黃精化學成分、藥理作用研究進展及質量標志物預測分析

袁怡菁，王秋紅，2?

（1. 黑龍江中醫藥大學，教育部北藥基礎與應用研究重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150040；2. 廣東藥科大學，廣東 廣州 510006）

黃精始見于魏晉陶弘景《名醫別錄》［1］，載其：“黃精今處處有。”李時珍稱其為神仙之芝草，得天地之精粹，故為“黃精”［2］。黃精是百合科黃精屬的多年生草本植物，廣泛分布于東北、華北、華中和西南等地。2020 版《中華人民共和國藥典》規定滇黃精、黃精或多花黃精的干燥根莖皆為中藥黃精的來源，具有補中益氣、養陰潤肺、健脾養胃、養陰明目等功效［3］。黃精生品口嘗有麻舌感，對咽喉有刺激性，蒸制后可去除麻味，補脾潤肺功效增強；酒黃精可引藥上行，使其滋而不膩。黃精的炮制方法，最早記載于《雷公炮炙論》為蒸制法［4］，據統計，歷代本草著作中記載的黃精炮制方法包括蒸制法、酒蒸法、黑豆制法、蔓荊子制法、九蒸九曬法等。盡管歷版《中華人民共和國藥典》均收錄了黃精的炮制方法，大部分地區也沿用傳統的酒浸、蒸等方法，但因各地所用黃精植物來源不同、炮制方法不完全相同，而致黃精飲片質量難以控制、臨床均一性差。九蒸九曬因耗時較長、工藝較繁瑣，多簡化為多次蒸、曬至黑色，并未嚴格規定次數。筆者在總結黃精化學成分、藥理作用基礎上，從傳統藥性藥效、化學與生物學的測定與轉化及炮制機理的研究等角度，結合質量標志物（quality marker，Q－Marker）理論［5］，預測并分析黃精可能的Q－Marker，為該飲片的規范炮制和臨床的合理應用提供科學依據。

1 化學成分

1.1 多糖類成分

黃精多糖為黃精主要活性物質之一，是黃精的質量指標物質。黃精多糖的單糖組成包括葡萄糖、半乳糖、木糖、甘露糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸等［6-9］。LIU等［10］以水提取分離鑒定出兩種中性半乳甘露聚糖PSW－1a 和PSW－1b－2。劉柳等［11］分離出中性多糖PSW1B－b、酸性多糖PSW2A－1、PSW3A－1 和糖蛋白PSW4A、PSW5B 共5 種半乳糖聚糖。李舒婕等［12］明確黃精多糖分子量為1 410 Da。經炮制后，黃精多糖含量減少，苯酚－硫酸法測定黃精生品多糖含量為12.850%～26.204%，水蒸與酒蒸炮制所得黃精多糖含量差異較小為4.840%～17.137%，數據差異主要由于所用原料黃精品種及產地不同［13］。九蒸九制黃精在炮制過程中多糖含量呈現先升高再下降，在第四次蒸制時多糖含量達到峰值，從第五次開始下降，但炮制前后多糖含量均符合《中華人民共和國藥典》要求［14］。炮制后黃精多糖在單糖組成及比例上也有較大差異，生品多為酸性多糖，單糖組成占比較大的為鼠李糖、果糖，炮制后半乳糖、葡萄糖含量升高［15－20］，在酒制黃精中還可檢測出核糖［21］。多項研究表明炮制過程中持續高溫導致糖苷鍵斷裂，多糖結構被破壞，大分子分解為易于人體吸收的小分子寡糖或單糖，同時存在異構化反應。隨著炮制時間增長，糖類還會與氨基酸發生美拉德反應生成新的成分DDMP 和5－HMF，美拉德反應過程見圖1。

圖1 美拉德反應過程

1.2 皂苷類成分

皂苷是黃精另一種重要活性成分，是黃精中被鑒定出數量最多的化學成分。黃精中甾體皂苷類成分主要為薯蕷皂苷元與糖縮合而成。目前已從黃精中分離出79種皂苷類成分，其中甾體皂苷67種，三萜皂苷12種［22］。具體結構及名稱見表1及圖2、3、4［23－29］。在炮制過程中總皂苷含量呈增加趨勢［30］。研究表明多花黃精清蒸和酒蒸后甾體皂苷成分差異不大，薯蕷皂苷含量下降［31］，人參皂苷Rb1含量升高［32］，蜜制黃精薯蕷皂苷含量極低，基本檢測不到［33］，說明在不同方法炮制過程中皂苷類成分會相互轉化［34］。王倩［35］利用水合反應釜模擬炮制過程發現薯蕷皂苷轉化為延齡草苷和薯蕷皂苷元。

