王瑞娟,王 輝,晉小軍
(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,甘肅 蘭州 730070;2.甘肅長征藥業(yè)集團有限公司,甘肅 蘭州 730700)
柴胡(Bupleurum L.)為傘形科多年生草本植物,以干燥根入藥[1],為我國大宗、常用的重要中藥材,素有藥中良藥之稱[2]。2010版《中華人民共和國國藥典一部》收錄的柴胡正品為柴胡(Bupleurum chinense DC.) 和 狹 葉 柴 胡(Bupleurum scorzonerifolium Willd.),前者習稱北柴胡,后者稱南柴胡[3]。柴胡始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,被列為上品[4],具有和解表里,疏肝解郁,升提中氣之功能,臨床應(yīng)用以北柴胡為主。經(jīng)藥理與臨床證實,具有保肝、解熱、抗菌、抗病毒、消炎、鎮(zhèn)咳、預(yù)防消化道潰瘍等作用,主治感冒發(fā)熱、寒熱往來、胸肋脹痛、月經(jīng)不調(diào)等病癥。近年來,隨著柴胡的藥用價值受到越來越多的重視,柴胡的市場需求正逐年遞增,有限的野生資源已無法滿足國內(nèi)外市場的龐大需求。為了緩解這種供需矛盾,人工栽培柴胡已成為當今商品柴胡的主流來源,除滿足國內(nèi)市場外,部分商品還出口日本、韓國等地。我國最早的柴胡人工種植基地為河南嵩縣,目前的三大柴胡栽培基地為黑龍江的明水縣、甘肅的隴西縣和山西的萬榮縣[5]。
目前,國內(nèi)外學者對柴胡的指標性成分、藥理作用、栽培技術(shù)、生長發(fā)育等方面進行了大量的研究,其研究結(jié)果對柴胡資源的有效利用具有重要的理論價值。之前報道過柴胡器官建成與干物質(zhì)積累的規(guī)律及栽培柴胡的總皂苷含量[6-7]。然而,針對甘肅中部地區(qū)柴胡在人工栽培技術(shù),特別是對藥材有效成分積累影響較大的采收期缺乏研究。我們以渭源縣柴胡為材料,研究了不同時期采收對柴胡根系、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響,旨在為其最佳采收期的確立提供科學依據(jù)。
試驗材料為兩年生半干旱地區(qū)柴胡,柴胡種子購自甘肅省渭源縣渭水源中藥材市場。試驗于2012—2013年在渭源縣清源鎮(zhèn)張家灣村進行,2012年5月穴播,行距15cm、株距8cm,面積為30 m2。
試驗儀器為島津LC20-AT液相色譜儀、waters2695-2998液相色譜儀、超聲清洗器(250W,40 kHz)。試驗藥劑為柴胡皂苷(110777-200507)、柴胡皂苷d(110778-200506),均由中國藥品生物制品檢定所提供,柴胡皂苷c由天津馬克生物技術(shù)有限公司提供。甲醇、乙腈(色譜純),屈臣氏蒸餾水。
從2013年5月開始,每月25日從小區(qū)東、西、南、北、中5個方位分別隨機抽取15株健康生長的柴胡樣本,測定根長、根粗、根干重、植株鮮生物量和干生物量、產(chǎn)量、柴胡皂苷含量、柴胡皂苷單位面積產(chǎn)量等指標。
柴胡皂苷單位面積產(chǎn)量=經(jīng)濟產(chǎn)量(kg/hm2)×柴胡皂苷含量(%)
折干率=干生物量/鮮生物量×100
1.3.1 色譜條件 色譜柱為Kromasil-C18柱(250×4.6mm,5 μm),流動相為乙腈(A)-水(B),依《中國藥典2010年版》規(guī)定進行梯度洗脫,流動相比例見表1。檢測波長為210 nm。在上述色譜條件下,柴胡皂苷a、柴胡皂苷c、柴胡皂苷d與其他峰能達到較好的分離[9]。對照品及樣品HPLC圖譜見圖1和圖2。
