基于黄精产品和资源开发的研究进展

王小兵,蒋亚奇,董蓬,李启艳,公为红,郑静

(1.山东省食品药品检验研究院,国家药品监督管理局化妆品原料质量控制重点实验室,山东 济南 250101;
2.山东大学药学院,山东 济南 250012)

黄精为百合科植物滇黄精(PolygonatumkingianumColl.et Hemsl.)、黄精(PolygonatumsibiricumRed.)或多花黄精(PolygonatumcyrtonemaHua)的干燥根茎。按形状不同,习称“大黄精”“鸡头黄精”“姜形黄精”。其味甘,性平,归脾、肺、肾经。黄精具有药食同源性,不仅在许多经典名方中有应用,而且具有悠久的食用历史,近年来,因其显著的功效,常用于滋补类保健食品的开发,本文从黄精历史沿革、使用历史、炮制方法、药理作用等方面进行了归纳总结,以期为更好地研究开发黄精提供参考,为传承和发展中药产业提供理论支持。

目前,全世界约有60余种黄精属物种,我国分布约30种,历代本草记载的黄精植物来源有多种。以“黄精”为名始载于《名医别录》[1],书中记载:“味甘,平,无毒。主补中益气,除风湿,安五脏。”其中没有关于黄精原植物形态特征的描述。《本草经集注》[2]首次记载了黄精的形态与生境:“黄精,生山谷,二月采根,阴干。今处处有。二月始生。一枝多叶,叶状似竹而短,根似葳蕤。”《本草图经》[3]云:“黄精,一名葳蕤……三月生苗,高一、二尺以来;
叶如竹叶而短,两两相对;
茎梗柔脆,颇似桃枝,本黄末赤。四月开细青白花,如小豆花状;
子白如黍,亦有无子者;
根如嫩生姜,黄色。”《本草图经》还记载10幅黄精的原植物形态图,其中 “解州黄精(前)”“滁州黄精”“相州黄精”“丹州黄精”4幅图中的“黄精”形态与现代黄精属植物轮生叶类的植物形态一致,结合其茎叶形态判断,可认为是黄精(Polygonatumsibiricum),“永康军黄精”和“兖州黄精”为互生叶形态,与现代多花黄精(Polygonatumcyrtonema)较为相似,“荆门军黄精”和“解州黄精(后)”的形态均不像是黄精属植物,“洪州黄精”和“商州黄精”与现代黄精属植物形态有一定差别也无法作出种属的判断。古代药材大多以地名命名,从上述黄精名称中也可推测出其产地,这与《中国植物志》的黄精的产地相吻合。根据《中国植物志》的记载,滇黄精主产于云南、四川、贵州,黄精主产于黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、陕西、内蒙古、宁夏、甘肃(东部)、河南、山东、安徽(东部)、浙江(西北部),多花黄精主产于四川、贵州、湖南、湖北、河南(南部和西部)、江西、安徽、江苏(南部)、浙江、福建、广东(中部和北部)、广西(北部)。《本草纲目》[4]记载:“黄精其叶似竹而不尖,或两叶、三叶、四五叶,俱对节而生。”其侧重于记载黄精的临床及药效,对原植物形态描述较少。《植物名实图考》[5]分别描述了“黄精”“黄精苗”和“滇黄精”的植物形态,除引用了“滁州黄精”和“丹州黄精”的原图外,还增加了“黄精”与“滇黄精”的形态图,较为详尽对黄精的形态进行了对比。黄精药材的质量标准最早收载于《中国药典》1963年版,至今已修订10次,现行的《中国药典》2020年版[6]将黄精药材的基原植物规定为百合科植物滇黄精(PolygonatumkingianumColl.et Hemsl.)、黄精(PolygonatumsibiricumRed.)或多花黄精(PolygonatumcyrtonemaHua)。

黄精药食两用历史悠久,《抱朴子内篇》[7]记载:“凶年可以与老小休粮,人不能别之,谓为米脯也。”《食疗本草》[8]“饵黄精,能老不饥。”《证类本草》[9]“道藏·神仙芝草经:黄精,宽中益气,五脏调良,肌肉充盛,骨体坚强,其力倍,多年不老,颜色鲜明,发白更黑,齿落更生”。上述古籍记载了在饥荒时可以黄精作为粮食来充饥,而且黄精还有一定的“乌发”“固齿”等保健功能。另《本草求原》则记载黄精“消黄气,黄精叶,煲鱼肉食”[10],说明了黄精还可以作为佐料食材用于煎汤、炖肉、泡茶、泡酒等。从上述记载来推断,古时黄精的食用部位主要以根为主,但是历代本草也有黄精叶、花、果实和幼苗均可作食药用的记载,《抱朴子内篇》[7]记载:“服其花胜其实,服其实胜其根,但花难多得。”“花,生十斛,干之可得五、六斗。”《本草图经》[3]记载:“初生苗时,人多采为菜茹,谓之笔菜,味极美,采取尤宜辨之。”《本草经集注》[2]记载“根、叶、花、实皆可饵服。”《食疗本草》[8]记载:“根、叶、花、实,皆可食之。”但黄精的现代入药部位仅为根茎。

