不同產(chǎn)地艾葉中主要化學(xué)成分的研究現(xiàn)狀分析

不同產(chǎn)地艾葉中主要化學(xué)成分的研究現(xiàn)狀分析周潔，王春柳

中草藥雜志社01艾葉在傳統(tǒng)中醫(yī)藥和民間均有廣泛應(yīng)用[3-6]。近年來，人們的生活保健意識隨著生活水平逐漸提高，伴隨著健康中國國家戰(zhàn)略的逐步推進(jìn)[7]，艾灸及艾近代以來蘄艾逐漸占主導(dǎo)地位，但目前蘄艾的年產(chǎn)量遠(yuǎn)無法滿足巨大的市場需求。因此，許多艾葉的古產(chǎn)區(qū)及相關(guān)有生長條件的地區(qū)均開展了本地品種的培育、種植及產(chǎn)品質(zhì)量控制等相關(guān)工作。然而，受不同地域、氣候環(huán)境差異因素的影響，不同產(chǎn)地的艾葉在外形特征、內(nèi)在成分、理化性質(zhì)等方面均存在一定程度的差異，由此產(chǎn)生的艾葉品質(zhì)參差不齊問題也成為研究人員關(guān)注的焦點之一。本研究對當(dāng)前不同產(chǎn)地艾葉化學(xué)有效成分的研究進(jìn)展進(jìn)行詳細(xì)總結(jié)和歸納，以期為尋找艾葉優(yōu)良、特色產(chǎn)地及更好地進(jìn)行艾葉質(zhì)量控制提供參考依據(jù)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究結(jié)果顯示，艾葉中主要含有揮發(fā)油類、黃酮類、鞣質(zhì)類、苯丙素類、多糖類、微量元素及重金屬等多種藥物活性化學(xué)成分[10-12]。本文以“艾葉”“揮發(fā)油”“黃酮”“苯丙素”“微量元素”“重金屬”“多糖”為檢索詞，檢索了中國知網(wǎng)、PubMed各數(shù)據(jù)庫中1990—2022年的文獻(xiàn)記載，艾葉中化學(xué)成分研究文獻(xiàn)共66篇，對其中有關(guān)艾葉總揮發(fā)油、桉油精、龍腦、樟腦、石竹烯、總黃酮、異澤蘭黃素、棕矢車菊素和微量元素鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、錳、鐵、鋅、鋇及重金屬鉛、鎘、汞、砷、銅的含量研究結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和橫向歸納比較。1

揮發(fā)油類1.1

不同產(chǎn)地艾葉揮發(fā)油含量近年來隨著化學(xué)提取分離技術(shù)的成熟穩(wěn)步發(fā)展。應(yīng)用于艾葉揮發(fā)油提取的方法有很多種，包括水蒸氣蒸餾法、浸提法、超聲法、微波法、正己烷回流、靜態(tài)頂空、超臨界流體萃取等[13-15]，其中，水蒸氣蒸餾法是目前最常用的揮發(fā)油提取方法。所得揮發(fā)油均采用水蒸氣蒸餾法提取，見圖1。由圖2可知，從統(tǒng)計分析結(jié)果可得，與華南地區(qū)相比，湖北蘄春、除蘄春外華中地區(qū)和華東地區(qū)艾葉的揮發(fā)油含量顯著較高；與西南地區(qū)相比，除蘄春外華中地區(qū)和蘄春的揮發(fā)油含量相對較高。結(jié)果表明，湖北蘄春、華東地區(qū)和除蘄春外華中地區(qū)的艾葉揮發(fā)油含量較高，就揮發(fā)油含量來看，這3個地區(qū)適宜艾葉的種植。1.2

