全 文 ：第 25卷　第 4期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2005年　10月
Vo .l 25　No. 4　　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTAN ICAL RESEARCH Oc.t , 　2005
基金项目:教育部重点基金资助项目(104191)
Foundat ion item:Supported by the Key P roject ofC h inese M in istry of Edu cation. (N o. 104191)
第一作者简介:赵则海(1968— ),男 ,副教授 ,博士,主要从事植物生态学研究. E-m ail:zhzh315@ sina. com
Biography:ZHAO Ze-hai, A ssociate professor, doctor;m ain research file:p lan t ecology
收稿日期:2004 - 09 - 21
野生与栽培乌拉尔甘草不同部位甘草酸含量分析
赵则海　杨逢建　曹建国　祖元刚
(东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室 , 哈尔滨　150040)
摘　要　采用超声提取法结合高效液相色谱 (HPLC)对黑龙江省西部野生与栽培乌拉尔甘草不
同部位的甘草酸含量进行测定 ,结果表明:超声方法提取甘草酸是便捷 、有效的方法之一 ,最佳提
取条件为50%甲醇提取液 ,超声提取45m in。甘草地下部分甘草酸含量较高 ,野生甘草的甘草酸
含量主根 >横根茎 >不定根 >垂根茎;栽培甘草则为不定根 >主根 >横根茎;总体上看地上部分
甘草酸含量是微量的 ,其中叶的甘草酸含量相对较多 ,地上茎 、种子等器官甘草酸含量较低。无论
野生甘草还是栽培甘草 , 10月份甘草地下部分甘草酸含量大于 5月份 ,并且这种差别在栽培甘草
中表现更明显。人工管理措施对甘草酸含量具有较大影响 ,野生甘草和栽培甘草经过土壤翻松和
良好的田间管理模式反而使甘草酸含量下降 ,按种植农作物模式对栽培甘草进行管理对提升甘草
酸含量效果不佳 ,给予一定的环境胁迫可以提高甘草酸的含量。在黑龙江省西部 ,野生甘草主根
在 1. 0 ～ 2. 0 m深度为甘草酸含量分布较高的部位;栽培甘草主根甘草酸含量随土壤深度的增加而
增加 ,其根尾的甘草酸含量最高 ,表明栽培甘草主根尚未伸长到其甘草酸含量最高的土壤深度 。
关键词　乌拉尔甘草;甘草酸含量;不同部位
Analysis on the con tent ofG lycyrrhizic ac id in d ifferent parts between w ild
and cultivatedG lycyrrhiza ura lensis
ZHAO Ze-H ai　YANG Feng-Jian　CAO Jian-Guo　ZU Yuan-G ang
(Key Laboratory of Fo rest P lant E co lory, M inistry of Educa tion, Northea st Fo restry Unive rsity, H arb in　150040)
Abstract　The con tent o fG lycy rrhizic ac id(GA) in d ifferen t parts ofGlycyrrh iza uralensis in thew est of
He ilong jiang in Ch ina had been mensu rated by ultrasonic extrac tion and HPLC. The resu lts indica ted
that the u ltrasonic ex traction of GA from Glycyrrhiza uralensis was a convenient and effective method.
The op timal condition w as 50% carb inol as the ex traction solvent and 45 m in o f ultrasonic extraction.
