張志旭 ,劉東波,2,劉 鵬,2,李 堅(jiān)
(1. 國(guó)家中醫(yī)藥管理局亞健康干預(yù)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長(zhǎng)沙 410128;2. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410128)
金銀花又名雙花、二花、土銀花、山銀花、忍冬花、手巾花等,為忍冬科植物忍冬的花蕾,是我國(guó)半常綠多年生纏繞藤木,生長(zhǎng)于山野或人工栽培。金銀花是國(guó)家管理的38種名貴中藥材之一,其莖、葉、花均可入藥,味甘微苦,性寒無(wú)毒,具有生津止渴、清熱散風(fēng)解表等功效。從生長(zhǎng)特性來(lái)分,金銀花有木本、藤本之分,木本金銀花,可連續(xù)生長(zhǎng)15~20年,開(kāi)花集中,花蕾時(shí)間長(zhǎng),采摘方便,藥效高;藤本金銀花,一年開(kāi)花一次,生長(zhǎng)壽命約10年。
全世界忍冬屬植物約有200種,國(guó)內(nèi)主要金銀花種質(zhì)資源有忍冬屬植物98種,5亞種,18變種,在全國(guó)都有分布,尤以西南地區(qū)種類最多,可供藥用的達(dá)49種,且在中國(guó)的種植歷史有2 000多年,通過(guò)自然選擇和人工變異形成了豐富的種內(nèi)變異。據(jù)2005年《中國(guó)藥典》記載,可用來(lái)生產(chǎn)金銀花的植物主要來(lái)自忍冬屬下5個(gè)種的干燥花蕾,實(shí)際上在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)有18個(gè)種用作民間藥典的來(lái)源,如,四川省可供藥用的主流品種為灰氈毛忍冬、細(xì)氈毛忍冬和淡紅忍冬;浙江省的主流品種為忍冬、紅腺忍冬、灰氈毛忍冬;甘肅省主流品種為盤(pán)葉忍冬、細(xì)氈毛忍冬和淡紅忍冬;湖南省主流品種為灰氈毛忍冬。此外,各地區(qū)還有廣泛分布的野生忍冬植物,只是其有效成分達(dá)不到藥典標(biāo)準(zhǔn),因而沒(méi)有實(shí)際的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我國(guó)地域遼闊,長(zhǎng)期臨床實(shí)踐表明,由于自然條件不同,不同產(chǎn)地的藥物質(zhì)量、產(chǎn)量和療效都不一樣,因此形成了道地藥材的概念,而對(duì)道地藥材的合理引種栽培、優(yōu)良品種選育和提純復(fù)壯是開(kāi)發(fā)道地藥材資源和解決藥材稀缺的最佳方法,對(duì)金銀花種質(zhì)資源的研究和開(kāi)發(fā)具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。
湖南金銀花產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展與灰氈毛忍冬的引種、馴化栽培成功有著極大的關(guān)系,湖南產(chǎn)的金銀花因其有效成分綠原酸含量較高,黃酮、皂苷等活性物質(zhì)豐富而具有較高的藥用價(jià)值,同時(shí)也是較好的綠原酸提取原料,因而占據(jù)了全國(guó)較大的市場(chǎng)。
灰氈毛忍冬俗稱擬大花忍冬,為湖南省商品金銀花的主流品種,占湖南省金銀花種植面積的90%,在隆回、漣源都有大面積栽種。其中隆回縣栽種金銀花已有200多年歷史,2000年8月隆回縣被國(guó)家林業(yè)局命名為中國(guó)金銀花之鄉(xiāng);2004年11月正式錄入2005版《中華人民共和國(guó)藥典》,同年被國(guó)家質(zhì)監(jiān)總局授予良種金銀花的原產(chǎn)地保護(hù)。目前隆回縣發(fā)展金銀花1.2萬(wàn)hm2,年產(chǎn)干花1萬(wàn)噸,占全國(guó)總產(chǎn)量50%以上,為全國(guó)最大的金銀花生產(chǎn)基地,其中0.53萬(wàn)hm2獲林業(yè)部綠色食品標(biāo)準(zhǔn)化原料生產(chǎn)基地認(rèn)證。隆回縣金銀花中藥材企業(yè)和個(gè)體工商戶達(dá)1 000家以上,中藥材加工企業(yè)115家,3家獲得GMP認(rèn)證,6家獲GSP認(rèn)證,2010年實(shí)現(xiàn)總收入10.6億元,利稅1億元以上,預(yù)計(jì)到2015年,金銀花生產(chǎn)面積將超過(guò)3.33萬(wàn)hm2,年干花產(chǎn)量7.5萬(wàn)噸,產(chǎn)值突破100億元。
