两种不同生境骨碎补质量比较研究*

黄春江，莫元贵，孙庆文，徐文芬，郭文凯，陆 祥，檀龙颜

(贵州中医药大学， 贵州 贵阳 550025)

骨碎补为水龙骨科Polypodiaceae植物槲蕨Drynariafortunei(Kunze)J.Sm.的干燥根茎，为2015年版《中国药典》一部收载品种，也是贵州苗族、布依族和仡佬族等少数民族常用药物，具有疗伤止痛、补肾强骨等功效[1-2]。现代药理研究表明，骨碎补具有骨损伤修复、防治骨质疏松、免疫调节、抗炎等药理作用[3]。植物化学研究表明，骨碎补的主要有效成分为黄酮类、三萜类、苯丙素类及挥发油类化合物[4]。其中黄酮类成分柚皮苷为骨碎补的指标性成分，具有抑制骨关节炎症在内的各种炎症反应，促进成骨细胞增殖分化和抑制破骨细胞活性的药理作用[5]。

骨碎补药材供应源主要依靠野生资源，产于广西、四川、重庆、贵州、云南、江苏、安徽、江西、浙江、福建等省，常附生岩石或树干上[6]。目前，对骨碎补的质量评价研究主要集中于对不同产地的质量比较[7]，但对其小生境(附生于岩石或树干)的质量是否存在差异研究鲜见报道。鉴于此，为了进一步评价不同生境骨碎补药材的质量是否存在差异，本试验通过测定两种不同生境共35批骨碎补中柚皮苷含量、水分、总灰分及浸出物的含量，构建骨碎补质量的灰色关联度评价模型[8-9]，并与TOPSIS分析结果进行比较验证[10]，了解不同生境骨碎补药材的质量状况，为后期的仿野生栽培和规范化生产提供科学参考。

1 仪器和试药

1.1 仪器与试剂

Thermo UltiMate-3000型高效液相色谱仪、Hypersil GOLD 色谱柱C18(4.6 mm×250 mm，5 μm)、HH-S4数显恒温水浴锅(常州普天仪器制造有限公司)、KQ-500DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)、BSA2245电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司)。柚皮苷对照品(批号：110722-201714，中国食品药品检定研究院)、甲醇(色谱纯，德国默克公司)，水为娃哈哈纯净水，甲醇、醋酸、乙醇均为分析试剂，实验用水为重蒸水。

1.2 样品来源

试验所用供试样品全部由作者亲自到野外采集，并经贵州中医药大学孙庆文教授鉴定为水龙骨科植物槲蕨Drynariafortunei(Kunze)J.Sm.，样品来源详细信息见表1。

表1 骨碎补样品来源

续表1

样品编号采集时间采集地点生境Y72018-08-15贵州省荔波县水利水族乡鱼塘村岩石上Y82018-08-15贵州省三都县三洞乡群力村岩石上Y92018-08-15贵州省三都县中和镇妙良村岩石上Y102018-09-07贵州省罗甸县板庚乡红岩村岩石上Y112018-09-16贵州省惠水县大龙乡大坪村岩石上Y122018-09-17江西省赣州市章贡区通天岩景区岩石上Y132018-11-25贵州省息烽县温泉镇亲民路岩石上Y142018-11-25贵州省息烽县温泉镇亲民路岩石上Y152018-11-25贵州省息烽县温泉镇亲民路岩石上Y162018-12-01贵州省开阳县城西村后冲组岩石上Y172019-01-12贵州省花溪区青岩镇石门洞岩石上Y182019-01-12贵州省花溪区青岩镇狮子山岩石上Y192019-02-12贵州省仁怀市高大坪镇坪营村万家沟岩石上Y202019-02-21贵州省开阳县十里画廊景区岩石上Y212019-02-16贵州省兴义市安龙县洒雨镇落湾厂岩石上S12018-07-09贵州省兴义市万屯镇下坝村树干上S22018-07-10贵州省安龙县仙鹤坪树干上S32018-08-15贵州省荔波县水利水族乡鱼塘村树干上S42018-08-15贵州省三都县三洞乡群力村树干上S52018-09-17江西省赣州市章贡区通天岩景区树干上S62018-10-03福建省仓山区上三路8号树干上S72018-11-25贵州省息烽县温泉镇亲民路树干上S82018-11-25贵州省息烽县温泉镇亲民路树干上S92018-11-25贵州省息烽县温泉镇亲民路树干上S102018-11-25贵州省息烽县温泉镇亲民路树干上S112018-12-25贵州省遵义市红花岗区遵义师范学院树干上S122019-02-12贵州省仁怀市高大坪镇坪营村万家沟树干上S132019-02-21贵州省开阳县十里画廊景区树干上S142019-02-21贵州省开阳县禾丰乡塘上营树干上S152019-02-06贵州省兴义市红椿码头树干上S162019-03-02贵州省册亨县双江镇尧害村树干上

注：Y，代表岩石生境；S，代表树干生境。

2 方法

2.1 水分、总灰分、浸出物的含量测定

水分、总灰分、浸出物的含量测定依据为2015版《中国药典》第四部[1]，水分(通则0832项下的第二法烘干法)、总灰分(通则2302项下的总灰分测定法)进行检查，浸出物的含量(通则2201项下的醇溶性热浸法)进行测定，测定结果见表2。