The conten t o fGA o f unde rg round parts o f liquorice w as more than that o f ove rg round parts. For w ild
liquorice, the con tent of GA , from high to low , we re taproo t, horizontal rhizome, inconstant roo ts and
ve rtical rhizome. For cu ltivated liquo rice, the con tent of GA , from high to low , were inconstan t roo ts,
taproo t and ho rizon tal rhizome. In genera l, the content of GA o f overground parts was th imblefu.l The
conten t o fGA of Leafle tw as more than that of the o ther parts such as overground caudex and seed. The
conten t o fGA of unde rg round parts in O ctoberw asmore than that o f the same parts inM ay bo th for the
w ild and cultiva ted liquorice, and the phenomenaw eremore obvious for cultiva ted liquorice. The a rtifi-
cia lmanagementsm ight cause some effects for the con tent o fGA. Fo rw ild and cu ltivated liquorice, the
mode o f fa rm managem ents such plow ing maybe caused the descending o f the conten t o fGA , which re-
vea led that the appropriate intim idating environment, to some ex tent, w ill enhance the content ofGA. In
the west ofHe ilong jiang P rovince, China, the conten t ofGA ofw ild liquo rice taproo tsw as higher a t soil
dep ths be tw een 1. 0 ～ 2. 0 m , bu t tha t of cultiva ted liquorice taproo ts increased gradua lly w ith so il deep-
ness. The higher conten t o fGA in root tail o f cu ltivated liquo rice revealed that the taproots o f cultiva ted
liquorice did no t reach its distribution depths in wh ich the con tent ofGA was the highes.t
Key words　Glycyrrh iza ura lensis;conten t o fG lycy rrh izic ac id;diffe rent parts
乌拉尔甘草 (G. uralensis)是甘草属中分布较
广的野生甘草之一 。作为我国比较重要的传统药
用植物 ,已被作为基础原料广泛应用于医药 、化工 、
食品等多种行业中 。乌拉尔甘草主要分布在我国
西北 、华北 、东北地区 ,具有抗寒 、耐热 、耐旱 、抗盐
碱等优良特性 ,适生性强 ,生命力旺盛 ,为干旱 、半
干旱地区重要的植物资源之一。甘草中主要活性
成分为甘草酸 (G lycy rrhizic acid, GA)[ 1] ,常作为
甘草的质量确定指标 。甘草酸提取的方法很多 ,如
热回流法 、索氏提取法 、冷浸法 、微波辅助提取法
等 [ 2, 3] 。由于甘草内的活性成分复杂 ,提取方法和
检测方法均能对研究结果产生影响 ,因此伴随着新
技术在药材成分提取中的研究和应用 ,新的方法不
断出现 ,如近年来超声提取法 [ 4, 5]开始受到人们的
关注。超声技术的优点是可以大幅度地提高有效
成分的提取率 ,缩短提取时间 ,提高工作效率 ,节省
溶剂 ,简化提取操作步骤 ,并且提取过程在常温条
件下进行 ,避免了高温对有效成分的破坏[ 6, 7] 。因
此 ,本实验采用超声法提取甘草酸 ,应用高效液相
色谱法 (HPLC法 )对乌拉尔甘草不同部位的甘草
酸含量进行测定 ,为生产实践提供理论依据。
1　试验地概况
研究地点位于黑龙江省西部大庆市马鞍山 ,地
理位置北纬 45°46′～ 46°55′,东经 124°19′～ 125°12′
之间。气候属于温带半干旱大陆性季风气候;年均
降水量 308. 8 ～ 589. 6mm ,主要集中在 6 ～ 8月份;
年均蒸发量 1 620. 4mm。年均气温 5. 7℃,无霜期
约 145 d。土壤为栗钙土 ,钙积层较浅 ,且紧密 ,一