2.1 古法炮制 黄精药材的炮制方法最早记载于《雷公炮炙论》[11],记载有“凡采得,以溪水洗净后蒸,从巳至子,刀切薄片暴干用”,该炮制方法可总结为净制、蒸制和晒干,且对黄精蒸制的时间进行了说明。孙思邈所著《千金翼方》[12]中这样记载:“九月末掘取根,拣肥大者去目熟蒸,微暴干又蒸,暴干,食之如蜜,可停”。该法为重蒸法且明确指出了黄精的药用部位及采收时间,一般可认为此法是“九蒸九晒”炮制法的基础。孟诜的《食疗本草》[13]记载:“可取瓮子,去底,釜上安置,令得所盛黄精,令满,密盖,蒸之,令气溜,即曝之第一遍,蒸之亦是如此,九蒸九曝。蒸之,若生则刺人咽喉,曝使干,不尔朽坏”。此法被认为是最早的“九蒸九晒”炮制方法,详细地记载了炮制的目的、方法以及炮制的专用容器,也记载了黄精生食有“刺人咽喉”之痛,蒸制晒干后既克服了此缺点,又利用保存。《重修政和经史证类备用本草》[14]则记载:“细挫阴干捣末,单服九蒸九曝,入药生用”,此法沿用了上述的九蒸九晒的炮制方法,还对临床应用的剂型进行了规定。《太平圣惠方》[15]则对黄精的炮制方法进行了创新:“取生黄精三斤,洗净,于木臼中捣绞取汁,旋更入酒三升,于银锅中以慢火熬成膏”,此法采用“酒蒸法”,详细描述了炮制前的处理、黄精的用量、酒的用量以及炮制用具等。

自明清开始黄精的炮制基本都是沿用“九蒸九晒”的方法,如朱橚《救荒本草》[16]记载:“山中人采根,九蒸九暴,食甚甘美。蒸暴用瓮去底安釜上,装置黄精令满,密盖蒸之,令气溜即暴之,如此九蒸九暴,令极熟,若不熟,则刺人喉咽”。兰茂《滇南本草》[17]记载:“洗净,九蒸,九晒,服之甘美”。陈嘉谟《本草蒙筌》[18]云:“洗净,九蒸九曝代粮,可过凶年,入药疗病,生者亦宜”。吴仪洛所著《本草从新》[19]记载:“黄精去须,九蒸九晒用,每蒸一次,必半日方透”。除上述九蒸九晒炮制方法外,龚延贤的《鲁府禁方》[20]记载:“黄精四两,黑豆二升,同煮熟去豆,忌铁器”,该法提出了黄精与黑豆共制的蒸制之法。李时珍《本草纲目》[4]记载:“用黄精去皮,洗净,取二斤晒干,放在米饭上蒸到饭熟时,把药保存好,经常服食”,该法则记载了黄精与米饭共蒸的方法。综上所述,黄精的古法炮制以单蒸、酒蒸、九蒸九晒为主,炮制的主要目的一是为了去除“刺人咽喉”的口感,二是为了更好的贮存,不易腐败。

2.2 现代炮制 《中国药典》自1963年版至2020年版均记载有黄精饮片,主要有黄精(片)和酒黄精,黄精(片)炮制方法均为:除去杂质,洗净,略润,切厚片,干燥。酒黄精的炮制方法略有不同,《中国药典》2020年版规定的炮制方法为:取净黄精,照酒炖法或酒蒸法炖透或蒸透,稍凉,切厚片,干燥。1988年版《全国中药炮制规范辑要》[21]中关于黄精的炮制方法有3种,其中黄精和酒黄精的炮制方法与《中国药典》一致,还收载有“蒸黄精”,其炮制方法为“取净黄精,洗净,蒸至色棕黑滋润时取出,切厚片,干燥”。