不同產(chǎn)地艾葉揮發(fā)油的代表性成分分析從圖3、4中可以看出，除上海之外，其他產(chǎn)地的艾葉桉油精和龍腦含量均達(dá)到《中國藥典》2020年版標(biāo)準(zhǔn)。在圖3中，從樣本量來看，湖北蘄春和廣西的樣本最多，山東和河南次之；陜西、四川、上海的樣本最少。從平均值來看，艾葉中桉油精占比大于15%的產(chǎn)地有廣東、新疆、江西、陜西、河北、湖北蘄春和甘肅，其中廣東和新疆的桉油精含量最高，江西和陜西的桉油精含量也較高；桉油精占比小于5%的產(chǎn)地只有上海，其他產(chǎn)地桉油精在揮發(fā)油中占比平均值為5%～15%。桉油精是艾葉中的主要活性成分，從目前的文獻(xiàn)測定結(jié)果來看，廣東、新疆、江西和陜西的艾葉在桉油精含量方面有相對優(yōu)勢。在圖4中，從樣本量來看，湖北蘄春和廣西的樣本最多，山東、山西、河南和湖南次之；陜西、廣東、云南、四川、甘肅、浙江、江蘇、安徽的樣本最少。從平均值來看，艾葉中龍腦占比平均值大于10%的產(chǎn)地有江西、湖北其他地區(qū)、陜西和廣西；龍腦占比平均值小于3%的產(chǎn)地只有安徽，其他產(chǎn)地龍腦占比平均值在3%～10%。龍腦是《中國藥典》2020年版艾葉項下新添加的質(zhì)控指標(biāo)，從龍腦含量來看，已有的報道中來自江西、湖北、陜西和廣西地區(qū)的艾葉在龍腦含量方面有相對優(yōu)勢。從圖5中可以看出，與華南地區(qū)相比，蘄春和西北地區(qū)的桉油精含量相對較高，其次是華中地區(qū)、華北地區(qū)和華東地區(qū)，華南地區(qū)的桉油精含量相對較低；從圖6中可以看出，龍腦的含量在華南地區(qū)的含量較高，其余產(chǎn)地含量相差不大。因此，表明不同產(chǎn)地的艾葉中不同化學(xué)成分的含量差異較大。在圖7中，從樣本量來看，依然是湖北蘄春和廣西的樣本最多，河南次之；江西、貴州、浙江、四川、安徽的樣本最少。從平均值來看，艾葉中樟腦占比平均值大于10%的產(chǎn)地有江西、河北、廣東和貴州；樟腦占比平均值小于3%的產(chǎn)地有河南和安徽，其他產(chǎn)地樟腦占比平均值在3%～10%。從樟腦含量來看，江西、河北、廣東和貴州產(chǎn)地艾葉有相對優(yōu)勢。在圖8中，從樣本量來看，也是湖北蘄春和廣西的樣本最多，河南次之；新疆、陜西、江西、湖北其他地區(qū)、浙江、江蘇、貴州、廣東、甘肅、上海的樣本最少。從平均值來看，艾葉中石竹烯占比大于8%的產(chǎn)地有新疆、湖南和廣西，陜西的石竹烯占比平均值比其他產(chǎn)地高，為5.85%；石竹烯占比平均值小于1%的產(chǎn)地有河北、甘肅和上海，其他產(chǎn)地樟腦占比平均值在1%～8%。從石竹烯的相對含量來看，新疆、湖南、廣西和陜西產(chǎn)地的艾葉相對具有優(yōu)勢。從以上4個揮發(fā)油類的主要化學(xué)成分含量分析來看，研究最多的產(chǎn)地為湖北蘄春和廣西，在主要成分含量方面，除了蘄春外，陜西、江西、廣東、河北和新疆產(chǎn)地的揮發(fā)油類的主要成分也相對較高。艾葉每個產(chǎn)地的主要化學(xué)成分含量都有差別，因此，產(chǎn)地不同所含揮發(fā)油成分的含量也相對不同。2

黃酮類2.1

不同產(chǎn)地艾葉總黃酮含量黃酮類化合物化學(xué)性質(zhì)差異很大，黃酮苷元一般難溶或直接不溶于水，而黃酮苷與之正好相反，一般易溶于水、吡啶等溶劑，提取黃酮類化合物的溶劑一般是乙醇。溶劑提取法是目前黃酮類化合物最為常用的提取方法。按照產(chǎn)地將艾葉總黃酮的含量進(jìn)行匯總[35,50-52]，見圖9。從樣本量來看，湖北蘄春的樣本量最多，其次是湖北除蘄春外的其他地區(qū)，然后是浙江，樣本量較少的是廣西、陜西、山西、山東、貴州、廣東、江西、甘肅和福建等。從平均值來看，艾葉總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值超過10%的產(chǎn)地有甘肅和山西，分別為11.59%、11.39%；平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%～10%的產(chǎn)地有河南、山東和廣東，分別為8.95%、8.72%、8.59%；其他產(chǎn)地艾葉的總黃酮平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%以下。從圖9中可以看出，總黃酮含量最高的2個樣本來自湖北蘄春，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為14.67%、13.33%；其次是浙江的樣本，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.83%；總黃酮含量最低的樣本來自福建，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.29%。蘄春和浙江的總黃酮含量排名靠前，結(jié)果表明該產(chǎn)地可以利用所處的環(huán)境優(yōu)勢，培育具有總黃酮含量高的艾品種。但是同一個產(chǎn)地艾葉的總黃酮含量相差較大，表明總黃酮的含量也受艾葉自身生長情況的影響。由圖10可知，華北地區(qū)和西北地區(qū)的龍腦含量偏高，西南地區(qū)和華中地區(qū)（除蘄春）的龍腦含量較低，其他區(qū)域的龍腦含量相差不大。2.2