表1 黃精中皂苷類化合物

圖2 黃精甾體皂苷元的結構骨架

圖3 黃精甾體皂苷類的糖基類型

圖4 黃精三萜皂苷類結構

1.3 黃酮類成分

目前黃精中鑒定出的黃酮類成分大都屬于高異黃酮，該物質在自然界中較為少見，研究表明在炮制過程中黃酮類含量和種類均發生變化，酒制后總黃酮含量增加2.2 倍［36］。梁澤華等［37］通過UPLC－Q－TOFMS分析黃精炮制前后黃酮類成分，發現在高溫炮制后牡荊素－2″－O－木糖苷因糖基脫落生成牡荊素。任洪民等［34］分析酒制后多花黃精8－羥基色原酮、5，7－二羥基－3－（4'－羥基芐基）－四氫苯并吡喃－4－酮、disporopsin、甲基麥冬黃烷酮B 含量下降。張意［38］發現黃精炮制后產生了生品中未發現的新物質，經鑒定為4'，5，7－三羥基－6，8－二甲基高異黃酮。黃酮類結構見表2、圖5［39－43］。

表2 黃精中黃酮類化合物

圖5 黃精黃酮類化合物結構

1.4 其他類成分

黃精中含有多種氨基酸和礦物質，陳淼芬等［44］研究發現黃精炮制前后氨基酸種類未發生變化，含量有升有降，其中必需氨基酸顯著升高。樊淑淼［45］通過HPLC 法測定炮制后天冬氨酸、精氨酸、纈氨酸、谷氨酸等含量增加，證明炮制后黃精更有營養價值。酒制后人體必需微量元素及常量元素鐵、鋅、鈣、鉀等含量均升高［46］。田先嬌等［47］發現滇黃精蒸制后蒽醌含量下降；有研究同樣發現多花黃精酒制后結合型蒽醌水解，游離型蒽醌可溶于酒導致含量下降。

2 藥理作用

黃精具有抗氧化抗衰老、降血糖、免疫調節、抗骨質疏松等作用［48-50］，在經過蒸制或加酒、黑豆汁、蜜等輔料炮制后會發揮不同的藥理作用，酒制引藥上行、溫補肝腎，蜜制緩和藥性、緩下潤燥，黑豆汁制滋補肝腎、養血祛風。

2.1 抗衰老、抗氧化

黃精具有良好的抗氧化作用，這可能與其多糖等活性成分有關，經過炮制過程后，黃精的抗氧化、抗衰老作用明顯增強。沈靈等［51］通過測定D－半乳糖誘導的小鼠衰老模型的組織SOD、GSH－Px、MDA 水平，發現酒黃精改善衰老小鼠的脾臟指數和生理指標優于生黃精，即炮制后黃精抗衰老能力更強。劉政祥等［52］分析不同炮制方法的九華黃精提取物，發現其多糖類成分可顯著提升小鼠的總抗氧化活性，且一蒸一曬九華黃精多糖含量最高抗氧化活性最強。蔡春燕等［53］以VC 為對照，通過DPPH 法、ABTS 法、PTIO 法、FRAP 法測得不同炮制階段的酒制黃精抗氧化活性均高于生品，且隨炮制次數增加抗氧化作用增強。

2.2 抗糖尿病

研究表明黃精多糖可通過調節腸道菌群、改善血脂、調節糖代謝等，達到降血糖抗糖尿病的作用［25，54］。多酚類和黃酮類物質可促進胰島素的合成分泌，進而調節血糖水平，起到抗糖尿病的作用［55-56］。石雙慧等［57］通過測定高脂飼料聯合STZ誘導糖尿病模型小鼠的TC、TG、HDL－C、LDL－C含量，發現糖尿病小鼠經生黃精、酒黃精給藥后TC、TG、LDL－C含量均降低，HDL－C含量升高，酒黃精對血脂的改善作用與給藥劑量呈正相關且優于生黃精。α－葡萄糖苷酶是糖尿病患者飯后血糖升高的主要原因之一，抑制α－葡萄糖苷酶可以有效抑制糖尿病患者血糖升高且可有效預防糖尿病并發癥，滕歡歡［20］研究發現，黃精蒸制品乙酸乙酯提取部位的α－葡萄糖苷酶抑制作用顯著強于生品黃精。

