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蕤核叶片化学成分的研究



全 文 :收稿日期:2012 - 02 - 12
作者简介:王艺苗(1985 -) ,女,硕士研究生,主要从事植物次生物质方面的研究。
* 通讯作者:魏学智(1956 -),男,教授,硕士生导师,主要从事结构植物学与植物次生物质方面研究。E -mail:wxz3288@163. com
doi:10. 3969 / j. issn. 1006 - 9690. 2012. 05. 0012
蕤核叶片化学成分的研究
王艺苗1,邰源临2,张 强1,朱广龙1,魏学智1*
(1.山西师范大学生命科学学院,山西 临汾 041000;2.水利部水土保持植物开发管理中心,北京 100083)
摘 要 通过对蕤核叶片化学成分进行定性检测,测出其含有蛋白质、氨基酸、多肽类、生物碱、糖类、黄酮类、有机
酸、蒽醌类、酚类和鞣质、挥发油和皂甙这些物质。对不同叶位生物碱和黄酮类物质分布规律进行研究,发现随着
叶位降低,两类物质含量呈现先增加后减小的规律,高含量部位分布于第三、四叶位。同时,随着叶位降低,不同叶
位叶面积逐渐增加,变化差异显著。
关键词 蕤核;化学成分;叶位;黄酮类物质;生物碱
中图分类号:R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1006 - 9690(2012)05 - 0044 - 05
Research on Chemical Constituent in Leaves of Prinsepia uniflora Batal.
Wang Yimiao1,Tai Yuanlin2,Zhang Qiang1,Zhu Guanglong1,Wei Xuezhi1*
(1. College of Life Sciences,Shanxi Normal University,Shanxi 041000,China;2. Plant Development
and Management Center for Soil and Water Conservation,Ministry of Water Resources,Beijing 100083,
China)
Abstract Based on the chemical constituent detection of leaves of Prinsepia uniflora Batal.,several
kinds of substances were detected such as protein,amino acid,peptides,alkaloids,carbohydrate,fla-
vonoids,organic acids,anthraquinones,phenols,tannin,volatile oil and saponins. Reseraching on dis-
tributing rules of the content of alkaloids and flavonoids in different position of leaves showed that the con-
tent first increased and then decreased as the position of leaves dropped. At the same time,the largest
content of alkaloids and flavonoids located in the third and the fourth position of leaves. Meanwhile,area
of leaves at different position increase obviously.
Key words Prinsepia uniflora Batal.;chemical constituent;position of leaves;flavonoids;alkaloids
蕤核(Prinsepia uniflora Batal.) ,别名扁核木、马
茹、茹茹、蕤仁(甘肃、陕西等地) ,是蔷薇科(Rosa-
ceae)扁核木属(Prinsepia Royle)的一种多年生落叶
灌木,主要分布在我国甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙
