當前位置: 華文世界 > 科學

紅景天屬藥用植物品質評價及品質影響因素研究進展

2024-11-06科學

紅景天屬植物在中國有73種2亞種7變種,分布在廣西、四川、雲南、西藏、甘肅、青海、新疆等多個省份和自治區,分布較為廣泛[1]。根據【中國藥典】2020年版記載,紅景天為大花紅景天 Rhodiola crenulate (Hook. f. et Thoms.) H. Ohba的幹燥根和根莖,主要功效是益氣活血、通脈平喘[2],此外,紅景天屬多種基原植物被地方中藥材標準收錄,如【甘肅省中藥材標準】2020年版[3]中記載狹葉紅景天 R. kirilowii (Regel) Maxim.可「活血調經、養心安神、止血止癇」,【吉林省中藥材標準】[4]中記載高山紅景天 R. sachalinensis A. Bor.益氣活血、通脈平喘;【新疆維吾爾自治區維吾爾藥材標準】2010年版[5]中記載薔薇紅景天 R. rosea L.滋補強壯、安神益智、開通阻滯、消炎止痛;【四川省藏藥材標準】2020年版[6]中記載長鞭紅景天 R. fastigiate (Hook. f. et Thoms.) S. H. Fu清熱、利肺;並已報道大量與該屬植物藥效研究相關的文獻,充分證明紅景天屬植物在藥用方面的價值和可發掘的潛力。然而,目前紅景天屬藥用植物資源開發利用面臨的迫切問題:(1)野生資源日漸匱乏,野生變家種過程中,伴隨各種外部條件的改變,存在品質下降的現象,有些甚至難以達到【中國藥典】2020年版或地方標準的最低要求[7];(2)本草考證的依據較少,造成市場流透過程中的基原混亂和以次充好現象,在生產實踐過程中需要找出快速、高效鑒別基原植物的方法,以杜絕偽藥劣藥[8]。總體而言,以上問題與紅景天屬藥用植物的品質關系密切。本文從紅景天屬藥用植物的品質評價標準、影響品質的因素出發,全面梳理與紅景天屬藥用植物品質相關聯的研究依據,為保障紅景天屬藥用植物質素、確保資源可持續發展提供理論依據。

1 紅景天屬藥用植物品質評價標準

1.1 性狀

1.1.1 外觀性狀 古代藏藥典籍【晶珠本草】中明確記載了紅景天屬藥用植物的外觀性狀特征,如【現觀】中提到其盡管生境類別復雜,形態各不相同,但具有許多共同特點:莖全部為紅色、質地硬實;葉片肥厚、簇生、分布有類似銀色露珠的特殊結構,全莖被葉,在秋季轉變為紅色;花、果莢、種子都呈紅色;根部斷面顏色如同人肺,皮厚而呈現黑色;氣味明顯,味甘、苦、澀,性涼,功效為養肺、清熱、滋補元氣,含在口中能夠去除口臭[9]。

現代對大花紅景天的外觀性狀描述在【中國藥典】2020年版中有詳細記載,「根莖呈圓柱形,粗短,略彎曲,少數有分枝,長5~20 cm,直徑2.9~4.5 cm。表面棕色或褐色,粗糙有褶皺,剝開外表皮有一層膜質黃色表皮且具粉紅色花紋;宿存部份老花莖,花莖基部被三角形或卵形膜質鱗片;節間不規則,斷面粉紅色至紫紅色,有一環紋,質輕,疏松。主根呈圓柱形,粗短,長約20 cm,上部直徑約1.5 cm,側根長10~30 cm;斷面橙紅色或紫紅色,有時具裂隙。氣芳香,味微苦澀、後甜」[2]。在中藥材商品等級規格[10]中,關於其統貨與選貨的性狀描述也與此較為接近,主要差別在於選貨直徑≥3.5 cm,統貨直徑2.9~4.5 cm,將直徑作為重要的商品分級標準。

其余幾種紅景天屬藥用植物的外觀性狀特征在各個地方的中、藏藥材和飲片標準中有所描述,狹葉紅景天被收載於【甘肅省中藥材標準】2020年版[3]、【青海省藏藥材標準】2019年版[11];高山紅景天被收載於【吉林省藥材標準】[4];薔薇紅景天被收載於【新疆維吾爾自治區維吾爾藥材標準】2010年版[5];長鞭紅景天被收載於【四川省藏藥材標準】2020年版[6]。

