曹乌吉斯古楞

(内蒙古医科大学蒙医药学院，内蒙古 呼和浩特 010110)

黄芪(Radix Astragali)是我国著名的传统药材，是豆科(Fabaceae)黄芪属(Astragalus)多年生草本植物蒙古黄芪(A.mongholicus)或膜荚黄芪(A.membranaceus)的干燥根［1］。现如今，随着人们对黄芪保健作用的认识，对黄芪的需求量日益增多，野生资源被大量采挖，加之环境破坏以及保护不利等原因导致其野生资源几近枯竭。长期的滥采滥挖导致黄芪野生资源匮乏，同时也促进了人工栽培资源的发展。目前，栽培品成了商品黄芪的主流。为了满足市场的需要，各地对蒙古黄芪和膜荚黄芪进行了大规模的引种栽培，但黄芪大规模种植仅60 余年，由于其基源、种植方式、产区和需求等的多样性，栽培黄芪普遍存在质量参差不齐的问题。我国研究者针对黄芪的质量问题从不同角度进行了研究。

1 不同产地、生境对黄芪的质量影响

1.1 野生种和栽培型的质量比较：很多研究比较了同一产地膜荚黄芪和蒙古黄芪的野生和栽培型中的黄芪甲苷、异黄酮类、总黄酮及总多糖含量。张庆芝等研究表明黑龙江佳木斯的膜荚黄芪野生种中总黄酮和总多糖含量均高于栽培型，只有黄芪甲苷含量稍低于栽培型，说明野生种大体上优于栽培型［2］。刘靖等采用UPCL -DAD -ELSD 比较测定了采自武川县大青山地区的野生蒙古黄芪和栽培蒙古黄芪的毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮及芒柄花素等4种异黄酮类成分和黄芪皂苷I、黄芪皂苷II、黄芪皂苷III 及黄芪皂苷IV 等4 种皂苷类成分的含量。结果发现，野生蒙古黄芪中的毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮及芒柄花素的含量要明显高于栽培型的含量;黄芪皂苷I 及黄芪皂苷II 的含量稍高于栽培型;而野生种的黄芪皂苷III 及黄芪皂苷IV 的含量略低于栽培品中的含量。张艳贺等分析不同产地的不同生长背景的黄芪的多糖表明，栽培型中多糖含量最高，野生次之，半野生状态的最低，这与它们的生长环境有明显的关系。总体上看，野生蒙古黄芪中的异黄酮类成分及皂苷类成分的含量均要高于栽培型中的含量［3，4］。王雪洁等以黄芪药材中总黄酮或毛蕊异黄酮为评价指标，认为山西浑源半野生品的种质资源优于原产地野生品和栽培品［5］。杜国军等比较了传统与2年生栽培蒙古黄芪药材的化学成分，探讨化学成分差异性。结果传统黄芪的毛蕊异黄酮葡萄糖苷和总多糖量明显高于2年生栽培黄芪，但二者的黄芪甲苷量和浸出物量没有差别，引起二者明显区别的主要差异性化学成分为毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花苷、峰4 和5、黄芪皂苷Ⅱ、峰13、黄芪皂苷Ⅰ［6］。刘风波等比较分析了不同来源黄芪中黄芪总皂苷含量，结果为蒙古黄芪总皂苷平均含量为21.06 mg/g，膜荚黄芪总皂苷平均含量为19.37 mg/g;野生黄芪药材总皂苷平均含量为21.33 mg/g，人工种植黄芪药材总皂苷平均含量为19.06 mg/g，半野生栽培黄芪药材总皂苷平均含量为18.97 mg/g。表明不同来源黄芪药材总皂苷含量具有明显差异［7］。本课题组通过运用LC -TOF/MS 的方法对采自15个居群的45 份黄芪样品进行代谢轮廓分析，找出11 个差异化合物，而这11 个化合物均为黄耆主要有效成分，根据其信号强度比较它们的含量后发现这11 个差异化合物在不同种黄芪中的平均含量有一定趋势，在这些黄芪样品中的含量依次为蒙古黄芪＞北蒙古黄芪＞膜荚黄芪＞ Astragalus.sp.［8］。

