吕梁山引种金银花花蕾质量分析

王海贞,张 婧,张博翔,王 婷,王昕宜

(吕梁学院生命科学系,山西吕梁 033000)

金银花(LonicerajaponicaThunb.)也被称作双花、忍冬花,为忍冬科植物忍冬的干燥花蕾或带初开的花,具有清热解毒、凉风散热的功效,是常用大宗中药材[1-3]。金银花主要含有挥发油类、黄酮类和有机酸类等成分,具有解热抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化、保肝利胆等作用[4-5]。近年来,随着各种疫情的暴发,素有天然抗生素之称的金银花其供求关系缺口更加突出,经济价值极高,具有非常广阔的市场前景[6]。金银花主要产于我国的河南新密和封丘,山东平邑以及河北巨鹿等地,近年来,在陕西、山西、广西、湖北等地也开始大面积种植,逐渐形成了新的产区[7]。

金银花具有抗寒冷、耐干旱的特性,对多样性气候的变化情况具有非常强的承受能力,非常适合在山西省吕梁山区这种干旱与半干旱气候条件下的黄土高原地带生长[8]。加之,金银花具有较高的经济价值和广阔的市场前景,完全可以替代山西省吕梁山区经济价值低廉的传统农作物,成为该地区新兴的农业品牌,通过优质高效的种植与栽培技术模式,规模化生产,带动老区人民增收创业,发家致富,对助力吕梁山区乡村振兴具有重要的现实意义。为在吕梁山种植与栽培金银花,发展乡村产业,笔者对山东平邑、河南封丘、陕西杨陵等地分别引进的4个品种金银花(北花1号、四季金银花、豫纯1号和金花3号)花蕾的外观色泽、花蕾大小、折干率及主要活性成分(绿原酸和木犀草苷)含量等性状上进行分析,综合评估4个引种金银花的花蕾质量,为吕梁山规模化金银花种植品种的选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1试材。试验所用材料为山西省吕梁市金银花科技种植示范基地种植的4个品种金银花种苗,分别为豫纯1号、四季金银花、北花1号、金花3号,4个引种金银花种苗的来源信息见表1。每个品种选择长势一致的5株3年生金银花植株进行培育,待花蕾进入二白期时进行采摘。

表1 4个引种金银花种苗的来源信息Table 1 Source information of four kinds of introduced Lonicera japonica seedlings

1.1.2试剂。甲醇、无水乙醇、0.1%磷酸、冰醋酸(天津市致远化学试剂有限公司,分析纯);乙腈(天津市致远化学试剂有限公司,色谱纯);所用水为超纯水;对照品绿原酸(坛墨质检-标准物质中心,批号21081161,纯度≥99.7%);对照品木犀草苷(坛墨质检-标准物质中心,批号0917-RA-0002B,纯度≥96.8%)。

1.1.3仪器。Agilent 1260 型高效液相色谱仪(美国安捷伦公司,包括二元泵、自动进样器、DAD 紫外检测器);美析UV-1500 紫外分光光度计(上海美析仪器有限公司);KQ3200DE数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);WF30-16mm色差仪(深圳市威福光电科技有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1花蕾大小与重量测定。用直尺和游标卡尺测量4个品种金银花二白期花蕾长度和直径(花蕾最粗的部位),用天平称量花蕾千针鲜重和千针干重,并计算出折干率,折干率=(花蕾千针干重/花蕾千针鲜重)×100%。每个品种的金银花随机采摘50个花蕾进行鲜重和干重称量,并换算成千针重,重复3次;随机采摘10个花蕾进行长度和直径测量。

1.2.3花蕾主要活性成分分析。该研究主要对4个品种金银花花蕾的绿原酸和木犀草苷含量进行高效液相色谱法(HPLC)分析,并参照《中华人民共和国药典》(2020版)第一部金银花项目下的酚酸类和木犀草苷测定方法进行,每个品种的金银花进行3次生物学重复。

1.2.3.1绿原酸含量检测。以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂,以乙腈为流动相A,0.1%磷酸溶液为流动相B,并按照表2中的规定进行梯度洗脱,流速为0.7 mL/min,检测波长为327 nm,柱温为常温,进样量为2 μL。精密称量适量的绿原酸对照品置棕色量瓶中,加75%的无水甲醇配制成浓度为0.28 mg/mL的溶液,即得绿原酸对照品溶液。取4个品种充分干燥后的二白期金银花花蕾打粉,并过4号筛,过筛后的粉末精密称量0.5 g置具塞锥形瓶中,精密加入50 mL 75%的无水甲醇后称定重量,超声波处理(功率500 W,频率40 kHz)30 min后冷却再称定质量,用75%的无水甲醇补充减少的质量,然后摇匀、过滤,即得绿原酸供试品溶液。