對比不同標準中的記載可發現,大花紅景天與其他紅景天屬藥用植物存在多個差異明顯的外觀性狀:從根莖上觀察,發現其具特殊花紋的膜質黃色表皮,宿存花莖基部的膜質鱗片的形狀為三角形或卵形,斷面顏色為粉紅色至紫紅色並有一環紋;根斷面呈橙紅色或紫紅色;氣芳香而味微苦澀後甜。且大花紅景天的紅景天苷含量通常高於其他種,提示其特殊性狀與品質之間可能存在聯系,可將傳統「辨狀論質」思想與現代鑒定技術如電子鼻、電子眼等結合以探明二者的關系。

1.1.2 顯微性狀 紅景天屬藥用植物在顯微性狀方面具有許多相似之處:根部最外層均為木栓層,皮層狹窄,形成層呈環,多具外韌型維管束,且韌皮部與木質部較寬,各占橫切面1/3左右;根莖最外層均為木栓層,形成層較明顯且斷續呈環,髓部寬廣,多見異形維管束;粉末中都含有薄壁細胞、木栓細胞、維管束、澱粉粒等[12]。不同紅景天屬藥用植物的顯微性狀差異主要體現在其根莖橫切面中維管組織的數目、特殊構造及排列上。按照根莖維管組織數目進行分類,薔薇紅景天根莖維管束呈現2~3輪斷續環狀排列;大花紅景天、狹葉紅景天和高山紅景天均具有1輪維管束;長鞭紅景天則具有2輪維管束。按照根莖維管組織特殊構造及排列進行分類,薔薇紅景天中維管組織具有三生構造;大花紅景天外周為放射狀排列的外韌型維管束,髓部為散生的內韌型維管束;狹葉紅景天外輪排列環狀外韌型維管束,髓部散生周韌型維管束;高山紅景天外輪排列環狀外韌型維管束,髓部散生異常維管束,為周韌型維管束;長鞭紅景天外輪排列環狀外韌型維管束,髓部具異常維管束,為周韌型維管束,射線呈現星狀排列[13-14]。

1.2 化學成分

在【中國藥典】2020年版及各個地方中、藏藥材標準中,紅景天屬藥用植物大多以紅景天苷為指標性成分並據此評價藥材品質:大花紅景天按幹燥品計算,含紅景天苷(C14p0O7)不得少於0.50%[2];狹葉紅景天不得少於0.20%;高山紅景天不得少於0.20%;薔薇紅景天、長鞭紅景天則無紅景天苷含量要求。目前對紅景天屬藥用植物中紅景天苷合成通路的研究已取得一定成果,主要分為生物合成、化學合成和酶促合成3條途徑。在生物合成方面,已確定紅景天苷在植物中的合成以酪醇和尿苷二磷酸葡萄糖為受質,且苯丙胺酸解氨酶和酪胺酸脫羧酶是連線初級和次級代謝途徑的關鍵酶,爭議在於酪醇的合成途徑:第1種認為其來源於苯丙烷代謝途徑中苯丙胺酸產生的對香豆酸[15];第2種認為其來源於生物堿代謝途徑的中間產物酪胺,而酪胺來源於酪胺酸[16],以上2種紅景天苷可能的合成途徑見圖1。在化學合成方面,基於尿苷二磷酸葡萄糖基轉移酶對酪醇與尿苷二磷酸葡萄糖合成紅景天苷反應的促進作用,形成了7種主要的紅景天苷工業化合成策略。而酶催化合成途徑則是以酪醇和葡萄醣類似物為受質,利用生物酶、微生物或細胞催化紅景天苷的合成,在不斷改進的過程中,紅景天苷的合成得到了顯著強化,其轉化率可達71.9%[17]。