不同產(chǎn)地艾葉黃酮類化合物的主要成分分析對不同產(chǎn)地艾葉進(jìn)行評價，見圖11、12。同一產(chǎn)地由圖12可知，不同產(chǎn)地艾葉中異澤蘭黃素從樣本量來看，與棕矢車菊素趨勢一樣，湖北蘄春依然居于首位，其次是湖北其他地區(qū)和河南；云南、湖南、廣東和四川的樣本最少，都只有1個。從平均值來看，每個產(chǎn)地異澤蘭黃素平均值均大于0.1%；平均值最高的3個產(chǎn)地湖北蘄春、云南和浙江，分別為0.29%、0.21%、0.18%；平均值最低的3個產(chǎn)地為四川、山東和湖北其他地區(qū)，分別為0.12%、0.11%、0.10%，其他產(chǎn)地異澤蘭黃素平均值為0.12%～0.18%。結(jié)果表明，不同產(chǎn)地的棕矢車菊素和異澤蘭黃素的含量存在差異，湖北艾葉中的2個成分均值高于其他產(chǎn)地，進(jìn)一步驗證了蘄艾的品質(zhì)優(yōu)良，體現(xiàn)出蘄艾作為道地藥材的特性。3

微量元素及重金屬3.1

不同產(chǎn)地艾葉微量元素含量目前艾葉中微量元素和重金屬的檢測方法有很多種[58]，包括原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法等。常用的方法是電感耦合等離子體質(zhì)譜法和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法。艾葉中含有大量的無機(jī)物質(zhì)和微量營養(yǎng)元素，按照產(chǎn)地將艾葉微量元素的含量進(jìn)行匯總[22,59-63]，見圖13，同一產(chǎn)地有多篇文獻(xiàn)報道的，將結(jié)果計算平均值與方差同時顯示，每個柱體上方的數(shù)字為該產(chǎn)地報道的樣本數(shù)量。Na元素中，從樣本量來看，河南居于首位；其次是湖北蘄春、河北和江西；其余產(chǎn)地樣本均只有一個。從平均值來看，質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值最高的產(chǎn)地是河北，為99.75mg/kg；其次是浙江、湖北蘄春、河南，分別為53.77、37.47、23.95mg/kg；其他產(chǎn)地Na元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值在0.5mg/kg以下。Zn元素中，從樣本量來看，遼寧和河南居于首位；其次是湖北蘄春、河北和江西；其余產(chǎn)地樣本均只有1個。從平均值來看，質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值最高的產(chǎn)地是四川，為156mg/kg；其次是浙江，為130.16mg/kg；平均值在20～50mg/kg的產(chǎn)地有湖北蘄春、遼寧、河北和河南，分別為37.08、35.39、31.14、20.87mg/kg；其余產(chǎn)地平均值在1mg/kg以下。Ba元素中，從樣本量來看，河南居于首位；其次是湖北蘄春和河北；其余產(chǎn)地樣本均只有1個。從平均值來看，質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值最高的產(chǎn)地是浙江，為39.87mg/kg；其次是湖北蘄春、河北和河南，分別為24.82、18.90、10.21mg/kg；其余產(chǎn)地平均值在1mg/kg以下。Al元素中，從樣本量來看，遼寧和河南居于首位；其次是湖北蘄春和浙江；其余產(chǎn)地樣本均只有1個。從平均值來看，質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值較高的產(chǎn)地是河北和遼寧，分別為2124.36、1888.70mg/kg；其次是浙江、湖北蘄春和河南，分別為969、881.09、637.87mg/kg；其余產(chǎn)地平均值在10mg/kg以下。K元素中，從樣本量來看，河南居于首位；其次是湖北蘄春和河北；其余產(chǎn)地樣本均只有1個。從平均值來看，質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值最高的產(chǎn)地是浙江，分別為29749mg/kg；其次是河北、湖北蘄春和河南，分別為19822.85、17372.55、11224.42mg/kg；其余產(chǎn)地平均值在250～400mg/kg。和的產(chǎn)地有湖北蘄春、河北和河南，分別為1928.79、1550.06、1280.31mg/kg；其他產(chǎn)地Mn元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值在15mg/kg以下。Fe元素中，從樣本量來看，遼寧和河南居于首位；其次是湖北蘄春、河北和江西；其余產(chǎn)地樣本均只有1個。從平均值來看，最高的產(chǎn)地是四川，為2430mg/kg；平均值在400～1000mg/kg的產(chǎn)地有河北、湖北蘄春、遼寧、河南和浙江；其他產(chǎn)地Fe元素平均值在20mg/kg以下。微量元素是人體內(nèi)所必須的，而藥材中的微量元素其存在方式是以絡(luò)合物的形式，這些元素在人體代謝和健康中都發(fā)揮重要的作用，也是中藥在治療疾病時的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。從匯總結(jié)果來看，艾葉中K和Ca是微量元素中含量最高的2個元素，其次是Mg、Fe、Al。3.2

