呂梁山引種金銀花花蕾質量分析

王海貞,張 婧,張博翔,王 婷,王昕宜

(呂梁學院生命科學系,山西呂梁 033000)

金銀花(LonicerajaponicaThunb.)也被稱作雙花、忍冬花,為忍冬科植物忍冬的干燥花蕾或帶初開的花,具有清熱解毒、涼風散熱的功效,是常用大宗中藥材[1-3]。金銀花主要含有揮發油類、黃酮類和有機酸類等成分,具有解熱抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化、保肝利膽等作用[4-5]。近年來,隨著各種疫情的暴發,素有天然抗生素之稱的金銀花其供求關系缺口更加突出,經濟價值極高,具有非常廣闊的市場前景[6]。金銀花主要產于我國的河南新密和封丘,山東平邑以及河北巨鹿等地,近年來,在陜西、山西、廣西、湖北等地也開始大面積種植,逐漸形成了新的產區[7]。

金銀花具有抗寒冷、耐干旱的特性,對多樣性氣候的變化情況具有非常強的承受能力,非常適合在山西省呂梁山區這種干旱與半干旱氣候條件下的黃土高原地帶生長[8]。加之,金銀花具有較高的經濟價值和廣闊的市場前景,完全可以替代山西省呂梁山區經濟價值低廉的傳統農作物,成為該地區新興的農業品牌,通過優質高效的種植與栽培技術模式,規?；a,帶動老區人民增收創業,發家致富,對助力呂梁山區鄉村振興具有重要的現實意義。為在呂梁山種植與栽培金銀花,發展鄉村產業,筆者對山東平邑、河南封丘、陜西楊陵等地分別引進的4個品種金銀花(北花1號、四季金銀花、豫純1號和金花3號)花蕾的外觀色澤、花蕾大小、折干率及主要活性成分(綠原酸和木犀草苷)含量等性狀上進行分析,綜合評估4個引種金銀花的花蕾質量,為呂梁山規模化金銀花種植品種的選擇提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1試材。試驗所用材料為山西省呂梁市金銀花科技種植示范基地種植的4個品種金銀花種苗,分別為豫純1號、四季金銀花、北花1號、金花3號,4個引種金銀花種苗的來源信息見表1。每個品種選擇長勢一致的5株3年生金銀花植株進行培育,待花蕾進入二白期時進行采摘。

表1 4個引種金銀花種苗的來源信息Table 1 Source information of four kinds of introduced Lonicera japonica seedlings

1.1.2試劑。甲醇、無水乙醇、0.1%磷酸、冰醋酸(天津市致遠化學試劑有限公司,分析純);乙腈(天津市致遠化學試劑有限公司,色譜純);所用水為超純水;對照品綠原酸(壇墨質檢-標準物質中心,批號21081161,純度≥99.7%);對照品木犀草苷(壇墨質檢-標準物質中心,批號0917-RA-0002B,純度≥96.8%)。

1.1.3儀器。Agilent 1260 型高效液相色譜儀(美國安捷倫公司,包括二元泵、自動進樣器、DAD 紫外檢測器);美析UV-1500 紫外分光光度計(上海美析儀器有限公司);KQ3200DE數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);WF30-16mm色差儀(深圳市威福光電科技有限公司)。

1.2 試驗方法

1.2.1花蕾大小與重量測定。用直尺和游標卡尺測量4個品種金銀花二白期花蕾長度和直徑(花蕾最粗的部位),用天平稱量花蕾千針鮮重和千針干重,并計算出折干率,折干率=(花蕾千針干重/花蕾千針鮮重)×100%。每個品種的金銀花隨機采摘50個花蕾進行鮮重和干重稱量,并換算成千針重,重復3次;隨機采摘10個花蕾進行長度和直徑測量。

1.2.3花蕾主要活性成分分析。該研究主要對4個品種金銀花花蕾的綠原酸和木犀草苷含量進行高效液相色譜法(HPLC)分析,并參照《中華人民共和國藥典》(2020版)第一部金銀花項目下的酚酸類和木犀草苷測定方法進行,每個品種的金銀花進行3次生物學重復。

1.2.3.1綠原酸含量檢測。以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑,以乙腈為流動相A,0.1%磷酸溶液為流動相B,并按照表2中的規定進行梯度洗脫,流速為0.7 mL/min,檢測波長為327 nm,柱溫為常溫,進樣量為2 μL。精密稱量適量的綠原酸對照品置棕色量瓶中,加75%的無水甲醇配制成濃度為0.28 mg/mL的溶液,即得綠原酸對照品溶液。取4個品種充分干燥后的二白期金銀花花蕾打粉,并過4號篩,過篩后的粉末精密稱量0.5 g置具塞錐形瓶中,精密加入50 mL 75%的無水甲醇后稱定重量,超聲波處理(功率500 W,頻率40 kHz)30 min后冷卻再稱定質量,用75%的無水甲醇補充減少的質量,然后搖勻、過濾,即得綠原酸供試品溶液。

