董元火,曾長立,許國權(quán),廖新安,張洪干,張文才,夏恒建,王圣軍,彭仕梅,郭雙喜
(1.江漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/湖北省漢江流域特色生物資源保護(hù)開發(fā)與利用工程技術(shù)研究中心,湖北 武漢 430056;2.湖北省蘄春縣科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)信息局,湖北 蘄春 435399;3.李時(shí)珍醫(yī)藥集團(tuán)有限公司,湖北 蘄春 435399;4.蘄春縣中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,湖北 蘄春 435399)
種質(zhì)資源作為生物資源的重要組成部分,是培育作物和中藥材優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),也是維系國家食物和藥品安全的重要保證[1]。藥用種質(zhì)資源是中藥材生產(chǎn)的源頭,種質(zhì)的優(yōu)劣對(duì)中藥材產(chǎn)量和質(zhì)量有決定性作用[1]。因此,如何從藥材生產(chǎn)的源頭抓起,通過藥用植物種質(zhì)資源研究提高中藥材質(zhì)量是一個(gè)迫切需要解決的問題。
艾(Artemisia argyi Levl.et Vant.),又名艾蒿、灸草,為菊科篙屬多年生草本植物,廣布于中國、蒙古、日本和朝鮮等國家,以湖北蘄春產(chǎn)為佳,謂之“蘄艾”[2]。蘄艾是國家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品,“蘄春四寶”之一[3]。艾(蘄艾)是《湖北省農(nóng)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》打造的兩個(gè)省級(jí)核心大品牌之一。黃岡市政府《關(guān)于加快發(fā)展蘄艾產(chǎn)業(yè)的意見(2018)》明確提出黃岡市要打造100億蘄艾產(chǎn)業(yè)目標(biāo)。艾葉具有特殊香氣,味苦,性涼,具有顯著的平喘、鎮(zhèn)咳、祛痰、抗菌、抗過敏等作用[4]。艾葉含有揮發(fā)油、黃酮、有機(jī)酸和三萜類等多種化學(xué)成分[4]。桉油精、樟腦、龍腦、松油醇、石竹烯、側(cè)柏酮等為各產(chǎn)地艾葉揮發(fā)油的主要共有成分[5]。艾葉揮發(fā)油作為艾葉主要活性成分,已從中鑒定出近100個(gè)化學(xué)成分[6]。許俊潔等[7]從6個(gè)不同采收期蘄艾葉精油中初步鑒定了75種化合物,而桉油精是蘄艾揮發(fā)油含量較高的成分[7,8]。
艾(蘄艾)的前期研究主要涉及形態(tài)學(xué)、化學(xué)成分、藥理作用、臨床應(yīng)用、種植和生態(tài)學(xué)等方面[3-11]。近 年 來,一 些 學(xué) 者 利 用ITS2、rcbL、matK、psbA-trnH等DNA條形碼序列和葉綠體基因組高通量測序技術(shù)開展了艾草與菊科植物近緣種鑒定及系統(tǒng)關(guān)系和藥材的真?zhèn)畏治觯?2,13]。張英等[14]運(yùn)用DNA身份精準(zhǔn)鑒定技術(shù)多核苷酸多態(tài)性(MNP)標(biāo)記法開展對(duì)蘄艾的精準(zhǔn)鑒定,為準(zhǔn)確甄別蘄艾的真?zhèn)翁峁┝诵碌姆椒āD壳?,關(guān)于蘄艾的研究多為栽培種,野生蘄艾的研究鮮有報(bào)道[9]。
本研究對(duì)分布于蘄春的野生蘄艾藥用有效成分桉油精和蘆丁含量進(jìn)行了測定,以期為野生蘄艾種質(zhì)資源保護(hù)和利用、新品種選育和藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)資料。
對(duì)分布于湖北省蘄春縣的野生蘄艾種質(zhì)資源開展野外調(diào)查,采用全球定位系統(tǒng)測定野生蘄艾種群所處經(jīng)緯度和海拔。記錄蘄艾種群棲息地的生境、分布特征和土壤類型。
在端午節(jié)前后,采集野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)的不同產(chǎn)地蘄艾的葉片,曬干,除去雜質(zhì),用于桉油精和蘆丁含量測定。