除上述国家炮制规范外,各地方的炮制规范也有收载,其炮制方法大同小异,一般有清蒸法、黑豆汁法、酒炖法、酒蒸法,以酒蒸法居多,也有先切制后炮制、先炮制后切制之分。2007年版《广西壮族自治区中药饮片炮制规范》[22]中收载蒸黄精、酒黄精的炮制方法,其中蒸黄精的方法为“水煮至透心(中心黄色),晒至半干,蒸 8~12 h,再晒。反复蒸晒至黑润、味甜,晒至半干,切厚片,干燥”,此法为重蒸法。2005年版《贵州省中药饮片炮制规范》[23]记载的酒黄精的炮制方法为“取黄精,洗净,用12%黄酒蒸8~12 h,切厚片,晾至半干后,用黄酒闷透,反复蒸至表面呈棕黑色,干燥。”2008年版的《江西省中药饮片炮制规范》[24]中收载了黄精的特殊炮制品炆黄精,其工艺为“取黄精生品,除杂净制,先用水泡1 d后取出沥干,装药至炆药罐的2/3处,加入3倍量温水,密闭,放入围灶内,用少许炭和大量谷糠做燃料,点燃后炮制1 d,至药熟汁尽,取出干燥。用黄酒闷润,蒸46 h,焖至黑色,切厚片,干燥”。

国内也有关于黄精炮制方法的文献报道,张婕等[25]采用高压炮制工艺对黄精进行炮制,首先将黄精用10%黄酒进行闷润,在120 ℃及高压的条件下蒸制1 h,取出切厚片后干燥,此法为黄精的高压蒸制和切制。宋艺君等[26]通过对炮制压力、闷润时间、炮制时间、黑豆用量等因素进行考察,优化了黄精的高压蒸制工艺,结果显示高压蒸制品中总皂苷、5-羟甲基糠醛、多糖等的含量比常压蒸制品有明显的提高。现代炮制工艺中,清蒸法、酒蒸/炖法基本沿用了《中国药典》以及国家/地方炮制规范中记载的方法,并对详细的工艺参数进行了优化,张英等[27]采用清蒸黄精的炮制工艺,经过筛选,先对黄精清蒸6 h,再进行闷润12 h,在70 ℃的条件下进行干燥,结果显示,其炮制品黄精多糖含量均大于4.84%,醇溶性浸出物均大于42%,水溶性浸出物均大于37%。冯英等[28]通过实验筛选了酒炖黄精的炮制方法,具体为:先加20%黄酒炖10 h,然后进行8 h闷润,在70 ℃条件下干燥即得,经测定,炮制品黄精多糖含量不低于4.02%,醇溶性浸出物不低于70.72%,水溶性浸出物不低于75.85%。由此可见,两种炮制方法对黄精多糖的影响较小,但醇溶性浸出物及水溶性浸出物的含量则有较大差异。也有文献探索研究九蒸九晒工艺对化学成分的影响[29],但现代临床均以酒制及清蒸黄精为主,其他炮制品已基本不在实际治疗过程中应用。

3.1 传统功效记载 《名医别录》首次记载黄精的功效为:“主补中益气,除风湿,安五脏。久服轻身延年不饥”;
《圣济总录》[30]载有:“常服黄精能助气固精、补填丹田、活血驻颜、长生不老”,可见黄精不但可作药用,也有养生美容的功效。《证类本草》则记载有“发白更黑、齿落更生”的功效。另外,《本草蒙筌》[18]则有“可状元阳,小儿羸瘦多啖弥佳”的记载。《本草从新》[19]中载有“黄精平补气血而润。”

《中国药典》2020年版关于黄精的功能与主治描述为:“补气养阴,健脾,润肺,益肾。用于脾胃气虚,体倦乏力,胃阴不足,口干食少,肺虚燥咳,劳嗽咳血,精血不足,腰膝酸软,须发早白,内热消渴。”《现代实用中药》[31]中描述黄精为“滋养强壮药,对病后诸虚弱症有效。又为解热剂,用于间歇热、痛风、骨膜炎等。并为蛔虫驱除药,对于高血压亦有效。”

由此可见,在古代黄精多用于补脾益气、益精、治疗各种虚症、美容养颜等,现代黄精功能更加丰富多样,除补气养阴、健脾润肺外,还具有增强免疫力、解热降压、降血糖、改善记忆等功效。

3.2 现代药理研究 近年来,现代中医药领域对黄精的研究逐渐增多,文献报道黄精的功能主要包括增强免疫力、抗氧化、降血脂、降血糖、改善记忆、抗疲劳等,可用于治疗糖尿病、心血管疾病等。