通常單一成分測定結果無法全面反映品質,紅景天屬藥用植物中還含有多類具藥理作用的化學成分,黃酮類化合物有70多種,主要包括黃酮、黃酮醇和黃烷醇類,其中草質素和山柰酚類化合物在抗氧化、抗輻射、抗病毒、抗炎、抗血栓等藥理作用較為顯著[18];苷類化合物主要包括苯乙基、苯丙素和酚苷類等苯烷基苷類,代表化合物有酪醇、紅景天苷、絡賽維和大花紅天素等[19];紅景天多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等單糖構成,具有免疫調節、抗疲勞、抗貧血、保護生殖細胞等作用[20];還包含8種人體必需的胺基酸,且其補益效果良好[21]。部份研究者透過測定紅景天多個成分的含量進行品質評價,使實驗結論更加全面、準確。胡英婕等[22]以6種成分作為檢測指標,發現紅景天苷、熊果苷、酪醇、山柰酚、槲皮素在5種紅景天屬藥用植物中的含量存在顯著性差異,而沒食子酸含量無顯著性差異,具體情況為大花紅景天中紅景天苷、熊果苷、山柰酚、槲皮素的質素分數最高,分別為12.40、3.48、2.61、1.62 mg/g;高山紅景天中酪醇質素分數最高,為1.83 mg/g;長鞭紅景天中紅景天苷質素分數最低,為5.08 mg/g。韓林辛等[23]利用高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)和紫外分光光度法測定大花紅景天中紅景天苷和總酚的含量,方法快捷有效,結果準確可靠。周思思[24]確定了大花紅景天中總黃酮、總多糖、總皂苷和總揮發油的制備方法,測定了其相應的含量,並透過進一步的藥效學實驗驗證了紅景天中各類成分的抗氧化、抗腫瘤和抗衰老活性。

紅景天屬藥用植物中化學成分的測定主要分為定性和定量2類。定性方法主要是薄層色譜法,【中國藥典】2020年版中也對相應的實驗操作流程進行了規定,其主要優勢是分析速度快、專內容強、對器材和操作的要求較低、套用場景廣泛,可利用薄層色譜所反映的生物特征和其特有的生物標誌物化合物的存在,確定藥材飲片和制劑的真實性和可能存在的摻假。定量方法主要有HPLC法、紫外分光光度法、液相色譜-質譜聯用(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)等。HPLC是【中國藥典】2020年版規定的紅景天屬藥用植物含量測定的方法,廣泛用於紅景天屬藥用植物品質評價研究,具有適用性廣、高靈敏度、高速高效等特點。紫外分光光度法在單一成分測定中,穩定性和重現性較強,快速簡便,數據可靠性強。LC-MS可綜合分析紅景天屬藥用植物中多種成分的組成和含量[25],優點是資訊豐富,簡化了前處理過程,適用於復雜體系的分離分析。

1.3 藥效

紅景天屬藥用植物藥效較為接近,傳統中、藏醫藥理論中認為其可滋補元氣、清熱解毒、治療瘟病時疫,現代藥理研究則主要涉及抗氧化、抗炎、保護心腦血管、抗抑郁、抗疲勞等。馬四補等[26]為評價大花紅景天破壁飲片和傳統飲片的藥材品質,對比2種飲片對大鼠心肌的保護作用,發現二者均可顯著減小心肌梗死面積和心律不整的發生率,且相同劑量下,使用破壁飲片後病理指標的降低作用優於使用傳統飲片,表明破壁飲片品質優於傳統飲片。劉英[27]選取大花紅景天破壁飲片與傳統飲片作為實驗物件,測定了二者不同劑量下對大鼠心肌細胞缺血缺氧損傷模型的細胞存活率、病理指標及細胞雕亡途徑中關鍵蛋白含量的影響,結果顯示大花紅景天破壁飲片與傳統飲片均可提高細胞存活率,改善相關病理指標,降低細胞雕亡途徑中關鍵蛋白的含量,且相同劑量下破壁飲片藥效更佳,表明大花紅景天破壁飲片品質優於傳統飲片。索朗等[28]比較了小叢紅景天 R. dumulosa (Franch.) S. H. Fu、大花紅景天和長鞭紅景天對小鼠常壓耐缺氧時間、斷頭後喘息時間及血清中生理指標的影響,結果表明3種紅景天在抗缺氧、抗衰老方面作用相似,小叢紅景天和長鞭紅景天在一定程度上可代替大花紅景天使用。藥效學評價更接近臨床使用場景,可作為性狀評價和化學成分評價的補充。

2 影響紅景天屬藥用植物品質的因素

紅景天屬藥用植物品質的影響因素主要有種質、栽培方法、采收期、產地、海拔、加工方式和貯藏等,將各個影響因素及其同義詞或近義詞作為主題詞,與「紅景天」主題詞用「AND」布爾運算子連線,在中國知網進行檢索並排除與紅景天屬藥用植物品質影響因素無關的文獻,檢索並篩選後的文獻數量如下:種質(36)、栽培方法(25)、采收期(5)、產地(37)、海拔(9)、加工方式(5)、貯藏(2),結果見圖2。