Agilent7890A氣相色譜儀,賽默飛U3000高效液相色譜儀,梅特勒AG285萬分之一電子天平,梅特勒AB265-S十萬分之一電子天平,金壇市科興儀器廠數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-4。
正己烷(分析純),甲醇(流動(dòng)相中用色譜純,供試品制備用分析純),桉油精對(duì)照品(批號(hào):110788-201506;來源:中國食品藥品檢定研究院),蘆丁對(duì)照品(批號(hào):100080-201409;來源:中國食品藥品檢定研究院)。
取本品粉末2 g,加石油醚(60~90℃)25 mL,置水浴上加熱回流30 min,濾過,濾液揮干,殘?jiān)诱和? mL使溶解,作為供試品溶液。另取艾葉對(duì)照藥材1 g,同法制成對(duì)照藥材溶液。照薄層色譜法(通則0502)試驗(yàn)[15],吸取上述兩種溶液各2~5μL,分別點(diǎn)于同一硅膠G薄層板上,以石油醚(60~90℃)-甲苯-丙酮(10∶8∶0.5)為展開劑展開,取出,晾干,噴以1%香草醛硫酸溶液,105℃加熱至斑點(diǎn)顯色清晰。供試品色譜中,在與對(duì)照藥材色譜相應(yīng)的位置上顯相同顏色的主斑點(diǎn)[15]。
按照《中國藥典》2015版(通則0521)氣相色譜法(GC),在李時(shí)珍醫(yī)藥集團(tuán)有限公司(湖北蘄春)測定艾葉桉油精含量[15]。
1.4.1 色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗(yàn) 以甲基硅橡膠(SE-30)為固定相,涂布濃度為10%;柱溫為110℃。理論板數(shù)按桉油精峰計(jì)算應(yīng)不低于1 000。
1.4.2 對(duì)照品溶液的制備 取桉油精對(duì)照品適量,精密稱定,加正己烷制成0.15 mg/mL的溶液,即得對(duì)照品溶液。
1.4.3 供試品溶液的制備 取本品艾葉粉末(過三號(hào)篩)約2.5 g,精密稱定,置于具塞錐形瓶中,精密加入正己烷25 mL,稱定重量,加熱回流1 h,取出,放冷,再稱定重量,而后用正己烷補(bǔ)足減失的重量,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得供試品溶液。
1.4.4 測定 精密吸取對(duì)照品與供試品溶液各2μL,注入氣相色譜儀,按通則0521氣相色譜法測定艾葉桉油精含量[15]。本品按干燥品計(jì)算,含桉油精不得少于0.050%[15]。
按照《中國藥典》2015版(通則0512)高效液相色譜法(HPLC),以測定桑葉蘆丁含量的方法為參照[15],在李時(shí)珍醫(yī)藥集團(tuán)有限公司(湖北蘄春)對(duì)艾葉蘆丁含量進(jìn)行測定。
1.5.1 色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗(yàn) 以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑;以甲醇為流動(dòng)相A,以0.5%磷酸溶液為流動(dòng)相B,按表1進(jìn)行梯度洗脫,檢測波長為358 nm。理論板數(shù)按蘆丁峰計(jì)算應(yīng)不低于5 000。
1.5.2 對(duì)照品溶液的制備 取蘆丁對(duì)照品適量,精密稱定,加甲醇制成每1 mL含蘆丁0.1 mg的溶液,即得對(duì)照品溶液。
1.5.3 供試品溶液的制備 取本品粉末(過三號(hào)篩)約1 g,精密稱定,置圓底燒瓶中,加甲醇50 mL,加熱回流30 min,濾過,濾渣再用甲醇50 mL同法提取2次,合并濾液。減壓回收溶劑,殘?jiān)眉状既芙?,轉(zhuǎn)移至25 mL量瓶中,加甲醇至刻度,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得供試品溶液。
表1 流動(dòng)相A和流動(dòng)相B的梯度洗脫
1.5.4 測定 精密吸取對(duì)照品與供試品溶液各10μL,注入液相色譜儀,按通則0512高效液相色譜法測定艾葉蘆丁含量[15]。