1.2.3.2木犀草苷含量檢測。以苯基硅烷鍵合硅膠為填充劑,以乙腈為流動相A,0.5%冰醋酸為流動相B,并按照表3中的規定進行梯度洗脫,流速為1.0 mL/min,檢測波長為327 nm,柱溫為常溫,進樣量為10 μL。精密稱量適量的木犀草苷對照品置棕色量瓶中,加70%的無水乙醇配制成濃度為0.04 mg/mL 的溶液,即得木犀草苷對照品溶液。取4個品種充分干燥后的二白期金銀花花蕾打粉,并過4號篩,過篩后的粉末精密稱量2.0 g置具塞錐形瓶中,精密加入50 mL 70%的無水乙醇后稱定重量,超聲波處理(功率250 W,頻率35 kHz)60 min后冷卻再稱定質量,用70%的無水乙醇補充減少的質量,然后搖勻、過濾,精密量取濾液10 mL,回收溶劑至干,殘渣用70%的無水乙醇溶解,轉移至5 mL容量瓶中,加70%的無水乙醇至刻度,即得木犀草苷供試品溶液。

表2 金銀花花蕾綠原酸HPLC測定梯度洗脫條件Table 2 Gradient elution conditions for HPLC determination in Lonicera japonica buds

表3 金銀花花蕾木犀草苷HPLC測定梯度洗脫條件Table 3 Gradient elution conditions for HPLC determination in Lonicera japonica buds

2 結果與分析

2.1 不同品種金銀花花蕾大小與重量對比分析外觀特征顯示(圖1),4個品種金銀花花蕾顏色均呈黃綠色,品相較好。由圖2可知,4個品種金銀花二白期花蕾長度在4.18～4.51 cm,花蕾直徑在3.08～3.36 mm,千針鮮重在95.60～119.40 g,千針干重在18.80～24.80 g,折干率在19.4%～20.8%。4個品種中,豫純1號花蕾長度最小,北花1號花蕾長度最大;四季金銀花花蕾直徑最小,北花1號花蕾直徑最大;豫純1號花蕾千針鮮重最小,北花1號花蕾千針鮮重最大;豫純1號花蕾千針干重最小,北花1號花蕾千針干重最大;金花3號花蕾折干率最小,北花1號花蕾折干率最大。方差分析結果顯示(表4),4個品種金銀花花蕾長度、直徑、千針干重、折干率差異均不顯著(P>0.05),千針鮮重差異顯著(P<0.05)。

2.2 不同品種金銀花花蕾色澤對比分析3次測試的金銀花標樣顏色特征值L0、a0、b0平均值分別為63.16、-7.17、38.57。根據標樣顏色特征值,得出4個品種金銀花花蕾的亮度差ΔL、紅綠值差Δa、黃藍值差Δb以及總色差ΔE(圖3)。從圖3可以看出,北花1號與標樣之間的總色差ΔE最小,為1.163,豫純1號花蕾與標樣之間的總色差Δ最大,為4.045,表明北花1號花蕾色澤質量最佳,豫純1號花蕾色澤質量最差。方差分析結果顯示(表4),總色差ΔE差異極顯著(P<0.01)。

注:A.北花1號;B.金花3號;C.四季金銀花;D.豫純1號。Note:A.Beihua No.1;B.Jinhua No.3;C.Four Seasons Honeysuckle;D.Yuchun No.1.圖1 不同品種金銀花花蕾外觀Fig.1 Appearance of different varieties of Lonicera japonica buds

2.3 不同品種金銀花花蕾綠原酸和木犀草苷含量對比分析從圖4可以看出,在室內自然干燥條件下(34～42 ℃),北花1號、四季金銀花、金花3號、豫純1號干花含水量分別為7.87%、7.46%、7.67%、6.21%,均小于12%,達到《中華人民共和國藥典》(2020版)[9]標準,說明室內自然干燥條件下金銀花干燥效果良好。4個品種金銀花綠原酸含量為1.574%～2.535%,其中,金花3號綠原酸含量最小,北花1號綠原酸含量最大;4個品種金銀花木犀草苷含量為0.083%～0.194%,其中,金花3號木犀草苷含量最小,北花1號木犀草苷含量最大。方差分析結果顯示(表4),不同品種間綠原酸和木犀草甘含量差異均極顯著(P<0.01)。

3 討論與結論

山西省呂梁市地處黃土高原,土地資源豐富,山地居多,主要種植玉米、大豆、高粱、谷子等經濟性農作物。多年來,受傳統農耕理念的影響以及特殊地理條件的限制,目前,這里的農業還是以多種農作物品種分散種植、家庭承包小規模種植以及梯田或坡耕種植為主要特征,沒有形成科技化、生態化、規?；⒕珳驶揖哂械胤教厣募s型現代農業。傳統的耕作方式致使農作物產量得不到提高,加之市場經濟價值低廉,農民被迫紛紛棄地外出打工謀生,導致眾多土地資源被擱置浪費,沒有充分發揮其應有的價值[10]。根據黨中央提出的高質量、內涵式發展的現代化農業發展思路與政策,筆者在長期實地考察的基礎上,選擇產量高、經濟價值可觀、需求量大、適合干旱及半干旱氣候生長的大宗中藥材——金銀花作為呂梁山區主要的中藥材種植培育對象,通過引進河南封丘、山東平邑、陜西楊陵等道地產區及新產區的4個金銀花品種到呂梁山區進行種植,并對引種后金銀花的花蕾質量進行分析,從中選出最適合呂梁當地種植的金銀花品種,并將該品種大面積、規模化種植,帶動呂梁地區以及山西省內的農民返鄉創業,增收致富。