1.2 不同产地对黄芪质量的影响：从全国不同省的角度比较有，陈鑫等研究来自河北、山西、吉林、甘肃、内蒙、陕西、青海等不同产地黄芪的总黄酮含量，结果表明不同产地黄芪的总黄酮成分大致相同，但含量存在明显差异，含量由高至低依次为：河北(5.511mg/g)＞山西(5.391 mg/g)＞吉林(5.300 mg/g)＞甘肃(4.755 mg/g)＞内蒙(4.737 mg/g)＞陕西(4.404 mg/g)＞青海(3.472 mg/g)［9］。张艳贺等研究表明山西所产的黄芪中的多糖含量高于产于黑龙江的黄芪［4］。Duan 等采用代谢组学方法比较研究产地和生长条件对黄芪品质的影响，结果表明地理位置相对生长条件对蒙古黄芪代谢又更大的影响［10］。

张庆芝等比较了上海崇明、山西浑源、黑龙江佳木斯的3年生栽培膜荚黄芪的有效成分含量，结果表明，上海崇明栽培型的多糖含量比其他两地高，山西浑源栽培型总黄酮含量高，而黑龙江佳木斯栽培型黄芪甲苷含量高。但是不同环境对根型有影响，山西浑源和黑龙江佳木斯栽培型已在中药材市场上有大宗货源，而上海崇明产黄芪，虽然有效成分含量不低于山西和黑龙江种，但由于外形欠佳，销路不好，已不再种植［2］。此外，姜勇等对来自8 个省市的59 批，包括野生，栽培和半野生等样品的黄芪甲苷定量分析，表明黄芪甲苷含量以几个道地产区含量为高，并且质量稳定［11］。

对于一年生黄芪，北京试验地的蒙古黄芪和膜荚黄芪质量较低，总体上达到标准的数量不到一半。相同的种质在两块试验地种植后，山西试验地蒙古黄芪中，高于0.040%的占44%，黄芪甲苷含量有不同的表现，比北京的要多，说明环境因素对黄芪有效成分含量具有影响。通过对山西、甘肃和内蒙古主产区进行试验地一年生和原产地多年生黄芪中黄芪甲苷平均含量的比较发现内蒙古的黄芪甲苷平均含量最高，说明内蒙古产区的黄芪有比较稳定的质量特性［12］。

商品黄芪以绵性大，柴性小为优质黄芪。刘娟等通过观察根的木质部和韧皮部的解剖学特征发现，山西野生蒙古黄芪的绵性强，柴性小。而黑龙江省的栽培蒙古黄芪的柴性大，韧皮纤维束少，木纤维束多。这种黄芪形态上虽仍为鞭杆芪，但由于柴性大，绵性小，易折断，在商品质量上已明显不如“绵黄芪”。膜荚黄芪野生状态下韧皮纤维束多，但木纤维束也相对增多，因此绵性虽大，但与野生蒙古黄芪相比柴性也大。栽培的膜荚黄芪，韧皮纤维束明显减少，木纤维虽也相对减少，所以其绵性也明显降低，比野生膜荚黄芪易折断［13］。

还有同一省的不同产地之间比较研究。林丽等从性状、显微、理化等方面比较了甘肃7 个不同产地陇西县、岷县、永登县、庄浪县、宕吕县、渭源县、榆中产的蒙古黄芪质量比较研究，结果表明，甘肃7 个不同产地的蒙古黄芪在性状上区别较大，显微结构及薄层色谱有差异，用紫外分光光度法及高效液相色谱法测定有效成分含量差异较小;黄芪甲苷含量庄浪产含量稍高，陇西、宕昌、渭源、榆中、岷县含量次之;多糖含量差异较大，以宕吕含量最高，其他次之;而灰分、酸不溶物和重金属的含量差异较大，主要以庄浪、陇西、宕昌所产蒙古黄芪质量较佳［14］。王萍娟分析吉林省3个种植地差异时发现，在黄芪甲苷含量方面，临江黄芪(0.135%)含量最高、长春黄芪(0.118%)次之，敦化黄芪(0.117%)最少［15］。对试验地种植一年生黄芪、原产地黄芪和野生黄芪进行黄芪甲苷含量分析，其含量高低在种质间差异明显［12］。