不同產(chǎn)地艾葉重金屬含量的分析對艾葉重金屬含量進(jìn)行匯總[50,59-60,62]，見圖14。同一產(chǎn)地有多篇文獻(xiàn)報道的，將結(jié)果計算平均值與方差同時顯示，每個柱體上方的數(shù)字為該產(chǎn)地報道的樣本數(shù)量。重金屬在《中國藥典》2020年版中明確限度檢查，限定Pb≤5mg/kg、Cd≤1mg/kg、As≤2mg/kg、Hg≤0.2mg/kg、Cu≤20mg/kg。艾葉的重金屬含量4

苯丙素類關(guān)于艾葉中苯丙素類化合物目前的研究較少，苯丙素類化合物在艾葉中的含量僅次于揮發(fā)油類和黃酮類[64]。蘭曉燕等[2]研究表明已經(jīng)確定結(jié)構(gòu)的這類化合物有28個，分別為苯丙酸類（咖啡酸、反式鄰香豆酸）、苯丙酸酯類（咖啡酸甲酯、咖啡酸十八烷酯）、香豆素類（東莨菪內(nèi)酯、傘形花內(nèi)酯等）和木脂素類（厚樸酚、開環(huán)異落葉松樹脂酚），與洪宗國等[65]的報道所一致。在苯丙素類化合物綠原酸不同產(chǎn)地的含量差異中李超等[59]進(jìn)行了分析，用產(chǎn)自包括河北保定、浙江寧波、湖北蘄春等5個產(chǎn)地的艾葉作為實驗樣品，數(shù)據(jù)表明綠原酸含量相對最高的樣品來自河北保定，其含量顯著高于其他產(chǎn)區(qū)；在同產(chǎn)區(qū)不同年份的研究中，2017年河南湯陰艾葉中的綠原酸含量高于2013—2016年，說明艾葉綠原酸隨儲藏時間的增長而含量降低。表明不同產(chǎn)地不同采集時間均對艾葉的綠原酸成分有差異，這可能與生長、種植環(huán)境或者栽培方式等有關(guān)系。5

其他類艾葉中還存在鞣質(zhì)、多糖、甾體等成分。對不同產(chǎn)地艾葉的鞣酸含量進(jìn)行研究，湖北蘄春的鞣酸含量最高，其他依次為河北安國、江西樟樹、山東甄誠和安徽霍山，結(jié)果表明鞣酸的含量具有一定的差異，原因可能是各地的土壤、水質(zhì)和氣候等具有差異[2,66-67]。6