可見與種質、栽培方法及產地相關的文獻在紅景天屬藥用植物品質影響因素文獻中的占比較大,而海拔、采收期、加工方式和貯藏則占比較小,表明紅景天屬藥用植物的人工栽培、品種鑒別及產地區分方面的研究熱度較高,成果較多,而對海拔、采收期、加工方式和貯藏等方面的研究還處在初步探索階段,有待深入和完善。

2.1 種質

2.1.1 遺傳多樣性 紅景天屬藥用植物具有豐富的遺傳多樣性,使其能夠適應各類不利環境。劉青[29]對西藏高原地區4種紅景天屬藥用植物開展了遺傳多樣性分析及內部轉錄間隔區(internal transcribed spacer,ITS)序列分析,透過十六烷基三甲基溴化銨法提取了植物嫩葉中的DNA,並對其進行了聚合酶鏈式反應擴增和電泳檢測,對條帶吸收峰面積采用山農多樣性指數公式進行計算,結果顯示齒葉紅景天 R. serrata H. Ohba、喜馬紅景天 R. himalensis (D. Don) S. H. Fu、大花紅景天、長鞭紅景天的山農多樣性指數依次遞增,分別為0.142 6、0.323 1、0.376 7、0.393 2,表明4種紅景天屬藥用植物均具有較高水平遺傳多樣性,且對環境變化適應能力依次增強。You等[30]透過對紅景天屬植物樣品的葉綠體DNA/ITS序列變異的研究,發現其網狀前進演化可能是由地理隔離引起的,復雜的地形及劇烈變化的氣候可能進一步加快了族群分化的速度。另有研究發現紅景天屬藥用植物的超氧化物歧化酶基因在遺傳過程中不使其產生新的形態或生理功能,但可增強現有族群的適應能力;而參與不同生長素相關途徑的基因在不同的環境壓力下表達不同,表明生長素在不同類別的非生物脅迫條件下具有重要作用[31]。深入挖掘紅景天屬藥用植物環境適應的遺傳機制,有利於控制紅景天屬藥用植物栽培條件,進而提高人工栽培過程中的植株存活率。

2.1.2 種質資源概況 目前紅景天屬藥用植物資源匱乏,亟需開展種質資源分布情況調查、種質資源收集與種質資源庫建立等多項工作,並以此為基礎推動紅景天屬藥用植物的遺傳育種研究。李濤等[32]采用野外實地資源調查、標本采集鑒定與標本查證相結合的方法,對川西高原地區紅景天屬植物種質資源的情況進行了總結歸納。從區系特點上看,紅景天屬植物分類復雜,川西高原地區共有26種紅景天屬植物,分屬於紅景天屬下的報春紅景天組、四裂紅景天組、紅景天組、三裂紅景天組4個組;高海拔地區生長的紅景天屬植物如大花紅景天、長鞭紅景天、狹葉紅景天等常有一種或數種成群密集生長,植株粗壯,為植物群落中該層片的優勢種,而少數低海拔地區紅景天屬植物如雲南紅景天 R. yunnanensis (Franch.) S. H. Fu等呈現隨機分布特點,由於植株較細與相近生態席位的物種種間競爭激烈,為植物群落中該層片的伴生種或偶生種;川西高原地區的紅景天屬植物海拔分布差異巨大,其中狹葉紅景天、大花紅景天和雲南紅景天垂直分布的生態振幅較大,說明其對不同海拔條件的生態適應能力較強。從分布特征上看,紅景天組為川西高原地區紅景天屬植物的分布中心,包含了13種紅景天屬植物;紅景天屬植物在川西高原西部海拔3.5 km以上的高海拔地區如稻城、理塘、德榮等地分布較為密集,在四川盆地海拔2.0 km以下的周邊地區有少數分布,而在四川盆地內則未見分布。洪道鑫[33]將走訪與野外樣方調查方法相結合,透過蘊藏量估演算法調查了四川、青海、甘肅和雲南4省內的狹葉紅景天野生資源,結果表明狹葉紅景天野生資源正在不斷減少,其中四川省和青海省資源量較大,甘肅省和雲南省資源量較小。