3.2.1 增强免疫力 黄精的增强免疫力作用与其传统功效宣称基本一致,现代药理研究以黄精多糖为研究对象的较多,邓旭坤等[32]研究表明,每天给予黄精多糖50、100、150 mg·kg-1的剂量,可以提高环磷酰胺所致免疫功能低下小鼠的脾脏指数和胸腺指数,增强其增殖能力,并且可以使巨噬细胞的吞噬能力明显提高,明显提高了小鼠的免疫力。石娟等[33]采用小鼠为实验对象研究了黄精多糖对小鼠免疫力的影响,结果表明,0.72、0.36、0.18 g·(kg·d)-1黄精多糖能显著增强小鼠体内碳粒廓清的能力,促进小鼠胸腺和脾脏的发育,增强正常小鼠的细胞、体液和单核-巨噬细胞免疫功能。华岩等[34]试验表明,每天给予100 g·kg-1的黄精多糖能明显缓解大鼠强迫运动所引起的脾脏免疫功能低下的问题,能够使脾脏的免疫功能恢复至正常水平。动物实验研究表明,黄精多糖具有显著增强免疫力的作用。

3.2.2 抗氧化 黄精中含有大量的多糖、黄酮、多酚等化学成分,方欢乐等[35]以黄精多糖为研究对象,动物选取ISO诱导的心肌肥厚模型大鼠,试验结果表明,黄精多糖高剂量(0.72 g·kg-1)及低剂量(0.27 g·kg-1)均可明显提高大鼠血液中SOD的活性,可降低MDA的含量,而杨华杰等[36]以黄精饮片为研究对象,采用小鼠灌胃的方式以10 g·kg-1的剂量给药,然后进行体内SOD活力及MDA含量的测定,得出相同的结果。巫永华等[37]测定了黄精多酚的还原能力及清除DPPH、ABTS自由基的能力,结果表明,黄精多酚提取物还原能力较强,可以有效清除DPPH、ABTS自由基,且量效关系良好,其总还原能力、清除DPPH和ABTS自由基能力的IC50值分别为27.48、5.21、4.89 μg·mL-1,均较维生素C小。钱森和等[38]则以黄精黄酮为对象,测定了其清除自由基的能力,结果表明,当受试物浓度为120 μg·mL-1时,其羟自由基和DPPH自由基的清除率均与维生素C相当,因此,表明黄精黄酮具有很强的抗氧化活性。杨阳等[39]研究黄精不同极性组分的抗氧化能力,结果表明,水相的总还原力和清除·OH的能力最高,IC50分别为(0.543±0.018)mg·mL-1和(0.056±0.020)mg·mL-1;
乙酸乙酯相清除DPPH和ABTS自由基效果最好,IC50分别为(0.050±0.001)mg·mL-1和(0.052±0.002)mg·mL-1,正丁醇相清除O2-·效果最好,IC50为(0.047±0.013)mg·mL-1。卢焕俊等[40]以黄精水提取液对研究对象进行小鼠负重游泳力竭实验,结果表明,5、10、15 g·kg-1黄精提取液可显著提高正常小鼠的抗疲劳能力,其机制可能是黄精提取液可以使小鼠清除自由基的能力提高。

3.2.3 改善记忆 黄精具有改善记忆的相关文献大部分以水提物作为研究对象,唐伟等[41-42]研究均表明,黄精多糖2 mL·(kg·d)-1(每1 mL相当于黄精生药10 g)可显著提高模型大鼠的学习记忆能力,使大脑超微结构损伤明显减轻。未小明等[43]利用Morris水迷宫测试大鼠的空间学习和记忆能力,结果显示,低剂量[15 g·(kg·d)-1]及高剂量[30 g·(kg·d)-1]黄精水提物对AD模型大鼠的空间学习记忆能力有一定的上调作用,其机制可能与调节α7nAChR表达有关。耿甄彦等[44]则利用黄精皂苷为研究对象,对小鼠进行了自主活动测定、水迷宫试验以及脑内单胺类神经递质含量的测定,结果显示,黄精皂苷100、200、400 mg·kg-1各剂量组均能使抑郁小鼠的自主活动和学习记忆能力有明显提高,同时可使抑郁小鼠脑内单胺类神经递质含量明显增加。