金銀花中有機(jī)酸類主要包括綠原酸、異綠原酸、咖啡酸、棕櫚酸等,其中綠原酸為主要有效成分,是分離最早、研究最多的藥效成分。研究表明綠原酸可以提高人體免疫能力,表現(xiàn)出廣譜抑菌、抵抗病毒、利膽止血等多種功效。
日本研究者首先從金銀花中分離得到了木犀草素和忍冬苷,20世紀(jì)90年代初,國(guó)內(nèi)研究者也從金銀花中分離出了包括槲皮素在內(nèi)的多種黃酮類化合物,這些黃酮類物質(zhì)使金銀花表現(xiàn)出顯著的抗氧化作用,因而在化妝品中應(yīng)用較多。
揮發(fā)油中所含的化學(xué)物質(zhì)就更加多樣了,在不同種類和產(chǎn)地的金銀花中得到的揮發(fā)油成分都各不相同,主要有醛、酯、酸、醇、酮等多種成分。揮發(fā)油具有濃烈的芳香成分,可以保護(hù)皮膚,防止皮膚粗糙干裂,此外還具有較強(qiáng)的抗急性炎癥作用。目前從芳香油中分離出來(lái)的單體已經(jīng)達(dá)到65種。
皂苷是近年研究較多的化學(xué)物質(zhì),主要為三萜皂苷,表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗炎解熱活性和明顯的保肝作用。金銀花中大約含有無(wú)機(jī)元素15種,經(jīng)過(guò)測(cè)定,含量比較高的有Cu、Zn、Fe、Mn、Na、Ca等6種,此外還有肌醇等多種微量成分。
綠原酸是咖啡酸與喹尼酸組成的縮酚酸,屬酚類化合物,它是植物在有氧呼吸過(guò)程中經(jīng)磷酸戊糖途徑中間產(chǎn)物合成的一種苯丙素類物質(zhì),同時(shí)也是一種重要的生理活性物質(zhì)。金銀花中綠原酸含量較高且容易獲得,因而受到了廣泛關(guān)注,中國(guó)也成為世界性的金銀花生產(chǎn)基地。
溶劑提取法是根據(jù)天然產(chǎn)物中各種化學(xué)成分在溶劑中的溶解性質(zhì),將有效成分從金銀花組織中溶解出來(lái)的方法,溶劑可分為水、親水性有機(jī)溶劑和親油性有機(jī)溶劑。
3.1.1 醇提法 乙醇是一種較好的提取溶劑。將金銀花粗品溶于水中,用濃鹽酸酸化pH值為2~3,用乙酸乙酯反復(fù)萃取水相,萃取液用適量活性炭回流脫色,濾液濃縮后加入適量氯仿,析出淡黃色固體,分離后真空干燥得淡黃色粉末。
3.1.2 水提法 醇提法存在有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境有污染、回收成本高等缺點(diǎn),因而生產(chǎn)上開(kāi)發(fā)出用水作溶劑的綠原酸提取工藝。主要是通過(guò)煎煮的辦法提取出水溶性的成分,再用醇或添加絮凝劑的方法去除蛋白質(zhì)、多糖、鞣質(zhì)等雜質(zhì),常用方法主要包括水煮、水煮絮凝和水提醇沉法。
超臨界流體萃取技術(shù)(SFE)是利用超臨界流體非同尋常的性質(zhì),使之在高壓條件下與待分離的固體或液體混合物接觸,控制體系的壓力和溫度萃取所需要的物質(zhì),然后通過(guò)降壓或升溫的方法,降低超臨界流體的密度,從而使萃取物得到分離。
采用超臨界 CO2流體萃取技術(shù)從金銀花中提取親脂性成分,將萃取和蒸餾合為一體,制取的產(chǎn)品純度也高達(dá) 90%以上。
傳統(tǒng)的金銀花中有效成分綠原酸的提取工藝大多采用水提取或有機(jī)溶劑提取,這些工藝存在提取能耗大、效率低、雜質(zhì)多、收率少、資源不能得到充分利用等問(wèn)題。綠原酸為熱敏性物質(zhì),溫度過(guò)高,會(huì)造成綠原酸的分解,這就要求提取溫度不能過(guò)高。為提高綠原酸的提取率和純度,研究者采用了多種技術(shù)手段在提取前后和提取過(guò)程中進(jìn)行處理,也極大地提高了綠原酸提取的效率。
3.3.1 酶 法 向干金銀花粉末中加入0.5%纖維素酶和果膠酶的復(fù)合酶,在40~50℃下聯(lián)合處理,處理液經(jīng)60%乙醇60℃回流,取提取液60℃減壓濃縮至干,綠原酸提取率最高可達(dá)到8.32%,比乙醇回流法提高24.97%。
3.3.2 超聲波法 超聲波提取作為一種新型的提取技術(shù),在天然產(chǎn)物提取方面得到廣泛的應(yīng)用,具有被提取的活性物質(zhì)不被破壞、提取時(shí)間短、提取效率高等優(yōu)點(diǎn),特別適合于熱敏性物質(zhì)的提取。超聲波法是利用超聲波空化作用實(shí)現(xiàn)提取,可以作為單獨(dú)的提取方法,但在生產(chǎn)上更多是作為綠原酸提取的輔助方法,與傳統(tǒng)提取方法聯(lián)用,可以提高綠原酸的提取率。
