黄芪药材质量的差异及影响因素研究

黄芪(Astragali Radix)为我国常用补虚类中药,其产地来源广泛,质量影响因素较多。明确不同基原、野生与栽培、不同产地黄芪以及不同商品规格黄芪药材质量的差异,是合理利用黄芪资源的基础性研究工作；明确环境、种苗等级对黄芪药材产量和质量的影响、以及明晰其生物量和生物活性成分含量的动态变化规律,对于合理控制黄芪药材质量具有重要意义。基于此,本论文采集了蒙古黄芪Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge. var. mongholicus (Bge.) Hsiao.膜荚黄芪A. membranaceus (Fisch.) Bge.、单蕊黄芪A. monadelphus Bunge.、多花黄芪A.floridus Benth及东俄洛黄芪A. tongolensis Ulbr.及多序岩黄芪Hedysarum polybotrys Hand. Mazz.,比较了不同基原黄芪药材质量的差异,评价了不同产地野生、栽培蒙古黄芪及膜荚黄芪药材质量的差异,分析了不同商品规格浑源黄芪药材质量的差异,并以蒙古黄芪A. membranaceus (Fisch.) Bge. var. mongholicus (Bge.) Hsiao为例,重点分析了环境和种苗等级对黄芪产量和质量的影响,并探讨了蒙古黄芪生物量和生物活性成分含量动态变化规律。主要研究结果如下： 1、不同基原黄芪中各生物活性成分含量特点各异 通过对不同基原黄芪药材质量分析,发现正品黄芪中黄芪甲苷、总皂苷含量相对较高,且其毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量较芒柄花苷高,毛蕊异黄酮含量较芒柄花素高；红芪中芒柄花苷、芒柄花素及总黄酮含量较高。但不含黄芪甲苷,且总皂苷含量较低,其芒柄花苷含量较毛蕊异黄酮葡萄糖苷高,芒柄花素含量较毛蕊异黄酮高。黄芪代用品中单蕊黄芪中黄芪甲苷和总皂苷含量相对较高,但其他成分含量较低,多花黄芪和东俄洛黄芪中皂苷类成分和黄酮类成分含量均较低。 2、野生与栽培黄芪中各生物活性成分含量特点不同 通过对野生与栽培黄芪药材质量分析,发现野生蒙古黄芪中总皂苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、毛蕊异黄酮、芒柄花苷含量相对与栽培蒙古黄芪较高,但栽培蒙古黄芪中黄芪甲苷含量较高,野生与栽培蒙古黄芪中芒柄花素和总黄酮含量无显著差异。野生膜荚黄芪中黄芪甲苷、总皂苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、毛蕊异黄酮含量相对于栽培膜荚黄芪均高,野生与栽培膜英黄芪中芒柄花苷、芒柄花素及总黄酮含量之间无显著差异。 3、不同产地黄芪中各生物活性成分含量具有不同特点 通过对不同产地野生、栽培蒙古黄芪及膜荚黄芪药材质量分析,发现蒙古黄芪中总皂苷和黄酮类成分含量较高,膜荚黄芪中黄芪甲苷含量较高。其中,黄芪甲苷平均含量最高的为栽培膜荚黄芪(0.72mg·g-1),尤其是辽宁本溪、吉林白山、黑龙江牡丹江及内蒙古多伦地区样品含量较高；总皂苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、毛蕊异黄酮、芒柄花苷、总黄酮平均含量最高的均为野生蒙古黄芪(分别为26.51mg·g-1、0.72mg·g-1、0.31mg·g-1、0.30mg·g-1.6.40mg·g-1),尤其是山西北部、陕西北部和内蒙古固阳地区样品含量较高；芒柄花素平均含量最高的为栽培蒙古黄芪(0.08mg·g-1),尤其是内蒙古赤峰地区样品含量较高。不同产地黄芪中异黄酮类单体成分含量多呈显著性正相关(P<0.05),经纬度对不同产地黄芪中生物活性成分含量具有一定的影响,但海拔高度对不同产地黄芪中生物活性成分含量影响很小。 4、不同商品规格黄芪中各生物活性成分含量具有不同特点 通过对不同商品规格浑源黄芪中生物活性成分含量分析,发现商品规格的划分与生物活性成分含量不呈显著相关(P≥0.05)。其中黄芪甲苷含量由高到低的顺序为：芪毛子>副白芪>五等品>芪节子>三等品>特等品>一等品>二等品>芪头子>四等品。毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量由高到低的顺序为：一等品>副白芪>四等品>五等品>三等品>特等品>芪毛子>二等品>芪头子>芪节子。不同商品规格黄芪中其它生物活性成分含量多具有不同的特点。 5、环境因子对蒙古黄芪表型性状和生物活性成分含量具有显著影响 基于多点栽培对比试验,发现部分蒙古黄芪表型性状和生物活性成分含量受环境因子影响较大。环境因子对蒙古黄芪表型性状的影响主要是：蒙古黄芪的地径随着日照时数的增加呈降低的趋势；主根长随着日照时数的增加呈增加的趋势；株幅随着年降雨量的增加呈增加的趋势；株高随着纬度的增加呈降低的趋势。环境因子对蒙古黄芪生物活性成分含量的影响主要是：蒙古黄芪中黄芪甲苷含量随着经度的增加呈降低的趋势；毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量随着纬度的降低和经度的增加呈增加的趋势；毛蕊异黄酮含量随着日照时数的增加和相对湿度和经度的降低呈增加的趋势；芒柄花苷含量随着年均温的增加和相对湿度、经度的降低呈增加的趋势；芒柄花素含量随着相对湿度的增加呈降低的趋势；总黄酮含量随着相对湿度、纬度的增加呈降低的趋势。 6、种苗等级对蒙古黄芪产量和各生物活性成分含量均有显著影响 基于不同等级蒙古黄种苗芪栽培对比试验,发现种苗等级对于蒙古黄芪地上部分表型性状均无显著性影响(P≥0.05),但对于地下部分表型性状和生物活性成分含量具有显著性影响(P<0.05)。随着种苗等级的增加,黄芪产量呈增加的趋势。 7、蒙古黄芪各生物量和生物活性成分含量具有一定的动态变化规律 基于对蒙古黄芪生物量及其生物活性成分含量的动态测定及分析,发现蒙古黄芪地上生物量以7月中旬最大,地下生物量以10月上旬采收期最大,根冠比在7月中旬最小.蒙古黄芪药材中黄芪甲苷含量以8月下旬最高,毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花苷及总黄酮含量以6月中旬最高,毛蕊异黄酮含量以4月下旬最高,芒柄花素含量以5月下旬最高。蒙古黄芪地上、地下生物量以及生物活性成分含量具有不同的动态变化规律. 本文的研究特色与创新点：通过分析不同来源黄芪药材质量,明确了黄芪药材质量的现状；基于栽培对比试验结果,揭示了年降雨量、经度及纬度对蒙古黄芪药材中黄酮类成分含量影响较大；通过研究种苗等级对黄芪药材产量的影响,发现了种苗等级对黄芪产量和生物活性成分含量均有显著影响；通过研究蒙古黄芪在不同生长阶段的生物活性成分含量,揭示了蒙古黄芪生物活性成分在不同生长阶段的变化规律。