2.3 免疫調節

黃精作為常用的補益藥，現代研究表明其具有良好的免疫調節作用，可顯著提高機體免疫力。肖曉燕等［58］通過觀察環磷酰胺誘導的免疫抑制小鼠在黃精生品及酒制品給藥后的體質量、免疫臟器指數、血液理化指標，發現黃精酒制后小鼠體質量、免疫臟器指數、血細胞數量均增加，可顯著增強小鼠免疫力。魏婷等［59］通過生品黃精、酒制黃精對雌性大鼠灌胃后，計算其脾指數、免疫球蛋白M含量，發現炮制黃精組免疫球蛋白M顯著升高。目前研究認為調節免疫的活性物質主要為多糖和黃酮類［60-61］，但炮制后多糖含量下降，推測其轉化為寡糖和單糖更利于吸收和藥效的發揮。

2.4 抗骨質疏松

骨質疏松是一種以單位內骨量減少的骨代謝障礙疾病，程妍等［62］基于OPG/RANKL 信號通路研究表明，黃精多糖可使骨重建閾值降低，提高OPG 和降低RANKL 蛋白表達，抑制小鼠骨髓巨噬細胞向破骨細胞分化，減少骨量丟失，增加大鼠骨量，起到抗骨質疏松的作用。另外，黃精可通過調節miRNA－1224 及ERK/GSK－3β/β－Catenin 信號通路和相關酶促進成骨細胞分化抗骨質疏松［63-64］。黃精酒制后礦物質含量增加，特別是鉀、鐵含量升高，抗骨質疏松作用增強［65］。

3 Q－Marker的預測分析

中藥質量標志物（Q－Marker）為劉昌孝院士提出，筆者從傳統藥性、炮制前后化學成分變化、化學成分可測性3個方面對黃精Q－Marker的內涵及方法進行論述。

3.1 基于傳統藥性的Q－Marker預測分析

中藥藥性是有關中藥的性質、性能及運用規律的理論。黃精味甘、平。甘味的基本功效為能補、能緩、能和，《素問》指出“甘緩”“甘能補能緩”《本草從新》記載“甘者能補能和能緩”［66］。甘味中藥的甘味主要來源為糖類、苷類、氨基酸和蛋白質等［67］。現代研究表明黃精主要藥理作用物質為多糖，酒黃精中氨基酸類與單糖成分顯著升高，尤其是脯氨酸、精氨酸、天冬氨酸等必需氨基酸、D－葡萄糖、D－果糖等單糖含量明顯增加，推測其為制黃精補益作用增強的原因。

2020版《中華人民共和國藥典》中收錄的甘味藥以入肝、肺、腎、胃經為主。蜜制入肺，《湯液本草》記載“以蜜……去膈上痰”，《醫學入門》中有“入肺藥蜜制”［68］，在臨床上潤肺止咳用黃精多為蜜制。肺病主要有肺部產生炎癥所致，黃精多糖及皂苷類成分抗炎、抗氧化作用可有效改善肺部疾病，研究表明蜜之后多糖類和薯蕷皂苷類成分增加，且蜜制入肺更有針對性發揮藥效。

根據以上分析，黃精多糖、葡萄糖、果糖、氨基酸類、薯蕷皂苷類成分應是其主要藥性物質，應作為黃精的Q－Marker的重要參考。

3.2 基于炮制前后化學成分變化的Q－Marker 預測分析

黃精作為補益藥，具有調節免疫力、降血糖、抗炎、抗腫瘤等作用，在臨床上有廣泛的應用。但生品黃精有一定的不良反應，不宜直接服用，古籍中有關其毒性的記載為“麻味”，《食療本草》言：“蒸之若生，則刺人咽喉。”即生黃精對咽喉和皮膚有一定的刺激作用。為緩解其刺激性，古人創造了蒸制、加酒、黑豆汁蒸、燉等多種炮制方法。《千金翼方》記載：“食之如蜜，可停。”《本草蒙筌》稱熟黃精“因味甘甜，又名米。”由此可知，炮制后黃精由麻味轉變為甜味刺激性減弱，所以黃精入藥多以炮制品。唐美玲［36］發現，生黃精提取物有顯著的IEC－6 細胞增殖抑制作用，并推測其刺激性成分主要為總酚，通過UPLC－MS/MS 測得生黃精43 種酚類成分，炮制后18 個成分含量下降或消失，IEC－6 細胞實驗證明隨著蒸制次數的增加黃精的細胞毒性逐漸減弱，炮制可有效降低黃精毒性。林雨等［65］研究發現，炮制后黃精中5－HMF 成分增加，多糖、人參皂苷Rb1 含量下降，熟黃精可有效改善生黃精的致炎性，熟黃精較生黃精紅細胞溶血率更低。