3.3.3 微波法 微波提取技術(shù)是利用微波場(chǎng)中,各種物料吸收微波能力的差異使基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱,從而使物質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生能量差,被萃取物質(zhì)得到足夠的動(dòng)力從基體或體系中分離。微波提取技術(shù)具有短時(shí)、快速等特性,從而在活性物質(zhì)成分的萃取中可有效地保護(hù)功能成分和風(fēng)味物質(zhì),并能保護(hù)有效物質(zhì)的充分溶出,微波萃取不僅效率高、產(chǎn)品純度高、能耗小,操作費(fèi)用少,而且符合環(huán)境保護(hù)要求,與水提法相比總收率提高了10.59%,提取時(shí)間縮短75%;與超聲波提取法相比總收率也提高了2.60%,提取時(shí)間縮短了50%。
3.4.1 大孔樹(shù)脂吸附法 由于大孔樹(shù)脂吸附特別適合水溶性化合物純化分離,目前應(yīng)用于純化綠原酸的吸附樹(shù)脂主要有NKA-9型樹(shù)脂、D101型樹(shù)脂、D140型樹(shù)脂以及XDA-5型樹(shù)脂。
3.4.2 膜技術(shù)法 以選擇性透過(guò)膜為分離介質(zhì),在外界壓力作用下,使小分子如綠原酸等透過(guò)膜,而大分子如蛋白質(zhì)、多糖等則不能透過(guò)膜,從而達(dá)到分離、提純的目的。由于膜分離技術(shù)具有低溫?zé)o相變和對(duì)大、小分子物質(zhì)的分離效果好等特點(diǎn),特別適合于熱敏性的綠原酸提取液的分離純化與濃縮。
我國(guó)是金銀花的主產(chǎn)國(guó),種質(zhì)資源豐富,分布較廣,在山東、湖南、河南、河北、山西、甘肅、四川、新疆等地都有栽培。2003年,全國(guó)金銀花種植面積在0.2萬(wàn)hm2以上,年產(chǎn)量8 000噸,而當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求量為20 000噸。受供需影響,金銀花市場(chǎng)價(jià)格一路上行,從2004年的40元/kg左右攀升至2007年底的80元/kg,基本達(dá)到生產(chǎn)成本。從2008年開(kāi)始,由于游資的炒作,金銀花價(jià)格一直高于成本價(jià)運(yùn)行,到2009年達(dá)到360元/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于成本價(jià)格。
金銀花價(jià)格的持續(xù)高漲,加上藥農(nóng)種植金銀花能增收9 000元/667 m2,因此金銀花種植發(fā)展迅猛。例如,山東平邑產(chǎn)區(qū)2004年金銀花種植面積約1.33萬(wàn)hm2,2010年種植面積超過(guò)2.66萬(wàn)hm2,加上國(guó)內(nèi)其他產(chǎn)區(qū)及非道地產(chǎn)區(qū)引種,目前種植面積超過(guò)5.33萬(wàn)hm2。金銀花壽命一般為10~20年,栽種3年后就可以產(chǎn)生效益,5年能達(dá)到盛產(chǎn)。據(jù)估計(jì),近兩年擴(kuò)種的金銀花在2013年后達(dá)到盛產(chǎn),按盛產(chǎn)300 kg/667 m2計(jì)算,到2013年金銀花產(chǎn)量將達(dá)到24萬(wàn)噸,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前市場(chǎng)2萬(wàn)噸的需求量。
金銀花市場(chǎng)價(jià)格不斷創(chuàng)出新高,受市場(chǎng)高價(jià)刺激,很多人對(duì)金銀花市場(chǎng)的未來(lái)充滿樂(lè)觀,認(rèn)為金銀花的發(fā)展前途一片大好。但隨著種植面積的擴(kuò)大,金銀花價(jià)格在2010年出現(xiàn)回落,五個(gè)月時(shí)間從360元/kg直線下滑到160元/kg,隨著金銀花大面積地進(jìn)入盛產(chǎn)期,金銀花價(jià)格會(huì)不斷下降。除了無(wú)序擴(kuò)大生產(chǎn)引起價(jià)格下降外,金銀花產(chǎn)品單一、單純銷(xiāo)售初級(jí)原料也引起嚴(yán)重的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng),破壞了整個(gè)行業(yè)的良性發(fā)展。