古等地区[1]。
蕤核对生长环境要求不严,一般黄绵土上均能
生长,具有抗旱、喜光、耐寒、耐瘠薄、适应性强等特
点,具有很好的水土保持效益。有关蕤核的研究报
道尚不多见,主要是蕤核形态特征描述、果实营养成
分[2]、育苗栽培[3]、光合特性[4]、叶片解剖结构和生
物碱、黄酮类物质的组织化学定位[5]、染色体数目
和核型分析[6]以及总黄酮提取工艺优化[7]这些方
面。黄酮类物质和生物碱类物质作为药用成分和次
生物质,是国内外研究的热点[8 - 11],目前已发现蕤
核也含有黄酮类化合物和生物碱这两类重要的次生
物质[5,7]。因此,为将蕤核作为一种资源植物进行
有效开发和利用,本文通过常规方法首次对蕤核叶
片所含化学成分进行定性检测,并对不同叶位叶面
积变化以及黄酮类物质和生物碱类物质的分布规律
做了分析,为有效开发利用和保护资源提供一定理
论依据。
1 试验用品
蕤核叶片,2010 年采自山西省临汾市龙祠村。
芦丁标准品(国药集团化学试剂有限公司) ,其余试
剂均为分析纯。
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第 31 卷第 5 期
2012 年 10 月
中 国 野 生 植 物 资 源
Chinese Wild Plant Resources
Vol. 31 No. 5
Oct. 2012
KQ -250E型超声波清洗器(昆山市超声仪器
有限公司) ,RE -52A型旋转蒸发仪(上海亚荣生化
仪器厂) ,SHB -Ⅲ型循环水式多用真空泵(郑州长
城科工贸有限公司) ,AM300 便携式叶面积仪(澳作
生态仪器有限公司) ,WFJ - 7200 型可见分光光度
计(上海龙尼柯仪器有限公司) ,101 - 3BS型电热鼓
风干燥箱(金坛市荣华仪器制造有限公司) ,WFH -
204B三用紫外分析仪 (上海精科实业有限公司)。
2 试验方法
2. 1 蕤核叶片化学成分的定性分析
采用超声波辅助提取法,制备蕤核叶片水提液
(A)、醇提液(B)、酸性乙醇提取液(C) ,按照常规化
学成分的定性检测方法进行检测。定性检查试验及
反应现象见表 1。
2. 2 蕤核不同叶位叶面积变化规律以及黄酮类物
质和生物碱分布规律研究
材料准备:从蕤核植株的形态学上端开始,按照
每隔 6片采摘 5片的方法依次取材,每 5 个连续叶片
设定为一个叶位。共采摘 5个不同叶位的叶片,依次
用 P1,P2,P3,P4,P5 表示。T表示全株整体混合叶片。
2. 2. 1 不同叶位黄酮类物质分布规律研究
(1)标准曲线的制作[12]
准确称取芦丁标准品 5. 0 mg ,用 60%微热乙
醇溶液溶解并定容至 50 mL ,摇匀得浓度为 0. 1mg /
mL 的标准液。
准确吸取标准应用液 0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0
mL于 6 只比色管中,加 30% 乙醇至 5 mL,加浓度
5% NaNO2 溶液 0. 3 mL,摇匀,放置 6 min ,加浓度
10% Al(NO3)3 溶液 0. 3 mL ,摇匀放置 6 min ,加浓
度 1mol /L NaOH溶液 4 mL ,加水 0. 4 mL ,摇匀静
置 15 min ,以空白作为参比液,于 510 nm波长处测
定吸光度值 。
(2)黄酮类物质提取及含量测定
分别称取 5 个叶位叶片粉末 5. 1 310 g 置于锥
形瓶内,加入 100 mL 60%的乙醇浸泡 24 h,然后置
于超声波清洗仪内,50 ℃,振荡提取 45 min ,取出,
冷却至室温,过滤,将滤液于 60 ℃减压回收,得到浓
缩液。石油醚脱色,弃去石油醚层,并用 60%乙醇
将剩余溶液定容至 250 mL。
各取 1 mL溶液,按照标准曲线的制作方法测定
每份溶液的吸光值。
2. 2. 2 不同叶位生物碱分布规律研究
(1)总生物碱的提取
分别称取 5 个叶位的叶片粉末各 20 g,加入适
量 3% NaOH溶液拌匀、阴干,于 60 ℃烘箱内烘 30
min,然后加氯仿浸泡 24 h,于超声清洗器中 50 ℃振
荡提取 30 min × 3 次,合并提取液,减压回收溶剂。
浓缩液用 0. 5%盐酸萃取 3 次,所得酸液用浓 NaOH
调 pH值为 9 ~ 10 后,再用氯仿萃取 3 次。回收氯
仿后,加入 60%乙醇 5mL,得总生物碱提取液。
(2)滴定法[13]测定不同叶位生物碱的含量变化
