藥用部位是其根部,然而有研究指出前胡莖葉中的前胡甲素含量是根中的2倍,有可能作為中藥前胡的代用品[12]。這與李肖莉等[8]的研究結果有差別,這可能與兩者采用的分析方法不同有關。在揮發油種類的含量上,根中揮發油的種類較莖、葉中更為豐富,三部位主要成分α-蒎烯、甲基-環己烷和p-薄荷腦-1-醇等。此外,在前胡根中皮部、韌皮部和木質部中有效成分的分析結果提示皮部及韌皮部含量遠大于根部,且根頭部含量大于支部與根中部,原因可能與根中不同部位的木質化程度不同有關[13-14]。

2 不同產地對前胡質量的影響

前胡在我國分布范圍較為廣泛,不同產地前胡中藥用成分的含量有著不同程度的差別,而產地對其質量的影響主要與氣候、海拔、土壤、地形等環境因子相關。李穎碩等[15]研究發現,不同產地前胡藥材指紋圖譜有很大相似性,但前胡甲素、前胡乙素、前胡E素的含量相差較大。吳曉俊等[16]以香豆素類成分劃分不同產地前胡品質,依托最大信息熵(MaxEnt)模型發現,浙江西北部與安徽東南部交界的天目山脈、湖北西南部與湖南西北部交界的武陵山脈所產前胡藥材品質較高。

前胡的藥用成分積累復雜,道地性比較明顯,中藥古籍多記載吳中吳興地區,即浙、贛、皖一帶為前胡道地產區。董軍等[17]測定了浙江、貴州、安徽、四川中前胡藥材中前胡甲素、前胡乙素含量,發現僅浙江產的前胡有效成分含量符合《中華人民共和國藥典》要求,品質較好。在不同產地氣候因子的研究中,徐攀等[18]測定10省30批次前胡樣品中的7-羥基香豆素(7-OH-C)、前胡甲素(PA)、前胡乙素(PB)和前胡素E(PE)含量,發現相對濕度、7月平均最高溫、年平均氣溫為影響含量差異的關鍵氣候因子。在土壤因子的研究中,梁衛青等研究揭示鋅、鐵、銅、全磷、全量鈉含量、陽離子交換量以及 pH 值在其中起主導作用。在海拔高度的研究中,楊柳等[19]測量了不同海拔的24 批前胡樣品,結果發現高海拔地區前胡甲素及乙素含量顯著高于低海拔地區,提示海拔可能是影響前胡次生代謝產物積累的關鍵因素之一。

由于產地對前胡質量有較大影響,并且道地產區的前胡與非道地產區的前胡中前胡甲素及乙素與藥效均有差異,選擇合適的前胡藥材種植基地極為重要。劉佳隴等[20]對前胡的適宜生態區進行預測,發現安徽千島湖產區的仿野生種植和貴州產區的新開林地人工種植為當前較適宜的種植方式。因此,選擇前胡的最佳栽培地,對控制前胡藥材質量,進行產業化種植具有重要意義。

3 栽培過程對前胡質量的影響

栽培過程中,影響前胡質量的因素主要包括種源選擇、栽培方式、施肥、生長年限等。由于野生前胡資源不能滿足市場對前胡的需求量,因此關于野生前胡與栽培前胡的比較研究顯得極為重要。岳婧怡等[21]采用氣相色譜法分析野生與栽培前胡揮發油的組分及含量,發現與栽培前胡相比,野生前胡含有順馬鞭烯醇、(E)-β-金合歡烯、β-古巴烯等特有成分,導致野生前胡較栽培前胡香氣更加濃郁。關于野生與栽培前胡中香豆素的含量差異,不同研究呈現出不同的結果,推測這可能與分析方法及抽樣方式有關,同時也側面反映出影響前胡品質的復雜因素[11,22]。