目前已有多家單位和機構建立了紅景天屬藥用植物的種質資源庫和繁育基地。四川省草原科學研究院建立了占地約3 hm2的大花紅景天種植繁殖基地,位於青藏高原地區四川省阿壩州紅原縣,同時在荒漠化條件下示範種植約20 hm2大花紅景天。西藏大學深入研究紅景天屬藥用植物栽培技術,建成包含大花紅景天、長鞭紅景天、狹葉紅景天等多種瀕危紅景天屬藥用植物的藏藥材種質資源圃,並在藏藥材種植示範基地中培育大花紅景天種苗20余萬株[8]。四川省草原科學研究院選取狹葉紅景天作為防沙治沙植物並建有防沙治沙示範基地,以發掘其生態價值,從生態環境保護方面進行狹葉紅景天的研究工作[33]。

2.1.3 物種鑒別 紅景天屬藥用植物在使用時品種較為混亂,基原植物通常難以確定。歷版【中國藥典】中紅景天的基原植物收載種經過多次變動,【中國藥典】1977年版為大株紅景天 R. kirilowii (Regel) Regel或唐古特紅景天 R. algida (Ledeb.) Fu var tangutica (Maxim.) Fu,在【中國藥典】1985 ~ 2000年版中則為大株紅景天 R. kirilowii (Regel) Regel,且在植物拉丁名的書寫上存在爭議[34],而【中國藥典】2005~ 2020年版收載的種都為大花紅景天。其余紅景天屬植物也有多個種被地方中藥材標準或中藥學專著收載,彼此混用現象較常見,但不同種紅景天屬藥用植物在成分組成和含量上存在差異,一定程度上影響了藥材的品質和藥效,因此需要透過多種檢測手段進行鑒別和厘清。呂秀梅等[35]采用HPLC方法同時測定大花紅景天、狹葉紅景天和長鞭紅景天中5種化合物含量,結果顯示3種紅景天的5種成分存在顯著差異:大花紅景天中紅景天苷、咖啡酸含量顯著高於長鞭紅景天和狹葉紅景天,而沒食子酸、酪醇含量顯著高於長鞭紅景天。王麗萍等[36]透過電子鼻獲取4種紅景天的氣味資訊,結合主成分分析(principal component analysis,PCA)和線性判別分析方法將4個種完全區分,建立了紅景天屬藥用植物品種的Fisher函數判別模型,結果顯示總體判別率100%,交叉檢驗判別率97.5%,並提出結合氣相質譜方法進一步提高檢測準確率的設想。宋霞等[14]使用性狀鑒別法和顯微鑒別法,並增加了熒光顯微鏡的觀察結果,從性狀、橫切面和粉末顯微特征多個角度分析5種紅景天,發現其差異主要集中於性狀上的氣味、斷面顏色、膜質表皮、分枝情況和橫切面的維管束形式,及粉末特征中的草酸鈣結晶和澱粉粒數量與分布,為完善質素標準提供了參考依據,同時也為鑒別常見紅景天提供了技術支持。Ma等[37]透過超高效液相色譜指紋圖譜結合化學模式辨識分析,確定7個特征峰的成分分別為1-(2-羥基-2-甲基丁酸酯)β- D -吡喃葡萄糖、4- O -葡萄糖基對香豆酸、紅景天苷、表沒食子兒茶素、1,2,3,4,6-五沒食子葡萄糖、表沒食子兒茶素沒食子酸酯和 (+)-異白藜蘆醇-4′- O -β- D -吡喃葡萄糖苷或 (+)-異白藜蘆醇-4- O -β- D -吡喃葡萄糖苷,建立了一種簡單有效的正品紅景天及其易混淆種的分類方法。

在種質分子鑒別方面,Zhao等[38]測定了6種紅景天屬植物的完整葉綠體基因組,與另1個紅景天葉綠體DNA進行了比較,結果顯示其基因組結構、基因數目、基因順序、鳥嘌呤及胸腺嘧啶含量都高度相似,並從中確定了13個基因組差異的突變熱點,可將其作為系統發育分析和紅景天物種鑒定的候選標記;同時認為應該將紅景天屬植物按照單性花類別分為2個分支,其中一支為雌雄異株,另一支為雌雄同株,使紅景天屬植物的系統發育關系更加清晰。趙凱輝等[39]選擇ITS2和巨核細胞關聯酪胺酸激酶(megakaryocyte associated tyrosine kinase,matK)2條DNA條形碼對14種紅景天屬植物進行分子鑒定,其中ITS2序列和matK序列的測序成功率分別為94.7%和100%,表明DNA條形碼技術在紅景天屬藥用植物的鑒定領域具有潛在的套用前景。