1.3.2 對照品溶液的制備 精密稱定柴胡皂苷c、柴胡皂苷a、柴胡皂苷d的對照品分別為7.16 mg、5.18 mg、7.61 mg,置于10mL同一量瓶中,用色譜甲醇定容,制得混合對照品溶液,于4℃下保存?zhèn)溆谩?/p>
表1 梯度洗脫
1.3.3 供試品溶液的制備 取樣品粉末(過4號篩)約0.5 g,置于具塞錐形瓶中,加入含5%濃氨試液的甲醇溶液25mL,密塞,30℃水溫超聲處理(功率200 W,頻率40 kHz)30min,過濾;用甲醇20mL分2次洗滌容器及藥渣,洗液與濾液合并,并回收溶劑至干。殘渣加甲醇溶解,轉(zhuǎn)移至5mL容量瓶中,加甲醇至刻度,搖勻,過0.45 μm的濾膜,即得。
1.3.4 線性范圍 分別精密吸取以上對照品溶液0.1、2、5、10、20 μL注入高效液相色譜儀,按以上色譜條件進行分析。分別以對照品的量C(μg)為縱坐標、峰面積Y為橫坐標繪制標準曲線并進行回歸計算,得到柴胡皂苷a、柴胡皂苷c、柴胡皂苷d的標準曲線回歸方程及線性范圍如下。各化合物在相應(yīng)范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
圖1 混合對照品HPLC圖譜
圖2 柴胡樣品HPLC圖譜
柴胡皂苷 a:Y=0.000 005C+0.033 0,r=0.999 8,線性范圍為0.071 6~14.32 μg。
柴胡皂苷 c:Y=0.000003C+0.0088,r=0.9997,線性范圍為0.051 8~10.36 μg。
柴胡皂苷 d:Y=0.000 005C-0.062 7,r=0.999 5,線性范圍為 0.076 1~15.22 μg。
采用Excel進行圖表處理。
從表2可以看出,根長5—10月每月依次增量為27.09%、25.95%、27.51%、13.36%、0.23%。根粗5—10月每月依次增量為14.29%、23.21%、8.70%、21.33%、1.10%??梢?,柴胡根長在7—8月增長最快,而根粗6—7月增長最快。總體來說,柴胡根部5—9月穩(wěn)定增長,到10月之后幾乎沒有變化。
根干重5—10月每月依次增量為125.81%、108.57%、0,63.70%、-1.67%。從根長、根粗、根干重指標數(shù)據(jù)的變化可看出,柴胡根部生長從5—9月一直處于生長階段,6—7月期間生長比較快,9月下旬根干重達到最大。
表2 柴胡的根部生長變化
從表3可以看出,鮮生物量5—10月每月依次增量為300.05%、57.72%、76.47%、127.21%、-18.87%。總體來說,鮮生物量在5—9月以不同增速一直保持上升趨勢,至10月出現(xiàn)明顯下降趨勢。5個月之間,植株總鮮生物量增加了39.28 g。在柴胡的生長過程中,鮮生物量5—9月持續(xù)增加,其中5—6月增加最明顯,至10月份明顯降低。5月25日測得的樣本干生物量為0.59 g,6月25日為2.28 g,增幅為286.44%??傮w來說,干生物量在5—9月還是以不同增速一直保持上升趨勢,其中5—6月和7—8月增幅比較明顯。而8月25日為13.95 g,干重增加了9.52 g,增幅為214.90%。9月25日為18.82 g,仍然以較快的速度增加了4.87 g。而10月25日增幅-2.75%。總體來說,折干率8月下旬達到最大。從干生物量累積情況可以看出,柴胡生物量累積高峰期在9月下旬,之后生物量明顯降低。9月下旬其生物量累積達到最大。
表3 柴胡的植株鮮、干生物量變化情況