目前,前胡繁殖方式主要分為種子及分根繁殖,優良的種子是保障前胡成藥質量的前提。有研究指出種源為野生前胡種子的前胡產量相對較低,但成藥品質要高于殘留根及栽培種子,且一年生種源較兩年生種源的前胡品質要高,因此推測一年生仿野生栽培的種源可能更加利于前胡品質及產量的提高[23]。此外,在考察中有學者發現使用八成熟、色綠的種子育成的實生苗較老熟、色褐的抽薹率低,具體原因值得深入研究[24]。已知,前胡晚薹有利于根部營養物質的積累,而播種時期的選擇對前胡抽薹率影響較大,徐廣等[25]研究表明3月后播種的前胡抽薹率可降低至10%以下,而1月到2月之間播種的抽薹率在14%～40%之間,原因可能是3月前的冬季晝夜溫差較大,前胡種子提前完成春化階段,從而導致前胡早薹率高。作為半陰生植物,光照強度及時間對前胡根部香豆素的合成具有重要調控作用,李肖莉等[8]對前胡不同坡向栽培進行試驗,結果發現位于南坡的前胡甲素與乙素含量顯著高于其他坡向,這可能與不同坡向接受的光照強度及時間不同有關。鑒于前胡栽培過程中品質影響因素復雜多樣,并且不同的研究結果不完全一致,臨床上使用栽培前胡代替野生前胡時,應注意前胡的用量,以保證臨床用藥安全有效。

施肥種類、施肥方法對前胡藥材的產量品質影響較為顯著。陳如兵等[23]研究不同肥料對前胡產量及品種的影響,結果發現施用有機肥和復合肥均能提高前胡產量,然而兩類肥料均會不同程度地導致根部前胡甲素含量的下降。施肥的時機應該符合前胡的生長規律,一般而言,5月下旬至7月上旬不宜追肥,容易造成前胡早薹,7月下旬至9月可視前胡生長發育情況適當追肥。施肥的數量并不是越多越好,單質氮磷鉀肥的過量會導致土壤酸化,降低藥材品質[26]。

4 加工對前胡質量的影響

4.1 產地初加工方法對前胡質量的影響

新鮮的前胡藥材含水量高,折干率約為30%,且含有各種酶類,不經處理干燥會導致藥材有效成分氧化,使藥材質量降低。2020版《中華人民共和國藥典》規定前胡藥材含水量不得過12%。進行產地初加工可以使前胡藥材含水量降低,保證藥材質量。干燥時的溫度是產地初加工的重要參數,溫度過高會導致有效成分降解而影響品質,溫度過低不能有效降低降解酶的活性,因此藥材產地初加工時需要選擇合適的干燥溫度。現有研究表明,當溫度超過50℃時,前胡甲素及乙素含量因降解轉化而不符合藥典規定[11]。前胡水洗后不立即加工會導致藥材腐爛,有研究指出水洗后存放6d會導致超過50%的前胡藥材腐爛,而前胡藥材不水洗則其總灰分及酸不溶灰分有超出藥典規定的風險。在前胡趁鮮切片加工中,切約6mm厚片既有利于快速烘干以縮短時間,又有利于有效成分的存留而保證品質[27]。史行幸等研究了不同溫度對前胡香豆素總量的影響,得出60℃下烘干的前胡香豆素含量最高。

4.2 炮制方法對前胡質量的影響

前胡在古代中醫臨床上常用不同炮制品入藥,如生前胡、炒前胡、姜汁炙前胡、蜜炙前胡等。目前常用的前胡炮制品為蜜炙前胡,主要是增加其止咳、祛痰功效。張村等[28]研究了前胡生片與蜜炙前胡中3種香豆素的含量差異,結果表明經蜜炙后前胡甲素、乙素及E素含量均有不同程度的增加。鞠康等[29]通過薄層色譜及UPLC圖譜比較前胡蜜炙前后成分種類及含量的變化,發現蜜炙后前胡甲素、乙素含量均有所上升,此外蜜炙后在成分種類上亦有所變化。在前胡甲素、乙素提取方式的比較研究中,徐廣等[25]發現藥典規定的超聲提取較回流提取法提取的甲素效率高,而乙素的提取則相反,提示不同的提取方法可能會影響前胡藥材最終的檢測結果。

5 結語

通過總結分析可以看出,中藥材前胡質量受人為因素、自然環境及其自身生長等諸多因素影響,在種植時可以采取必要的措施,深入挖掘利用優質、高產的前胡種質資源,為前胡道地藥園建設及良種繁育提供理論基礎。然而如何通過上述相關因素提高前胡藥材質量尚不清楚,特別是提高前胡甲素及乙素在前胡根部的富集尚未見系統性報道。目前,對前胡質量影響的相關研究還主要集中在宏觀層面,對影響前胡抽薹、藥用成分合成及調控基因還不明確。因此,在后續的研究中,應著力加強優質前胡品質的提高、規劃道地藥園產區,建立科學的田間管理方式,同時圍繞前胡抽薹及藥用成分,探索關鍵調控通路以提高前胡品質。