2.2 栽培方法

在使用過程中,紅景天屬藥用植物野生資源由於發芽率低、根腐病嚴重、生長條件苛刻等問題日漸衰竭,急需透過人工栽培、組織培養等方式及時增加其資源總量,以滿足人們的使用需求。在野生和栽培2種不同生長條件下,紅景天屬藥用植物品質可能會產生差異,宋玉成等[40]測定了野生和家種2種大花紅景天中紅景天苷的含量,結果較為接近且都大於0.50%,判斷栽培品品質下降不大,可代替野生種使用。崔晉龍等[7]對大花紅景天野生種與組培品種中紅景天苷、酪醇、洛塞琳、洛塞維和洛塞5種主要活性成分進行定性和定量研究,發現愈傷、組培品種的紅景天苷含量均低於野生種,且不符合【中國藥典】不得少於0.50%的規定,表明這2類品種尚不符合藥用標準,需進一步研究紅景天苷生成機制以提高栽培品質素。綜上,栽培方法的差異會影響紅景天屬藥用植物品質,且經過栽培後其品質通常較野生種有所下降。

栽培過程由多個環節所組成,需要探明每個環節的影響以保證紅景天屬藥用植物栽培品的最終品質符合要求。目前已有研究者對此展開了研究,對多種紅景天屬藥用植物的栽培技術[41-48]進行了總結,涉及到選地、整地、繁殖方法、定植、田間管理、病蟲害防治、采收與加工等多個方面。選地時應選擇海拔較高、具有一定坡度的山地,要求栽培地為陽光充足、土層深厚且排水性好、土質呈中性或微酸性、腐殖質含量豐富的壤土或沙壤土,因此常選取山地中的森林采伐地或生荒地進行栽培。整地時深翻30~40 cm,清除田間雜物,打碎土塊,順坡向作畦,畦寬1~1.2 m、高20~25 cm,作業道寬50~70 cm,視土壤肥力情況適當施加廄肥、豬圈糞或腐熟農家肥。繁殖方法多采用種子繁殖或根莖繁殖方法,也有部份采用組培快繁方法。其中種子繁殖要求播種前先用水沖洗種子後再施加吉貝素等植物激素提前處理,以提高種子發芽率。在育苗時間選擇上,大棚育苗春秋均可,室外育苗宜秋播,布棚育苗宜在春季,3月下旬至4月中旬進行春播,9月下旬至10月中旬進行秋播,播種量為1.5~2.0 g/m2,播種後覆蓋篩過的細土2~3 mm。根莖繁殖時選擇除去泥土的成株紅景天根莖,將其剪為3~5 cm長的小段,置於陰涼通風處1~2 d後等待其傷口表面愈合,將其移栽至準備好的畦中。組培快繁得到的培養苗移栽入營養缽或苗床時需註意避免損傷,並在培養1年後才可移栽到大田或山地。田間管理要求對育苗地及移栽地及時松土、除草和排水,確保田間無積水並保持低濕環境,育苗時將間出過密的幼苗補栽於別處,移栽苗入冬前註意覆蓋3~5 cm的防寒土以確保順利越冬。對於病蟲害防治,要求及時施加多菌靈、代森錳鋅、辛硫磷等藥物,尤其註意對根腐病的防治,及時清除病株。對紅景天屬藥用植物栽培方法的梳理,有利於實作其人工栽培的規範化和標準化,為提高栽培品的存活率和品質提供依據。趙彩雲等[49]深入研究與栽培相關的作用機制,關註大花紅景天栽培過程中施肥時的氮、磷、鉀配比對紅景天苷等4種酚類成分含量的影響,透過建立紅景天苷等4種酚類成分與氮、磷、鉀肥施用量各自的擬合函數,找出使紅景天苷等4種酚類成分含量達到最高時的氮、磷、鉀肥的配比,結果顯示氮肥、磷肥、鉀肥施用量分別為0、150、31.71 kg/hm²時,紅景天苷含量達到最高,為1.54%;氮、磷、鉀肥施用量分別為35.54、150.00、237.73 kg/hm2時,4種酚類成分含量達到最高,為1.93%,表明大花紅景天品質與肥料組成與用量之間存在一定聯系,同時也給出一種探索最優栽培條件的途徑。