Ken 等采用多维统计方法比较研究来自中国的黄芪和蒙古国的黄芪，发现两组样品均含有异黄酮成分和黄芪甲苷I-V，只是含量上的差别。中国产的黄芪的黄芪甲苷I，II，III 和V 含量高于蒙古产黄芪。只有在蒙古产的黄芪中检测出smyrnovinine 成分，此外检测到高含量的羟基十八碳二烯酸和methylnissolin-3 -葡糖苷［16］。

1.3 不同生境对黄芪质量的影响：生长环境的多样导致黄芪在植物学性状和有效成分含量上都存在差异。由于生长环境的不同，黄芪根型发生了变化，目前主要形成了4 种生态型，即鞭杆芪、直根芪、二叉芪和鸡爪芪。杨庆珍等测定了这4 种生态型黄芪中黄芪甲苷及黄酮类成分的量，分析生态型与质量之间的相关性，结果表明4 种生态型黄芪的黄酮类成分及黄芪甲苷量高低顺序为鞭杆芪＞直根芪＞二叉芪＞鸡爪芪;PCA 分析结果表明4 种生态型黄芪彼此可以很好地区分，4 种生态型黄芪的质量优劣顺序鞭杆芪＞直根芪＞二叉芪＞鸡爪芪，表明黄芪的质量与生态型紧密相关［17］。张庆芝等对栽培于内蒙古坤兑滩乡水、旱地两种不同条件下的蒙古黄芪有效成分含量的比较发现，旱地栽培黄芪的有效成分含量高于水地黄芪，认为这可能由黄芪的遗传属性所决定［2］。通过相关性分析和逐步回归分析方法分析海拔、经度、纬度、坡向、坡度生态环境因素对恒山产野生蒙古黄芪黄酮类和皂苷类成分的影响，结果表明，随着海拔和纬度的升高，黄芪中毛蕊异黄酮和黄酮总量升高;芒柄花素的量随经度的增加而增加;种植在阴坡的黄芪中黄芪皂苷I 和皂苷总量的量高，且随坡度增大而升高;黄芪皂苷II 的量主要受坡度的影响。表明野生蒙古黄芪药材黄酮成分量的主要因素是海拔和纬度，经度也有一定的影响;坡向和坡度对黄芪的皂苷成分的量有显著的影响，纬度、海拔也有一定的影响［18］。

综上所述，黄芪的有效成分含量与产地、生境有密切相关，越是与其原产地相近的地区，其所产的黄芪的有效成分含量越高，这与其道地主产区的划分是一致的。

经过专家学者开发的产地适宜性地理信息系统分析和近60 多年的引种栽培试验，初步明确了黄芪的适宜产区，蒙古黄芪为旱中生植物，即蒙古黄芪的主要适宜产区在中国北部相对干旱地区，东北部有内蒙古高原东部、大兴安岭南段向中部延伸至太行山北端，集中分布在山西北部和内蒙古南部，西部的甘肃和宁夏，新疆阿尔泰山南侧准噶尔西部山地延伸至天山山脉东部北坡区。膜荚黄芪为中生植物，抗旱性不如蒙古黄芪，但抗寒性较强，因此膜荚黄芪的适宜产区应在中国北部高山林缘地带，但目前引种到平地比蒙古黄芪的产区还要气温较高的地区，如河北、山东等地，虽然可以存活且生长很快，但只能栽培一年即采收上市，否则继续生长其根会出现空心的现象。此外，有研究表明，从黄芪甲苷含量的角度对比，认为山西气候和环境适合蒙古黄芪的种植［19-20］。因此，结合不同用途的原料需求，需要再评价并提出膜荚黄芪的不同类型的适生区［21］。