1.2.3.2木犀草苷含量检测。以苯基硅烷键合硅胶为填充剂,以乙腈为流动相A,0.5%冰醋酸为流动相B,并按照表3中的规定进行梯度洗脱,流速为1.0 mL/min,检测波长为327 nm,柱温为常温,进样量为10 μL。精密称量适量的木犀草苷对照品置棕色量瓶中,加70%的无水乙醇配制成浓度为0.04 mg/mL 的溶液,即得木犀草苷对照品溶液。取4个品种充分干燥后的二白期金银花花蕾打粉,并过4号筛,过筛后的粉末精密称量2.0 g置具塞锥形瓶中,精密加入50 mL 70%的无水乙醇后称定重量,超声波处理(功率250 W,频率35 kHz)60 min后冷却再称定质量,用70%的无水乙醇补充减少的质量,然后摇匀、过滤,精密量取滤液10 mL,回收溶剂至干,残渣用70%的无水乙醇溶解,转移至5 mL容量瓶中,加70%的无水乙醇至刻度,即得木犀草苷供试品溶液。

表2 金银花花蕾绿原酸HPLC测定梯度洗脱条件Table 2 Gradient elution conditions for HPLC determination in Lonicera japonica buds

表3 金银花花蕾木犀草苷HPLC测定梯度洗脱条件Table 3 Gradient elution conditions for HPLC determination in Lonicera japonica buds

2 结果与分析

2.1 不同品种金银花花蕾大小与重量对比分析外观特征显示(图1),4个品种金银花花蕾颜色均呈黄绿色,品相较好。由图2可知,4个品种金银花二白期花蕾长度在4.18～4.51 cm,花蕾直径在3.08～3.36 mm,千针鲜重在95.60～119.40 g,千针干重在18.80～24.80 g,折干率在19.4%～20.8%。4个品种中,豫纯1号花蕾长度最小,北花1号花蕾长度最大;四季金银花花蕾直径最小,北花1号花蕾直径最大;豫纯1号花蕾千针鲜重最小,北花1号花蕾千针鲜重最大;豫纯1号花蕾千针干重最小,北花1号花蕾千针干重最大;金花3号花蕾折干率最小,北花1号花蕾折干率最大。方差分析结果显示(表4),4个品种金银花花蕾长度、直径、千针干重、折干率差异均不显著(P>0.05),千针鲜重差异显著(P<0.05)。

2.2 不同品种金银花花蕾色泽对比分析3次测试的金银花标样颜色特征值L0、a0、b0平均值分别为63.16、-7.17、38.57。根据标样颜色特征值,得出4个品种金银花花蕾的亮度差ΔL、红绿值差Δa、黄蓝值差Δb以及总色差ΔE(图3)。从图3可以看出,北花1号与标样之间的总色差ΔE最小,为1.163,豫纯1号花蕾与标样之间的总色差Δ最大,为4.045,表明北花1号花蕾色泽质量最佳,豫纯1号花蕾色泽质量最差。方差分析结果显示(表4),总色差ΔE差异极显著(P<0.01)。

注:A.北花1号;B.金花3号;C.四季金银花;D.豫纯1号。Note:A.Beihua No.1;B.Jinhua No.3;C.Four Seasons Honeysuckle;D.Yuchun No.1.图1 不同品种金银花花蕾外观Fig.1 Appearance of different varieties of Lonicera japonica buds

2.3 不同品种金银花花蕾绿原酸和木犀草苷含量对比分析从图4可以看出,在室内自然干燥条件下(34～42 ℃),北花1号、四季金银花、金花3号、豫纯1号干花含水量分别为7.87%、7.46%、7.67%、6.21%,均小于12%,达到《中华人民共和国药典》(2020版)[9]标准,说明室内自然干燥条件下金银花干燥效果良好。4个品种金银花绿原酸含量为1.574%～2.535%,其中,金花3号绿原酸含量最小,北花1号绿原酸含量最大;4个品种金银花木犀草苷含量为0.083%～0.194%,其中,金花3号木犀草苷含量最小,北花1号木犀草苷含量最大。方差分析结果显示(表4),不同品种间绿原酸和木犀草甘含量差异均极显著(P<0.01)。

3 讨论与结论

山西省吕梁市地处黄土高原,土地资源丰富,山地居多,主要种植玉米、大豆、高粱、谷子等经济性农作物。多年来,受传统农耕理念的影响以及特殊地理条件的限制,目前,这里的农业还是以多种农作物品种分散种植、家庭承包小规模种植以及梯田或坡耕种植为主要特征,没有形成科技化、生态化、规模化、精准化且具有地方特色的集约型现代农业。传统的耕作方式致使农作物产量得不到提高,加之市场经济价值低廉,农民被迫纷纷弃地外出打工谋生,导致众多土地资源被搁置浪费,没有充分发挥其应有的价值[10]。根据党中央提出的高质量、内涵式发展的现代化农业发展思路与政策,笔者在长期实地考察的基础上,选择产量高、经济价值可观、需求量大、适合干旱及半干旱气候生长的大宗中药材——金银花作为吕梁山区主要的中药材种植培育对象,通过引进河南封丘、山东平邑、陕西杨陵等道地产区及新产区的4个金银花品种到吕梁山区进行种植,并对引种后金银花的花蕾质量进行分析,从中选出最适合吕梁当地种植的金银花品种,并将该品种大面积、规模化种植,带动吕梁地区以及山西省内的农民返乡创业,增收致富。