2.3 采收期

紅景天屬藥用植物品質往往與其采收期密切相關,選擇合理的采收期,可提高有效成分含量、增強藥效、增加經濟效益,同時也可提升分布區域內的整體采收效率,減少資源的浪費。強巴卓嘎等[50]設定4個不同采收時期,選取紅景天苷、酪醇和絡賽維3種活性成分作為檢測指標,使用HPLC法對大花紅景天葉、根皮、根、莖多個部位進行測定,結果表明大花紅景天中的紅景天苷、酪醇和絡賽維主要分布在根部,且9月中下旬時絡賽維與紅景天苷含量達到最大,此時酪醇未表現出明顯的變化規律,因此認為最佳采收期在9月中下旬。任艷艷等[51]采用HPLC方法測定了7、8月份新疆塔城額敏縣、石河子、伊犁等地薔薇紅景天中的紅景天苷含量,產地相同情況下,8月份采得藥材紅景天苷含量高於7月份,表明不同采收期可影響薔薇紅景天品質。紅景天屬藥用植物的采收期對活性成分的累積有一定影響,因此在確定最佳采收期時需要對紅景天苷含量及其他活性成分含量做出綜合分析。

2.4 產地

不同產地的生態環境要素可對紅景天屬藥用植物品質產生影響。李霓冰等[52]以紅景天苷為標示峰,西藏大花紅景天樣品出峰為校正峰,建立西藏、四川、雲南、吉林、新疆等不同產地大花紅景天的色譜指紋圖譜,最終確定的6個共有峰在不同產地大花紅景天中的相對保留時間無明顯差異,但相對峰面積存在明顯差異,西藏大花紅景天的多個共有峰的對峰面積高於其他產地,表明不同產地大花紅景天在化學成分含量上存在差異,且西藏地區產出的大花紅景天品質較好。方碧煙等[53]利用HPLC指紋圖譜技術對不同產地的大花紅景天破壁飲片、破壁粉體和傳統飲片相關性研究,透過PCA、層次聚類分析等統計學方法對結果進行了分析,將相似度高的樣品歸為一類,其他樣品則按照差異歸為2類,提示不同產地生態環境對大花紅景天成分富集過程產生了影響。紅景天屬藥用植物多生長於高寒山區的流石灘地帶,更加適宜的產地可能對其品質產生有利影響。

2.5 海拔

海拔是影響紅景天屬藥用植物生長發育和品質的重要因素,也是制約其野生變家種的主要限制條件。文檢等[54]收集大花紅景天野外分布點的經緯度資訊,並結合海拔、降雨量、溫度、土壤等生態因子,利用Maxent模型對相關數據進行了分析,結果表明海拔對大花紅景天生長影響最大,高海拔地區光照充足、溫度低、空氣稀薄的條件更有利於大花紅景天生長。吳玄峰等[55]設定8個梯度條件,利用LC-MS方法對大花紅景天根、莖、葉組織的代謝物進行檢測,對結果進行PCA和典型相關分析,顯示代謝物豐度、光照強度與海拔梯度間都有顯著正相關性,表明海拔梯度與大花紅景天品質相關性強,且與海拔梯度相關的主要環境影響因素可能是光照強度。Dong等[56]比較了大花紅景天和薔薇紅景天2種主要紅景天的酚類成分和抗氧化能力,並采用基於超高效液相色譜-串聯三重四極桿質譜的代謝組學方法分析了分布於海拔2 907、5 116 m的大花紅景天,結果表明,大花紅景天的酚類成分和抗氧化活性高於薔薇紅景天,且這2種藥用植物的酚類成分和抗氧化活性與海拔高度呈正相關。表明海拔是影響紅景天屬藥用植物品質的間接因素,與海拔關聯度較高的光照、溫度和水分等可能是決定紅景天屬藥用植物品質的直接因素,仍需要進一步研究以探明相關作用機制。