金銀花作為中國(guó)傳統(tǒng)的名貴中藥材之一,具有較高的藥用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景,但是一味地銷(xiāo)售初級(jí)原料,既不能充分發(fā)揮其良好的藥用價(jià)值,也不利于金銀花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,金銀花市場(chǎng)只會(huì)陷入惡性的價(jià)格戰(zhàn)。
隨著金銀花種植面積的擴(kuò)大和大面積盛產(chǎn)期的到來(lái),金銀花的價(jià)格也會(huì)越來(lái)越低廉,如何實(shí)現(xiàn)金銀花產(chǎn)業(yè)的高值化也將是整個(gè)產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。因此,對(duì)于金銀花企業(yè)來(lái)講,必須及時(shí)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,拓寬金銀花深加工和綜合利用的渠道才能在市場(chǎng)上立于不敗之地。這可通過(guò)以下兩條路線進(jìn)行金銀花產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。一是功效成分的提取。各地不斷有新的綠原酸生產(chǎn)線投產(chǎn),越來(lái)越多的研究表明,金銀花中的微量成分具有較好地增強(qiáng)免疫能力和廣譜抗菌的作用,因此摸索更成熟和更高效的微量成分提取工藝更具創(chuàng)新價(jià)值。二是消費(fèi)方式的引導(dǎo)和改變。傳統(tǒng)的金銀花大多作為藥用初級(jí)原料提供給了生產(chǎn)廠商,其實(shí)金銀花可以通過(guò)多種方式直接面向消費(fèi)者,例如,金銀花茶、金銀花飲料等可以有效拓寬金銀花銷(xiāo)售的渠道,贏得更廣闊的產(chǎn)業(yè)前景。
[1]董桂靈,胡尚欽,陳曉敏,等. 不同金銀花種質(zhì)資源ISSR遺傳多樣性研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,46(6):1 833-1 837.
[2]和順琴,胡秋芬,楊光宇. 忍冬科植物金銀花的研究現(xiàn)狀[J]. 口腔護(hù)理用品工業(yè),2011,21(1):30-33.
[3]陳大霞,李隆云,吳葉寬,等. 灰氈毛忍冬自然群體遺傳多樣性的SRAP研究[J]. 中草藥,2011,42(1):143-147.
[4]徐建偉,趙小俊,王雪艷,等. 常用中藥材金銀花的評(píng)價(jià)、育種和應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(1):15.
[5]陳秋竹,林瑞超,王鋼力,等. 金銀花提取物化學(xué)成分研究[J]. 中藥材,2011,33(6):920-922.
[6]周建玉. 金銀花中化學(xué)成分分析研究進(jìn)展[J]. 天津藥學(xué),2009,21(5):60-62.
[7]Hu Shangqin, Dong Guilin, Chen Xiaomin,et al. Its sequence-based identification of Nanjiang, Sichuan,China[J]. Genet Resource Crop Evol,2011,(5):216-225.
[8]聶凌鴻,岳 淼. 金銀花中綠原酸提取工藝的優(yōu)化[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā),2008,29(1):51-55.
[9]唐麗君,周日寶,劉笑蓉,等. 超臨界CO2流體萃取法與水蒸氣蒸餾法提取灰氈毛忍冬中揮發(fā)油的GC-MS比較研究[J]. 湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2010,30(9):109-113.
[10]胡普輝,楊雪紅. 中國(guó)金銀花發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策探討[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(5):104-106.