黃精炮制后化學成分含量發生顯著變化，并產生生品中未檢測到的物質。唐美玲［36］通過HPLC 及UPLC－MS/MS 分析黃精炮制前后酚類成分變化，結果發現其共有的奎寧酸、紫丁香苷等18 種成分減少，沒食子酸、兒茶素、甘草苷等酚類成分增加。張意［38］利用羥丙基葡聚糖凝膠、反相 ODS 色譜，結合中壓制備色譜和高效液相等技術對多花黃精生品及酒制品化學成分分離鑒定，分析黃精酒制后差異性化學物質為4'，5，7－三羥基－6，8－二甲基高異黃烷酮。曾林燕等［69］利用LC－MS法確定黃精炮制過程中產生了2種化學成分的結構，確定其為5－羥甲基麥芽酚和5－羥甲基糠醛。

根據以上分析，黃精多糖、5－HMF、4'，5，7－三羥基－6，8－二甲基高異黃烷酮、5－羥甲基麥芽酚為炮制前后差異性成分，可作為黃精的Q－Marker的參考。

3.3 基于化學成分可測性的Q－Marker預測分析

化學成分的可測性是指質量標志物可用儀器和方法定性或定量分析得到準確的數據，在中藥質量檢測中起到重要的作用。

目前黃精多糖與皂苷類成分是其活性成分主要研究對象。詹慧慧通過HPLC－ELSD 測定了黃精及其炮制品總多糖、游離糖含量，利用HPLC－PDA 建立黃精中指紋圖譜與單糖組成測定方法，發現炮制后黃精多糖含量及單糖組成均發生變化［19］。殷海霞等［70］建立可同時測定黃精生品及炮制品中5－羥甲基糠醛、5－羥基麥芽酚及黃精堿A 3 個成分含量的高效液相色譜法，對酒黃精成分進行定性定量分析，可用于黃精藥材的質量控制。戴萬生等［71］通過對2020 版《中華人民共和國藥典》中薄層色譜法進行優化，對滇黃精不同炮制品中皂苷類成分進行薄層分析，不同炮制品分離效果很好，可作為黃精皂苷成分快速、便捷的定性鑒定方法。張丹等［72］利用紅外光譜法測定黃精不同炮制品的紅外指紋圖，得位于1 050.69 cm－1的四氫呋喃環的伸縮振動峰可作為葡萄糖的判定依據，是一種簡便、準確的黃精炮制品質量的檢測方法。

通過化學成分可測性篩選發現，多糖、黃酮類、酚類和皂苷類是黃精化學成分可測性Q－Marker 的重要選擇。

4 結語

黃精作為常用的補益藥，多為炮制品入藥，本文基于現有的黃精化學成分及藥理作用研究進展，以Q－Marker 的理論為指導對黃精Q－Marker 進行預測，從傳統藥性、炮制前后化學成分變化、化學成分可測性3 個維度綜合評估，建議將黃精多糖、甾體皂苷類、氨基酸類、酚類、黃酮類作為黃精Q－Marker 的參考。

目前，黃精常用的炮制方法為清蒸、酒蒸、蜜制法，酒制升提、蜜制入肺不同炮制方法化學成分含量差異很大，臨床使用中應根據不同適應證選用不同炮制品。為了推進黃精炮制工藝的優化和推廣，應加強對黃精的炮制工藝的深入研究，探索更符合中藥理論和實踐的炮制方法和條件，①加大對制黃精中活性成分的影響機制的研究，明確不同炮制方法下藥效學變化的原因和規律；②結合現代科技手段在炮制過程中的應用，提高炮制工藝的效率和質量；③進一步完善和建立黃精炮制工藝的標準化體系，確保其在實踐中的可操作性和可推廣性。

由于各地黃精炮制方法仍存在差異，炮制過程中所用黃精原植物、所用輔料種類、原料輔料比例、炮制時間、炮制程度等數據參數難以量化統一，導致市場上流通的該飲片質量良莠不齊。此外，不同炮制方法所得炮制品飲片名稱存在相同的情況，在臨床應用中難以區分，有可能會造成用藥混淆。因此，需要確保炮制過程的標準化和規范化，以保證藥物的安全性和有效性。