准确吸取生物碱提取液各 5 mL,依次加入 0. 1
mol / L 硫酸 15 mL、蒸馏水 15 mL和甲基红指示液 3
滴,用 0. 2 mol /L NaOH 滴定至溶液变黄,记录
NaOH 溶液的消耗体积,计算与生物碱反应所消耗
的硫酸,以此反映溶液中生物碱的含量:
n = 10 -3(v1n1 - v2n2 /2)
式中:n为与生物碱反应所消耗 H2SO4 的量(mol) ;
v1 为 H2SO4 总体积(mL) ;
n1 为所用 H2SO4 的浓度(mol /L) ;
v2 为 NaOH消耗体积(mL) ;
n2 为所用 NaOH的浓度(mol /L)。
2. 2. 3 蕤核不同叶位叶面积变化规律研究
从每个叶位随机选取 10 片长势健康、叶面光洁
的叶片作为材料,通过 AM300 便携式叶面积仪测定
其面积,取平均值。
2. 2. 4 数据分析
采用 SPSS13. 0 进行数据处理和单因素方差分
析,多重比较采用 Duncan法。
2 结果与分析
2. 1 化学成分检测结果
通过对蕤核叶片进行化学成分定性检测,表明
蕤核叶片中含有蛋白质、氨基酸、多肽类、生物碱、糖
类、黄酮类物质、有机酸、蒽醌类、酚类和鞣质、挥发
油和皂甙这些类别物质。
2. 2 不同叶位叶面积变化规律以及生物碱和黄酮
类物质含量分布规律研究
2. 2. 1 不同叶位黄酮类物质含量分布规律研究
(1)芦丁标准曲线制作结果
以芦丁浓度(x)作为横坐标,吸光值(y)作为纵
坐标进行线性回归,得出标准曲线的回归方程为 y
= 0. 1 026x + 0. 0 005 ,相关系数 r = 0. 9 995,说明
在 0 ~ 0. 5 mg /mL 范围内,标准品浓度与吸光值之
间有很好的线性关系,与朗伯 - 比尔(Lambert -
Beer)定律相符。
—54—
第 5 期 王艺苗,等:蕤核叶片化学成分的研究
表 1 化学成分定性检测试验及结果
检出成分
序号 成分
定性检查试验及反应现象
试验 反应现象
结 果
A B C
1 蛋白质、氨基 1.加热 溶液变浑浊或产生沉淀 + + -
酸和多肽类 2.双缩脲反应 溶液变为红色、紫色或紫红 + + -
3.茚三酮试剂 兰色或兰紫色 + + +
2 生物碱 1.碘化铋钾试剂 产生橘红色、橘黄色沉淀 - + +
2. I - KI试剂 棕黄色或棕色沉淀 - + +
3.碘化汞钾试剂 浅黄色沉淀 - - +
4.苦味酸试剂 黄色沉淀 - + +
3 还原糖、多糖 1. α - 萘酚 形成紫红色环 + + -
及甙类 2. Fehling试剂 产生红棕色或砖红色沉 + + +
3.加 95%乙醇 白色沉淀 + + -
4. FeCl3 -冰醋酸 两液交界面出现红色环 + + +
4 黄酮类 1.盐酸 -镁粉反应 红 -紫红色 + + +
2.三氯化铝乙醇 黄色或黄绿色荧光 + + +
3.紫外灯下观察 黄绿色荧光斑点 + + -
4.氨熏试验 黄绿色荧光斑点 + + +
5 有机酸 1. pH试纸 呈酸性 + + +
6 蒽醌类 1.碱液试验 溶液变红、紫红、兰色 - + +
2.醋酸镁试验 溶液呈现橙、红、紫红、蓝紫色 - - -
7 酚类及鞣质 1.三氯化铁 溶液变为蓝色、蓝绿色或蓝紫色 + + +
2.氯化钠 -明胶 白色沉淀 + + -
8 皂甙 1.泡沫试验 振荡后产生大量持久泡沫 + + -
2.醋酐-浓硫酸试验 形成紫色环 + + -
9 挥发油 1.油斑试验 特殊气味油斑,易挥发 - + -
“+”表示反应结果为阳性,“-”表示反应结果为阴性
图 1 芦丁标准品溶液浓度与吸光度关系曲线图
(2)不同叶位黄酮类物质含量分布规律研究
表 2 不同叶位黄酮类物质含量
叶位 黄酮类物质含量 /mg
P1 10. 42 ± 0. 022a
P2 14. 80 ± 0. 337b
P3 16. 24 ± 0. 040c
P4 16. 69 ± 0. 043d
P5 13. 05 ± 0. 078e
T 13. 34 ± 0. 003e
试验结果表明,从植株形态学上端到下端,随着
叶位的下降,黄酮类物质的含量总体上呈现先上升
后下降的趋势,含量高低依次为 P3 ﹥ P4 ﹥ P2 ﹥ P5
﹥ P1,各叶位之间含量差异显著(P < 0. 05)。即形
态学上端和末端叶位含量最低,中间叶位含量较高;
第四叶位含量最高,且与其它叶位含量差异显著(P
<0. 05) ,植株整体叶片含量(T)为(13. 34 ± 0. 003)