本次調(diào)查在湖北省蘄春縣的赤龍湖、翁塹村、九棵松村和清水河村發(fā)現(xiàn)了4個(gè)野生蘄艾種群,多散生或塊狀分布于居民屋前后及田堤邊、山邊和溝渠邊(表2)。
表2 蘄春縣不同產(chǎn)地野生蘄艾的生境及分布特征
按艾葉干燥品計(jì)算,蘄春縣赤龍湖、九棵松村、翁塹村和清水河村4個(gè)產(chǎn)地的野生蘄艾桉油精含量在0.45%~0.73%之間(表3),存在差異性,平均值為0.59%。其中,赤龍湖蘄艾桉油精含量最高,翁塹村蘄艾桉油精含量最低。
按艾葉干燥品計(jì)算,蘄春縣4個(gè)產(chǎn)地的野生蘄艾蘆丁含量在0~0.0182%之間(表3),平均值為0.0103%,表明野生蘄艾蘆丁含量比較低。其中,清水河村的野生蘄艾蘆丁含量最高,翁塹村野生蘄艾中未檢出蘆丁。
表3 蘄春縣不同產(chǎn)地野生蘄艾的桉油精和蘆丁的含量 (%)
中國民間有端午采艾的習(xí)俗,2010年和2015年《中國藥典》中規(guī)定艾葉在夏季時(shí)采摘[15,16]。艾葉主要活性成分是艾葉揮發(fā)油[8]。許俊潔等[7]通過提取不同采收期蘄艾精油,發(fā)現(xiàn)6月蘄艾精油含量最高,表明6月為蘄艾的最佳采收期,符合2010年《中國藥典》的規(guī)定并論證了民間端午采艾的科學(xué)性[7]。因此,本研究選擇6月9日(端午節(jié))至6月10日采摘野生蘄艾。
作為艾葉主要活性成分的艾葉揮發(fā)油,一直被視為評(píng)價(jià)其藥材質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。各地艾葉中含量明顯較高且普遍含有的成分有桉油精、樟腦、龍腦、松油醇(包括α-松油醇和順式-β-松油醇)、側(cè)柏酮、氧化石竹烯等[5]。研究表明蘄艾揮發(fā)油含量較高的成分是桉油精[7,8],桉油精含量是艾葉質(zhì)量控制的重要指標(biāo)之一[17]。因此,為了更好地評(píng)價(jià)野生蘄艾的種質(zhì)資源和品質(zhì),本研究對(duì)發(fā)現(xiàn)的野生蘄艾開展了桉油精(C10H8O)含量的測定。2015年版《中國藥典》中規(guī)定,艾葉按干燥品計(jì)算,含桉油精不得少于0.050%[15]。本研究采用《中國藥典》2015版(通則0512)氣相色譜法(GC)測定了蘄春縣赤龍湖、九棵松村、翁塹村和清水河村4個(gè)產(chǎn)地野生蘄艾的桉油精含量,結(jié)果顯 示 在0.45% ~0.73% 之 間,平 均 值 為0.59%,高于《中國藥典》2015版規(guī)定的桉油精含量[15];其中蘄春縣赤龍湖蘄艾桉油精含量最高,其藥材品質(zhì)最好。戴衛(wèi)波等[5]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)分析3個(gè)產(chǎn)地栽培蘄艾的桉油精含量分別為16.97%、20.53% 和21.3912%。同樣采用GC-MS的方法,許俊潔等[7]報(bào)道源自湖北蘄春一世緣蘄艾制品有限公司提供的栽培蘄艾在6月份的桉油精含量為24.62%。林杰等[18]測定栽培蘄艾的桉油精含量高達(dá)25%。本研究測定的4個(gè)地方野生蘄艾桉油精含量都低于上述栽培蘄艾中的含量,其原因可能是GC-MS法較GC法測定的桉油精含量高,這有待于進(jìn)一步對(duì)同一地點(diǎn)的野生蘄艾開展兩種測定方法對(duì)比分析,因此還不能斷定野生蘄艾的品質(zhì)不如栽培蘄艾。
植物界中黃酮類化合物存在廣泛,黃酮類也是艾葉的主要化學(xué)成分之一[5,19]。目前,多以蘆丁或槲皮素作為艾葉中總黃酮含量測定的對(duì)照品[19,20]。本研究按照《中國藥典》2015版(通則0512)高效液相色譜法(HPLC),以測定桑葉蘆丁含量的方法為參照[15],對(duì)蘄春縣赤龍湖、九棵松村、翁塹村和清水河村等4個(gè)產(chǎn)地的野生蘄艾蘆丁含量進(jìn)行了測定,結(jié)果顯示野生蘄艾蘆丁含量在0~0.0182%之間,平均值為0.0103%,表明野生蘄艾蘆丁含量比較低。胡吉清等[19]發(fā)現(xiàn)芹菜素對(duì)照品溶液與供試品溶液有相同的最大吸收波長,首次用芹菜素作為對(duì)照品測得艾葉總黃酮含量。蘆丁、槲皮素和芹菜素都可作為對(duì)照標(biāo)樣用于測定艾葉總黃酮含量。