2 不同种质来源对黄芪质量的影响

王萍娟通过对同一生境下不同类型黄芪的药材，即对黄芪种内分化的不同类型药材质量进行了比较。结果表明，绿茎黄芪甲苷含量最高，紫茎黄芪的酸不溶灰分最低。紫茎黄芪黄芪甲苷含量相对较低［15］。王雪洁等测定引种至山西浑源黄芪道地产区的不同来源黄芪药材中总黄酮和毛蕊异黄酮、芒柄花素的含量，并进行相关性分析。结果黄芪药材中如果以总黄酮或毛蕊异黄酮为评价指标，则山西浑源半野生品的种质资源优于原产地野生品和栽培品;若以芒柄花素为指标，则原产地野生品和栽培品种质资源优于山西浑源半野生品，表明黄芪的黄酮类物质含量不仅与产地和生长方式有关，还与黄芪种质有关。山西、陕西地区黄芪种质适宜在当地栽培和野生种植，而甘肃、内蒙古黄芪引种到山西浑源地区黄酮类物质含量较原产地为高［5］。通过比较蒙古黄芪不同种质黄芪甲苷含量，表明对蒙古黄芪来讲，黄芪甲苷的积累与环境的关系可能大于种质的关系［19］。而Ken 等通过多维统计分析来自蒙古国和中国的黄芪表明，遗传特质对黄芪药材质量的影响远比其种植因素和生境因素要重要［16］。

3 不同生长年限和采集时间对黄芪的质量研究

目前我国商品黄芪的生长年限主要存在4 种情况，第一种为山西产的半野生黄芪，其生长年限最接近传统野生资源，药材形状几乎与野生黄芪很相似。第二种为河北与山东产的1年生黄芪，药材形状与传统黄芪相差甚远，柴性过大。第三种为甘肃产的2年生黄芪，其药材外观形状与传统黄芪有一定差异，绵性较好;第四种为内蒙古产的3年生黄芪。

黄芪为多年生草本植物，不同的生长年限对黄芪的有效成分含量的积累是有影响的。张善玉等比较不同生长年限黄芪中总皂苷、黄芪甲苷、总黄酮及多糖的含量。1、2、3年生黄芪中总皂苷的含量依次为3 ﹥2 ﹥1，分别为0.793 mg/g、0.803 mg/g、0.991 mg/g，黄芪甲苷含量依次为3 ﹥2﹥1，分别为0.163 mg/g、0.170 mg/g、0.203 mg/g，总黄酮含量依次为3 ﹥2 ﹥1，分别为0.303 mg/g、0.353 mg/g、0.527 mg/g，而多糖含量依次为1 ﹥2 ﹥3，分别为32.12 mg/g、23.42 mg/g、16.68 mg/g［22］。从生长年限分析，年限越短毛蕊异黄酮葡萄糖苷和芒柄花素的含量越高［23］。Ma 等研究发现3年生黄芪含有最高量的异黄酮1、黄芪甲苷I、总多糖和GABA，而一年生黄芪中含有的总氨基酸是最高的。对山西浑源县仿野生栽培1 ～6年生黄芪中8 种成分含量发现，黄酮类成分随生长年限的增长不断升高，而皂苷类成分则逐渐降低［24］。

中国药典(2010年版)中规定黄芪宜春、秋二季采挖。而黄芪的主要有效成分含量由于其采集时间的不同也会有所不同。秋季正是所有植物开花结果营养物质和代谢物积累的时间，而9 ～10月也是采集黄芪的最好的时间。有研究表明，其中9月份为最佳时期，这个时间段采集的黄芪含有最高的主要有效成分，其中异黄酮1、黄芪甲苷I 和GABA 的含量最高［24］。因此，结合实际需求来选择或培育不同年限的黄芪才是最合理的。

4 讨 论

黄芪作为重要药材，在中国已经有2000 多年的药用历史。随着黄芪野生资源日趋减少，栽培资源逐渐形成药材主要来源。与此同时，黄芪的基源、种植方式、产区和需求等的多样性，栽培黄芪普遍存在质量参差不齐的问题。不同产地、生境、种质来源、生长年限和采集时间等因素对黄芪药材质量具有明显的影响。因此，选择使用药材时应结合其采集时间与主要活性成分的积累的对应，生长环境与有效成分积累的关系，不同产地和种质来源的选择。结合实际需求来选择或培育不同年限的、不同种质的黄芪才是最合理的。而在培育优质黄芪方面，应充分考虑不同产地及环境因素对黄芪质量的影响。下一步应从有效成分及含量出发，在对现有野生群落或人工栽培群体资源作全面系统地评价和归纳影响黄芪质量因素的规律。

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