mg,明显低于第四叶位含量而略高于第五叶位含
量,与第五叶位含量差异不显著(P > 0. 05)。
2. 2. 2 不同叶位生物碱含量分布规律研究
对于生物碱的含量分布,试验采用滴定法进行
研究。试验中,与生物碱反应所消耗的硫酸量与溶
液中生物碱的量成正比。由硫酸消耗量的趋势图可
知,其消耗量大小依次为 P3 ﹥ P4 ﹥ P2 ﹥ P5 ﹥ P1,
即各叶位生物碱含量高低依次为 P3 ﹥ P4 ﹥ P2 ﹥
P5 ﹥ P1。形态学上端和末端叶位含量最低,中间叶
位含量较高,第三叶位含量最高,但与第二、第四叶
位含量差异不显著。整体叶片含量(T)高于末端叶
位而低于第四叶位,且与第三叶位含量差异不显著
(P > 0. 05)。
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中 国 野 生 植 物 资 源 第 31 卷
图 2 不同叶位生物碱溶液消耗的硫酸量
2. 2. 3 不同叶位叶面积变化规律
图 3 不同叶位叶面积变化规律
从图 3 可以看出,随着叶位的降低,蕤核不同叶
位叶面积逐渐增加,叶面积大小依次为 P3 ﹥ P4 ﹥ P3
﹥ P2﹥ P1,各叶位之间差异显著(P ﹤ 0. 05)。顶端
叶位叶片,由于生长时间较短,叶片面积最小,平均值
为 3. 191 cm2;中间叶位叶片面积逐渐增加,底端叶位
(第五叶位)叶片面积最大,平均值为 8. 001 cm2。这
表明,生长时间是影响叶面积的关键因素。
3 讨 论
化学成分定性检测研究结果表明,蕤核叶片含
有蛋白质、氨基酸、多肽类、生物碱、糖类、黄酮类物
质、有机酸、蒽醌类、酚类和鞣质、挥发油和皂甙这些
类别物质。物质种类丰富,具有开发和研究价值。
尤其是同时含有黄酮类物质和生物碱等药用成分。
对于这两类物质在蕤核植株叶片内的分布情
况,试验结果表明,由于生长期的不同,不同叶位黄
酮类物质和生物碱两类次生物质含量有所不同,从
植株形态学上端到下端,随着叶位的下降,两类物质
的含量总体上均呈现先上升后下降的趋势。植物次
生代谢是一类复杂的代谢类型,是由初生代谢派生
的一类特殊代谢过程,是植物在长期进化中对环境
适应的结果。植物次生代谢物的产生和分布通常有
种属、器官组织和生长发育期的特异性[14]。前人的
蕤核叶片组织化学定位研究表明[5],黄酮类物质主
要分布于栅栏组织、海绵组织和厚角组织中;生物碱
分布于远轴面厚角组织和叶脉木质部中。
生物碱和黄酮类物质均为广泛存在于植物体内
的次生代谢产物,由初级代谢产物衍生而成。在生
长期内,蕤核植株顶部叶位叶片生长期较短,以初级
代谢为主,叶片内主要积累了氨基酸、多糖、核酸等
初级代谢产物。第三、第四叶位叶片生长期较长,初
级代谢产物积累较多,次生物质的合成量也增多,加
上在这段时期内,由于叶片直接暴露于空气中,遭受
外界环境的胁迫,进一步加剧了次生物质的转化和
产生,以抵抗外界不良因素,因此总体上合成速度远
大于分解速度,使其得到了积累。从第五叶位开始,
由于生长期较长,次生物质消耗和降解速率增大,导
致其总体含量下降,再加上叶面积的增大,增大了次
生物质的消耗量,从而呈现出如图所示的变化趋势。
但两类物质的合成速率不相同,稳定性也不同,因而
使黄酮类物质的高含量部位集中于第四叶位叶片
内,而生物碱的高含量部位出现在第三叶位。
叶面积变化并不与黄酮类物质和生物碱含量表
现相似的变化规律。顶部叶位叶面积最小,两类物
质含量也最少。中间叶位叶面积有所增加,两类物
质含量也增加,并出现含量最高区。末端叶位叶面
积最大,两类物质含量反而明显下降。这就说明叶
面积大小对生物碱和黄酮类物质的含量有一定的影
响,但并非是决定二者含量的关键因素。
4 结 论
经过对蕤核叶片进行化学成分定性检测,根据
其反应现象,表明蕤核叶片含有大量蛋白质、糖类、
氨基酸、多肽类、酚类和鞣质、黄酮类物质、挥发油和
皂甙,少量生物碱、有机酸、蒽醌类物质。生物碱和
和黄酮类物质主要分布于蕤核植株第三到第四叶位
的叶片(第 23 至 38 片叶片)中,叶面积的变化对两
类物质的含量影响不大。因此,为了保护和有效利
用蕤核这种野生植物资源,在研究其次生物质时,应
该采摘植株中部位置的叶片,避免滥砍滥伐,造成资
源破坏和水土流失。
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268 - 270.
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