2.2 柚皮苷的含量测定

依照2015年版《中国药典》第四部(通则0512项下高效液相色谱法)进行骨碎补中主要化学成分柚皮苷(C27H32O14)含量的测定[1]，测定结果见表2。

表2 骨碎补样品水分、总灰分、浸出物、柚皮苷的含量(n=3)

2.3 灰色关联度法分析与TOPSIS分析

2.3.1 权重的确定

采用层次分析法(AHP)对指标的重要性进行比较，确定指标重要性评价矩阵[11]，针对骨碎补质量评价指标的重要性不同，水分、总灰分<浸出物<柚皮苷含量，用层次分析法进行定量定性分析[12]，得到水分、总灰分、浸出物、柚皮苷含量4个指标的权重值w分别为0.077，0.077，0.385，0.461。

2.3.2 灰色关联度法分析

选择参考序列，设有n个中药样品每个样品有m个评价指标，则组成一个评价单元序列为{Xik}(i=1，2，3，…，n；k=1，2，3，……，m)；本研究中n=35，m=4。从质量评价的角度，水分和总灰分两个指标越低越好，为了统一评价标准，采用将低优指标高优化的方法。这里将水分和总灰分两个指标进行取倒数转换，评价指标统一后，选定最优参考序列和最差参考序列，进行原始数据规格化处理按公式(1)，相对最优和参考序列和最差参考序列计算关联系数按公式(2)和公式(3)、运用层次分析法计算各指标权重和关联度按公式(4)和公式(5)，最后相对关联度的计算按公式(6)。计算结果见表3。

Yik=Xik/Xk

(1)

(2)

式中，Δmin=min|Yik-Ysk|，Δmax=max|Yik-Ysk|(i=1，2，……，n；k=1，2，……，m)

(3)

ρ(0<ρ<1)，ρ=0.5。

(4)

(5)

(6)

2.3.3TOPSIS分析

对原始数据进行归一化处理按公式(7)，运用层次分析法计算各指标的权重，Z=Zij×Wj得到加权矩阵Z，确立最优值向量Z+和最劣值向量Z-，计算各评价单元指标值与最优值和最劣值的欧式距离D+和D-按公式(8)，最后计算各评价指标与最优值的相对接近程度Ci按公式(9)，Ci越接近1，表示该评价对象越接近最优水平。评价结果见表4。

(7)

Z+=(Xi1max，Xi2max，…，Xijmax)，Z-=(Xi1min，Xi2min，…，Xijmin)

(8)

(9)

3 结果与分析

3.1 灰色关联度法分析

不同骨碎补中的各成分按“2.3.2”灰色模式识别步骤进行灰色关联度法分析，计算出的相对最优关联系数，最差关联系数，相对关联度及不同生境的平均关联度对质量优劣排序[13]。结果见表3，由样品相对关联度质量优劣排序结果可以看出，不同生境骨碎补平均关联度为0.4704～0.4741，树干>岩石，树干生境的骨碎补品质更优，说明不同小生境的样品质量有一定差异，原因可能与样品的附生环境、附生基质等有关。

3.2 TOPSIS结果与分析

表3 不同生境骨碎补相对关联度及质量优劣排序结果

表4 两种不同生境骨碎补的TOPSIS评价与排序

4 讨论

在本研究结果中，依据2015年版《中国药典》的质量控制标准对35批骨碎补进行了检测。检测结果表明，35批两种不同生境骨碎补药材的水分和浸出物的含量均能达到药典标准；总灰分含量有1批树干生境(Y12)和1批(S5)岩石生境骨碎补药材不符合药典标准，这两批药材均来源于江西省章贡区；柚皮苷的含量有3批岩石生境(Y1，Y2，Y3)和1批树干生境(S2)骨碎补药材不符合药典标准。从检测结果来看，除了产地对质量影响较大，不同生境的骨碎补也具有一定差异，树干生境骨碎补药材质量更符合药典规定。

骨碎补原植物槲蕨通常附生于岩石或树干上，为兼性附生植物，即在不同生境中，偏向在树木上附生或者在岩石等具有浅薄土壤的地生环境中生长，其根、茎、叶完全暴露在空气中，使得其生长和分布极易受到附生环境变化的影响。药材生长的环境不同，也会导致药材品质存在一定的差异，试验结果表明，树干生境的骨碎补质量优于岩石生境。通过查阅相关文献，附生植物在不同的生境下，对温度、光照、水分及养分的适应性都会存在一定的差异，且林冠附生植物具有更强的适应性。树干生境的附生植物在空间上远离地面，失去了直接从地面土壤吸收有机质和矿质营养的机会。该类附生植物在高温胁迫下能产生并积累抗氧化酶或抗氧化物质从而减轻高温胁迫初期对植株所造成的伤害，在弱光条件下吸收更多的光能用于光合作用并增加碳积累，具有较强的耐旱性。此外，林冠附生植物还会选择性地吸收树干径流中的一些养分[14]。这些因素也可能是导致树干生境的骨碎补质量优于岩石生境的原因。

本研究以柚皮苷的含量、浸出物、总灰分等为评价指标，同时采用灰色关联度与TOPSIS分析对骨碎补质量进行评价，两种分析方法得到的结果一致，表明构建的用于评价不同生境骨碎补药材质量的综合模式识别模型比较客观、准确，可作为不同生境骨碎补药材质量评价的有效方法。