根據(jù)《中國藥典2010版》規(guī)定,柴胡按干燥品計算,含柴胡皂苷a(C42H68O13)和柴胡皂苷d(C42H68O13)的總量不得少于0.30%。從表4可知,隨著柴胡的生長,其皂苷含量(柴胡皂苷a+d)6—8月呈遞增趨勢,8月下旬達到最大,9月開始呈下降趨勢。自7月下旬到10月,柴胡皂苷含量基本穩(wěn)定在0.39%~0.42%。從柴胡皂苷含量的動態(tài)變化可以看出,8月下旬,其皂苷含量達到最大(0.416 7%)。單位面積皂苷產(chǎn)量(經(jīng)濟產(chǎn)量×皂苷含量)5—9月以不同的增幅穩(wěn)定增加,在5個月期間共增加6.658 8 kg/hm2,9月25日達到最大,為8.267 4 kg/hm2,10月25日開始呈現(xiàn)下降趨勢。
表4 柴胡的品質(zhì)變化
從表5可知,生物學產(chǎn)量在7—9月大幅度增加,5個月期間共增加15 141.61 kg/hm2;而干根產(chǎn)量,即經(jīng)濟產(chǎn)量從5月25日的258.33 kg/hm2增至 10月25日的 2 008.33 kg/hm2,共增加 1 750 kg/hm2。10月份果實成熟之后,植株進入干枯期,生物產(chǎn)量有下降趨勢。9月下旬柴胡產(chǎn)量達到最高。
從表5可以看出,種植柴胡的純收入從5—9月以不同的增幅上升,其中8—9月增幅最大,9月下旬達到到最大,之后10月進入柴胡干枯期,純收入出現(xiàn)下降趨勢。柴胡生長期為2 a,根據(jù)試驗可得,柴胡干根產(chǎn)量為2 008.33 kg/hm2、秸稈產(chǎn)量為13 624.94 kg/hm2。按市場收購價柴胡根均60元/kg、柴胡秸稈均以3元/kg計,2 a總產(chǎn)值為161 374.64元/hm2,扣除化肥、農(nóng)藥、農(nóng)家肥、種子、人工、澆水等各項生產(chǎn)成本費用10 360元/hm2,2 a純收入可達151 014.64元/hm2。
試驗結(jié)果表明,柴胡根長、根粗、根干重從5—9月一直在上升,根干重在9月下旬達到最大。柴胡生物量累積高峰期在6—9月,7—8月累積速度最快,10月份植株鮮生物量明顯降低,干生物量也呈下降趨勢,9月下旬生物量累積達到最大。10月份之后,進入干枯期,生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量、皂苷含量、單位面積皂苷產(chǎn)量均有下降趨勢。
柴胡皂苷含量、產(chǎn)量和經(jīng)濟效益是確定柴胡采收期的主要指標。柴胡產(chǎn)量9月最高,皂苷含量以8月最高,經(jīng)濟效益9月最大。柴胡根干重、生物量、產(chǎn)量、皂苷含量、單位面積皂苷產(chǎn)量從5—9月一直上升,在9月下旬達到最大,之后下降。干根產(chǎn)量為2 008.33 kg/hm2,而大部分柴胡的干生物量為1500~2 800 kg/hm2,從以上結(jié)果可得,9月下旬為柴胡最佳采收期。
本試驗的柴胡經(jīng)濟產(chǎn)量屬于偏低。熊飛等人的研究表明,采用精細育苗及高產(chǎn)栽培技術(shù),可使柴胡產(chǎn)量增至2250~3 000 kg/hm2[9]。采收期是藥材生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,直接影響藥材的品質(zhì)。藥材有效成分的積累具有一定的規(guī)律,按照有效成分積累規(guī)律進行采收可以保障藥材的質(zhì)量,反之則導(dǎo)致藥材質(zhì)量的下降[10-11]。
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