图2 4个品种金银花花蕾质量指标对比Fig.2 Comparison of bud quality indicators of four varieties of Lonicera japonica

表4 4个品种金银花花蕾质量指标方差分析

图 3 4个品种金银花花蕾色差值对比Fig.3 Comparison of color difference values of four varieties of Lonicera japonica Buds

图4 4个品种金银花绿原酸含量、木犀草苷含量、干花含水量对比Fig.4 Comparison of chlorogenic acid content,luteolin content and dry flower water content of four varieties of Lonicera japonica

金银花花蕾质量主要通过其外观色泽、花蕾大小、花蕾重量、折干率及主要活性成分(绿原酸和木犀草苷)含量等性状进行评价。据文献报道,不同产地以及同一产地的不同品种金银花花蕾质量存在明显的差异。李建军[1]对国内13个品种的金银花二白期花蕾大小、千针重及折干率等质量指标进行了分析,结果发现,所有参与分析的金银花鲜花蕾质量指标差异均显著,其中,鲁峰王花蕾最长,为5.02 cm,山东线花最短,为3.96 cm;九丰一号花蕾最粗处直径最大,为0.421 cm,新密野生线花最小,为0.340 cm;羊角花干花千针重最大,为145.35 g,山东线花最小,为90.14 g; 新密大毛花折干率最大,为19.09%,封丘红银花最小,为16.41%。该研究中4个品种金银花花蕾长度在4.18～4.51 cm,花蕾直径在3.08～3.36 mm,千针鲜重在95.6～119.4 g,千针干重在18.8～24.8 g,折干率在19.4%～20.8%。与以上13个金银花品种花蕾质量调查结果[1]相比,吕梁山引种金银花花蕾整体大小处于中等水平,且北花1号处于中等偏上水平,仅次于鲁峰王、封丘大毛花、大毛针等全国金银花道地产区的名优品种;吕梁山引种金银花花蕾千针鲜重与千针干重总体也处于中等水平,折干率总体优于以上13个品种,尤其是北花1号的折干率高于以上13个品种中的任何一个;在色泽方面,吕梁山引种金银花二白期花蕾与市场特级品(标准品)的色差值较小,尤其是北花1号,总色差值均小于2,基本接近市场特级品的水平[11]。综上所述,吕梁山引种金银花花蕾在大小、千针重量、折干率与色泽方面有较好的品质,在全国处于中等水平,说明金银花对栽培土质的要求并不高,吕梁山黄质黏土完全能够满足金银花的生长发育需求,保证金银花花蕾外观形态质量。

除花蕾的外观品质外,活性成分也是评估金银花质量的重要指标[12-14]。金银花的功能活性成分主要包括有机酸类、挥发油类、黄酮类、环烯醚萜类、三萜皂苷类等[15]。《中华人民共和国药典》(2020版)[9]规定,以绿原酸和木犀草苷作为金银花的主要功能活性成分,并以两者的含量作为金银花质量评价指标。许多研究表明,不同产地不同品种的金银花花蕾中绿原酸和木犀草苷含量存在很大的差异。梁爽[16]采用高效液相色谱法和化学分析法对河南、河北、湖南、湖北、山东5个产地金银花主要活性成分进行检测,结果显示,5个产地金银花主要活性成分差异很大,绿原酸含量顺序为湖南>河北>山东>河南>湖北,木犀草苷含量顺序为山东>河南>河北>湖北>湖南。韩赟等[17]比较研究了三大产地5个品种金银花及其掺杂叶的活性成分含量及指纹图谱,结果表明,绿原酸含量头茬花在大毛花中最高,四茬花在巨花一号中最高,木犀草苷含量不同品种之间未体现差异。杨欣欣等[18]对金银花活性成分指纹图谱的研究也表明,14种不同产地金银花活性成分指纹图谱存在明显差异。该研究结果显示,来自不同产地4个品种金银花绿原酸和木犀草苷含量均存在明显差异,其中北花1号的绿原酸和木犀草苷含量均最高。根据《中华人民共和国药典》(2020版)[9]标准(含水量≤12%,绿原酸含量≥1.5%,木犀草苷含量≥0.05%),经过自然干燥后的4个品种金银花水分、绿原酸和木犀草苷含量均达标,进一步表明,4个品种的引种金银花均适合在吕梁山种植与栽培。综合各个花蕾质量指标,引种的北花1号表现出更好的品质优势,适合在吕梁山区大面积种植与推广。