2.6 加工方式

在加工過程中,紅景天屬藥用植物有效成分可能損失,透過控制和最佳化加工方式,可盡量減少對其品質的影響。凈制時,往往選用根和根莖作為藥用部位,而對植株其他部位的廢棄可能會造成紅景天屬藥用植物資源的浪費。次仁巴姆等[57]測定人工種植小花、大花紅景天的花瓣、莖、根等部位的紅景天苷含量,結果顯示作為非傳統藥用部位的花瓣的紅景天苷含量高於傳統入藥的根部,認為可將花瓣入藥,以補充紅景天屬藥用植物資源並促進其可持續發展。Terletskaya等[58]發現紅景天屬藥用植物地上器官中紅景天苷含量的增加振幅在種子成熟期達到最大,此時根中紅景天苷的含量顯著減少,建議在整個種子發育階段采集種子並磨碎,將其用於制藥目的而不損害根系。

在藥材的幹燥處理中,由於對處理時間、藥材品質、成本等方面的要求不同,會選用不同的幹燥方式。趙彩雲[59]采用曬幹、低溫幹燥、陰幹和冷凍幹燥對大花紅景天根和根莖進行處理,透過觀察外觀性狀和測定水分、紅景天苷、多糖、總酚、總黃酮和醇溶性浸出物等多種成分含量,采用綜合評分法賦權重系數,最終發現低溫幹燥和陰幹得分較高,且低溫幹燥時溫度越低,有效成分含量越高,表明高溫導致某些成分的分解或損失。因此在藥材加工過程中,需要考慮對非傳統藥用部位的開發利用,同時也要註意減少有效成分的不必要損失。

2.7 貯藏

紅景天屬藥用植物中含有揮發性成分,主要包括萜類、醇類和脂肪酸類,合理貯藏可延長藥材的使用時間,維持藥材品質。劉顯福等[60]選取不同貯藏年限和貯藏方式的大花紅景天測定紅景天苷含量,結果表明紅景天苷含量與貯藏年份呈負相關,且將藥材置於陰涼通風處的貯藏方式優於任意堆放。貯藏濕度和溫度對揮發油影響較大,過高溫度和濕度都可降低藥材中揮發油含量及提取效率,使香氣減弱,而儲存時間在短期內影響較小,表明大花紅景天中有效成分含量的穩定與儲存濕度和溫度的關聯性更強[61]。

3 結語與展望

目前紅景天屬藥用植物的質素控制和品質評價研究已取得一定進展,南星梅等[62]對唐古特紅景天化學成分、藥理活性和毒理研究方面的成果和理論進行綜述,為唐古特紅景天的深入開發和綜合套用提供了重要的參考資料,範芳芳等[63]根據中藥質素標誌物(quality marker,Q-Marker)理論核心內容,結合文獻調研成果與網絡藥理學分析方法,預測出多個紅景天功效關聯性Q-Marker,【中國藥典】2020年版和地方標準也對各項指標都制定了相關規定。但仍有一些問題尚待解決:紅景天屬藥用植物在使用過程中對品種、產地和質素評價的要求和標準逐漸變化,且本草考證存在一定困難,目前市場上存在品種混亂、真偽難辨、品質難以保證的情況;對紅景天屬藥用植物生長發育、次級代謝產物累積等過程的研究較少,不同因素對紅景天屬藥用植物品質的影響機制尚不明確,有待繼續深入研究;評價指標單一,通常以紅景天苷含量作為評價藥材品質的唯一標準,性狀、有效成分、藥效和經濟價值等方面的判定依據不夠科學全面,不利於系統化和規範化紅景天屬藥用植物的質素控制方法與評價標準;紅景天屬藥用植物品質研究主要集中在種質和栽培方面,對其加工方式、商品規格分級和貯藏方法的研究薄弱,制約了紅景天屬藥用植物資源的進一步開發利用。針對這類問題,需要深入研究的方向是:完成本草考證,明確藥材的基原植物、優質產區、傳統功效;篩選不同種紅景天屬藥用植物的專內容成分,作為快速高效鑒別的指標;加強紅景天屬藥用植物生理生化領域研究,明確有效成分的代謝途徑及各類影響因素對相關途徑的作用機制;按照紅景天屬藥用植物生產流程,實作全過程質素控制和評價,確保產品質素均一、可控、符合要求。

來 源:王亦舟,郁利霞,鄒雲嬌,薛幸嬪,田 怡,晉 玲,康生福,馬 毅.紅景天屬藥用植物品質評價及品質影響因素研究進展 [J]. 中草藥, 2024, 55(19): 6758-6767.