圖2 4個品種金銀花花蕾質量指標對比Fig.2 Comparison of bud quality indicators of four varieties of Lonicera japonica

表4 4個品種金銀花花蕾質量指標方差分析

圖 3 4個品種金銀花花蕾色差值對比Fig.3 Comparison of color difference values of four varieties of Lonicera japonica Buds

圖4 4個品種金銀花綠原酸含量、木犀草苷含量、干花含水量對比Fig.4 Comparison of chlorogenic acid content,luteolin content and dry flower water content of four varieties of Lonicera japonica

金銀花花蕾質量主要通過其外觀色澤、花蕾大小、花蕾重量、折干率及主要活性成分(綠原酸和木犀草苷)含量等性狀進行評價。據文獻報道,不同產地以及同一產地的不同品種金銀花花蕾質量存在明顯的差異。李建軍[1]對國內13個品種的金銀花二白期花蕾大小、千針重及折干率等質量指標進行了分析,結果發現,所有參與分析的金銀花鮮花蕾質量指標差異均顯著,其中,魯峰王花蕾最長,為5.02 cm,山東線花最短,為3.96 cm;九豐一號花蕾最粗處直徑最大,為0.421 cm,新密野生線花最小,為0.340 cm;羊角花干花千針重最大,為145.35 g,山東線花最小,為90.14 g; 新密大毛花折干率最大,為19.09%,封丘紅銀花最小,為16.41%。該研究中4個品種金銀花花蕾長度在4.18～4.51 cm,花蕾直徑在3.08～3.36 mm,千針鮮重在95.6～119.4 g,千針干重在18.8～24.8 g,折干率在19.4%～20.8%。與以上13個金銀花品種花蕾質量調查結果[1]相比,呂梁山引種金銀花花蕾整體大小處于中等水平,且北花1號處于中等偏上水平,僅次于魯峰王、封丘大毛花、大毛針等全國金銀花道地產區的名優品種;呂梁山引種金銀花花蕾千針鮮重與千針干重總體也處于中等水平,折干率總體優于以上13個品種,尤其是北花1號的折干率高于以上13個品種中的任何一個;在色澤方面,呂梁山引種金銀花二白期花蕾與市場特級品(標準品)的色差值較小,尤其是北花1號,總色差值均小于2,基本接近市場特級品的水平[11]。綜上所述,呂梁山引種金銀花花蕾在大小、千針重量、折干率與色澤方面有較好的品質,在全國處于中等水平,說明金銀花對栽培土質的要求并不高,呂梁山黃質黏土完全能夠滿足金銀花的生長發育需求,保證金銀花花蕾外觀形態質量。

除花蕾的外觀品質外,活性成分也是評估金銀花質量的重要指標[12-14]。金銀花的功能活性成分主要包括有機酸類、揮發油類、黃酮類、環烯醚萜類、三萜皂苷類等[15]?！吨腥A人民共和國藥典》(2020版)[9]規定,以綠原酸和木犀草苷作為金銀花的主要功能活性成分,并以兩者的含量作為金銀花質量評價指標。許多研究表明,不同產地不同品種的金銀花花蕾中綠原酸和木犀草苷含量存在很大的差異。梁爽[16]采用高效液相色譜法和化學分析法對河南、河北、湖南、湖北、山東5個產地金銀花主要活性成分進行檢測,結果顯示,5個產地金銀花主要活性成分差異很大,綠原酸含量順序為湖南>河北>山東>河南>湖北,木犀草苷含量順序為山東>河南>河北>湖北>湖南。韓赟等[17]比較研究了三大產地5個品種金銀花及其摻雜葉的活性成分含量及指紋圖譜,結果表明,綠原酸含量頭茬花在大毛花中最高,四茬花在巨花一號中最高,木犀草苷含量不同品種之間未體現差異。楊欣欣等[18]對金銀花活性成分指紋圖譜的研究也表明,14種不同產地金銀花活性成分指紋圖譜存在明顯差異。該研究結果顯示,來自不同產地4個品種金銀花綠原酸和木犀草苷含量均存在明顯差異,其中北花1號的綠原酸和木犀草苷含量均最高。根據《中華人民共和國藥典》(2020版)[9]標準(含水量≤12%,綠原酸含量≥1.5%,木犀草苷含量≥0.05%),經過自然干燥后的4個品種金銀花水分、綠原酸和木犀草苷含量均達標,進一步表明,4個品種的引種金銀花均適合在呂梁山種植與栽培。綜合各個花蕾質量指標,引種的北花1號表現出更好的品質優勢,適合在呂梁山區大面積種植與推廣。