結(jié)語與展望本研究分析了現(xiàn)有報道中不同產(chǎn)地艾葉中主要化學(xué)成分的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在總揮發(fā)油含量方面，湖北蘄春、湖北其他地區(qū)、河南、浙江和江西5個產(chǎn)地的揮發(fā)油含量相對較高，其他產(chǎn)地艾葉相對較低；在桉油精含量方面，廣東的桉油精含量最高，陜西、新疆、江西和河北4個產(chǎn)地含量也相對較高，其他產(chǎn)地艾葉總體相對較低，可以看出廣東和陜西等地的桉油精含量明顯高于湖北蘄春；在龍腦含量方面，江西的龍腦含量最高，陜西、湖北其他地區(qū)和廣西3個產(chǎn)地含量也相對較高，其他產(chǎn)地艾葉總體相對較低；在樟腦含量方面，江西的樟腦含量最高，河北和廣東2個產(chǎn)地含量也相對較高，其他產(chǎn)地艾葉總體相對較低；在石竹烯含量方面，新疆的石竹烯含量最高，陜西、湖南和廣西3個產(chǎn)地含量也相對較高，其他產(chǎn)地艾葉總體相對較低。在總黃酮含量方面，蘄春、河南和浙江總黃酮含量相對較高，其他產(chǎn)地艾葉相對較低；在棕矢車菊素含量方面，蘄艾的含量最高，其次湖北其他地區(qū)、江西和河南3個產(chǎn)地的棕矢車菊素含量也相對較高，其他產(chǎn)地艾葉相對較低；在異澤蘭黃素含量方面，蘄春、云南和河南的異澤蘭黃素含量較高，其他產(chǎn)地艾葉相對較低。本文分別將揮發(fā)油含量、桉油精、龍腦和總黃酮含量進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)艾葉中不同的化學(xué)成分在不同的地域含量差異明顯。在總揮發(fā)油含量方面，蘄春、除蘄春外的華中地區(qū)和華東地區(qū)，這些地區(qū)包括湖北、湖南和河南，水系發(fā)達(dá)，土壤比較濕潤，適合艾葉中揮發(fā)油含量的生長；對于桉油精含量來說，蘄春和西北地區(qū)的含量較高，其中包括陜西等地，證明這些區(qū)域適合艾葉中桉油精含量的生長；在龍腦含量方面，華南地區(qū)的含量相對較高，表明廣東、廣西等地的地理條件適合艾葉中龍腦含量的生長。在總黃酮含量方面，結(jié)果表明各個產(chǎn)地之間含量無明顯差異，但從圖中可以看出華北地區(qū)和西北地區(qū)的含量略高于其他區(qū)域，華北地區(qū)和西北地區(qū)夏季降雨較多，比較濕潤溫暖，適合艾葉中總黃酮的生長。不同的產(chǎn)地對艾葉中有效成分的含量影響也較大。在微量元素中，Na元素含量方面，河北的含量最高，其他產(chǎn)地艾葉相對河北較低，浙江、湖北蘄春和河南3個產(chǎn)地的含量也相對較高；在Mn元素含量方面，四川的含量最高，其他產(chǎn)地艾葉相對四川較低，浙江、湖北蘄春和遼寧3個產(chǎn)地的含量也相對較高；在Zn元素含量方面，四川的含量最高，其他產(chǎn)地艾葉相對四川較低，浙江和江西2個產(chǎn)地的含量也相對較高；在Ba元素含量方面，浙江的含量最高，其他產(chǎn)地艾葉相對浙江較低，湖北蘄春、河北和河南3個產(chǎn)地的含量也相對較高；在Al元素含量方面，河北的含量最高，其他產(chǎn)地艾葉相對河北較低，遼寧和浙江2個產(chǎn)地的含量也相對較高；在K元素含量方面，浙江的含量最高，其他產(chǎn)地艾葉相對浙江較低，河北、湖北蘄春和河南3個產(chǎn)地的含量也相對較高；在Ca元素含量方面，遼寧的含量最高，其他產(chǎn)地艾葉相對遼寧較低，江西、浙江和河北3個產(chǎn)地的含量也相對較高；在Mg元素含量方面，四川的含量最高，其他產(chǎn)地艾葉相對四川較低，遼寧、浙江2個產(chǎn)地的含量也相對較高；在Fe元素含量方面，四川的含量最高，其他產(chǎn)地艾葉相對四川較低，河北、遼寧2個產(chǎn)地的含量也相對較高。在微量元素的整體方面來說，浙江的微量元素含量均較高，屬于優(yōu)勢產(chǎn)地。在重金屬中，Pb元素含量方面，Pb含量超過標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)地是遼寧；其他產(chǎn)地均達(dá)標(biāo)；在Cd元素含量方面，Cd含量超過標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)地是湖南；其他產(chǎn)地均達(dá)標(biāo)；As含量和Hg含量均達(dá)標(biāo)；在Cu元素含量方面，Cu含量超過標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)地有遼寧、云南、浙江和廣東，其他產(chǎn)地均達(dá)標(biāo)。在重金屬含量的數(shù)據(jù)整理中，明顯可以看出陜