3.2.4 降血糖 王艺等[45]以黄精多糖为研究对象,结果表明,黄精多糖的200、400、800 mg·kg-1剂量均能改善糖尿病大鼠模型的症状,可使血糖及血清糖化血红蛋白浓度显著降低,组织胰岛素的表达量明显提高,胰岛素敏感性大大增强,糖尿病大鼠胰岛素抵抗情况显著改善。庞红霞等[46]则以黄精乙醇提取物为研究对象,结果显示,样品高剂量组(300 mg·kg-1)小鼠血糖值显著低于中剂量(200 mg·kg-1)和低剂量组(100 mg·kg-1),黄精皂苷对用四氧嘧啶建立糖尿病小鼠降血糖效果显著。Lu等[47]认为黄精总皂苷降糖的机制可能是调节调节胰岛素信号通路中葡萄糖代谢基因的表达以及调节肝脏糖代谢关键酶的表达等。

4.1 黄精资源现状 近年来,黄精的市场需求量不断增大,野生资源已被过度采挖,各主产区资源普遍锐减,在久负盛名的安徽九华山产区,野生黄精已近绝迹,黄精野生资源日益枯竭,已成为整个黄精产业发展的瓶颈。资源匮乏的原因一是随着人们保健意识的增强,黄精的需求量日益增大;
其次是黄精的生长周期非常长,一般需要6年左右的时间,而且是一次性采挖,采挖后需要人工育苗。

4.2 可持续利用情况 由于野生黄精生长周期长,需求量日益增大,导致了野生黄精资源极度匮乏,目前,人工培育的黄精已成为市场供求的主体。目前,人工栽培规模较大的贵州遵义、湖南新化、安徽金寨、浙江江山、云南大理等地,山东泰安、东营等地也有种植。存在的问题主要有,一是种苗的人工培育技术尚不成熟,目前种源主要来源于野生资源;
二是黄精在生产栽培中主要依靠块茎进行无性繁殖,容易引起品种退化,导致其产量和质量受到影响。陈松树等[48]通过进行不同播种期、播种深度、播种方式、播种量和苗床覆盖物L9(34)正交的育苗试验,比较不同处理的出苗数、苗高、叶长宽乘积、相对叶绿素含量和根冠比,评价育苗质量。结果显示,多花黄精种子最佳播种期和方式是次年2月底和撒播,最佳播种深度、播种量、苗床覆盖物分别是1.5 cm、29.4 g·m-2和遮阳网。饶宝蓉[49]以继代阶段的多花黄精组培苗为试验材料,比较了卡拉胶为凝固剂的常规培养基、滤纸、纱布为固着物的瓶内浅层液体培养基和沙子为固着物的培养基的生根效果,并比较了多花黄精组培生根块茎的不同冷藏时间和不同移栽深度对块茎出苗时间、整齐度和成活率等方面的影响。结果表明,以沙子为固着物的培养基最佳,根系粗壮,无须洗苗,冷藏70~80 d 能大大缩短块茎的休眠时间,加快块茎的出苗速度。种植深度以基质表层为好,可大大减少块茎腐烂的概率,提高多花黄精组培苗块茎的成活率。饶宝蓉等[50]研究了栽培基质对多花黄精组培苗生产的影响,结果显示,不同的栽培基质对多花黄精组培苗的成苗率、形态指标、生长量、评价指标和叶部病害发病率影响较大,自行配制的基质(泥炭土、珍珠岩、沙、草木灰以9∶3∶3∶1混合)处理的多花黄精组培苗成苗率、形态指标、壮苗指数优于其他基质,植株生长健壮,未发现叶部病害。目前,种苗的繁殖方式主要有种子育苗、根茎育苗、组培育苗等3种,尤以根茎繁殖为主,黄精种子的破眠技术以及组织培养的研究虽然有所收获[51-52],但尚未成熟。因此,加强种植技术的相关研究,加快黄精良种筛选和繁殖技术研究,是当前黄精种植产业可持续发展的重要课题[53-56]。

《抱朴子内篇》[7]首次记载了黄精的药用部位“服其花胜其实,服其实胜其根,但花难多得”,但近代的研究以其根茎居多,忽视了黄精叶、花、果实等资源的综合利用,随着种植产业的不断发展,黄精的全方位利用及其在保健食品与新资源食品领域的开发也是未来研究的方向之一。《中国药典》收载了黄精的三个基原,其含量控制指标是黄精多糖,不同基原的多糖含量也存在差异[57-58],黄精中其他化学成分的识别及其功效学研究仍不全面[59],在质量控制精细化方面仍有待提高。

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