般在剖面 30 ～ 60 cm深处开始出现 ,厚度约 30 ～
70 cm ,碳酸钙含量 20% ～ 28%之间 ,土层从上到下
呈弱碱至碱性反应 , pH值7. 5 ～ 9. 0。
2　甘草类型区分与取样
按照植株来源和人工管理条件将甘草分为 4
类:野生甘草 、半野生甘草 a、半野生甘草 b和栽培
甘草 。其中野生甘草是自然条件下生长的甘草;半
野生甘草 a是指生长土壤条件被人为改良 ,与栽培
甘草的管理措施相同的野生甘草;半野生甘草 b是
指播种后基本不予管理 ,任其自然生长的 3年生栽
培甘草;栽培甘草是指在播种后采取喷灌 、除草 、松
土 、杀虫等措施管理的 3年生甘草。在 2002年 5
月(春季)和 10月 (秋季),分别测量甘草形态特征
指标 ,采集甘草的主根 、不定根 、根茎 、地上茎 、叶 、
花序和种子等样品;记录土壤特征 ,采集土壤样品 。
甘草样品经粉碎后过筛备用。
3　实验部分
3. 1　测定条件
甘草酸标准品购于日本和光纯药工业株式会
社 , BRANSON IC超声波仪 , JASCO高效液相色谱
仪 , 975型紫外检测器 , 色谱柱为 Shim-packCLC-
ODS柱 (6. 0 mm ×150mm , 5μm);流动相为甲醇:
3%冰醋酸 =73:27, 检测波长 254 nm , 流速
1. 0mL /m in,柱温 25℃。
3. 2　标准曲线
精确称取甘草酸标准品 1 mg置于 1 mL离心管
中 ,用 甲醇定容 , 作为标 准品溶 液 , 浓度为
1mg /mL。精密吸取甘草酸标准品溶液 10、20、40、
80、140、220、320 μL分别置于 1mL的离心管中 ,用
甲醇精确定容至 1 mL。依次将各个浓度甘草酸溶
液进样10 μL,重复测定 3次 ,以峰面积平均值 (Y )
对甘草酸浓度 (X )进行回归 , 得回归方程 Y =
12 375 552. 96X +1 000, R2 =0. 997 8。甘草酸标
准品的高效液相色谱图见图 1。
3. 3　样品中甘草酸的超声提取与测定
精确称取干燥的甘草样品粉末 0. 100 g于
10mL容量瓶中 ,加入提取剂至10mL,磨口塞密封
后放入超声波震荡器中定时提取 、过滤 , 25℃条件
下 10 000 r /m in离心 8 m in , 上清液进样 10 μL,
HPLC测定。根据下式计算样品甘草酸含量:
样品甘草酸含量 (%) =(甘草酸浓度 ×提取
4454期 赵则海等:野生与栽培乌拉尔甘草不同部位甘草酸含量分析
图 1　甘草酸标准品的高效液相色谱图
F ig. 1　The cha rt o f standard m a terial o fGA by HLPC
液体积 ) /样品粉末质量 ×100
野生甘草横走根茎样品采用 100%甲醇提取
液 ,超声提取 1 h,高效液相色谱测定结果见图 2,
甘草酸吸收峰峰形良好。样品测定的精确度 RSD
为 1. 266 %, 平 均加 样 回收 率为 (94. 387 ±
0. 164)%。
以野生甘草的根茎和叶样品为例 ,在超声波提
取 1 h后 ,甘草横根茎和叶分别在 50%和 80%甲醇
提取液浓度条件下提取率最高 。由于甘草叶在
100%和 80%甲醇提取液呈绿色 ,受叶绿素的影响
较大。在65%浓度以下提取液呈澄清的淡黄色 ,考
虑到与甘草地下部分甘草酸含量的可比性 ,因此确
定对甘草不同部位样品甘草酸含量测定的最佳提
取液浓度为 50%。由于甘草酸属于三萜类皂甙 ,在
较高温度下容易发生降解或产生衍生化反应[ 8] ,
超声提取时间过长将引起甘草酸含量下降。以
50%甲醇提取液提取野生甘草横根茎中的甘草酸 ,
超声45 m in对甘草样品的提取效果最好 ,测得甘草
酸含量为3. 77%。
4　结果与分析
4. 1　春季与秋季甘草不同部位甘草酸含量比较
由于甘草的药用价值较大的部位为主根和横
根茎 ,因此许多学者注重甘草地下药用部位的研
究 [ 9] ,笔者对相近土壤条件下野生甘草和栽培甘
草各部位进行了甘草酸含量的测定 (表 1)。结果
显示 ,地下部分是甘草酸含量较高的部位;其中野
生甘草主根 >横根茎 >不定根 >垂根茎;栽培甘草
不定根 >主根 >横根茎 。不定根甘草酸含量在野
生甘草和栽培甘草中的排序不一致的机理还有待
于研究 ,将对提高栽培甘草质量的生产实践具有重
要的指导意义。
无论春季与秋季 ,野生甘草地下部分甘草酸含
图 2　野生甘草横根茎的高效液相色谱图
F ig. 2　The cha rt of ho rizonta l rhizom a of
w ild liquo rice by HLPC
量均高于栽培甘草。由于野生甘草的生长年龄不
易确定 ,而 3年生栽培甘草生长时间相对较短 ,因
此春季或秋季野生和栽培甘草样品的甘草酸含量
差异主要与其生长时间有关。与地下部分相比 ,栽
培与野生甘草的地上部分的甘草酸含量均是微量
的 ,仅相当于地下部分甘草酸含量的 1%左右 ,且甘
草酸含量变化幅度较大。相对而言 ,地上部分叶的
甘草酸含量最高 ,而运输和储藏器官的甘草酸含量
均较低。
甘草采挖时间多在 5月份和 10月份 ,即春季
和秋季。对比春季和秋季甘草各个部位甘草酸含
量 ,野生与栽培甘草均表现为秋季 (10月份 )甘草
酸含量较高 (见表 1)。春季甘草地下部分甘草酸
含量较低可能与代谢活动加强有关 ,如休眠芽的萌
发 ,储存的营养物质转化活跃等过程;进入秋季 ,甘
草地下部分根系成为主要的储藏部位 ,尤其是次生
代谢产物的积累增加 。因此在生产实践中应当尽
可能秋季采挖甘草。
由于克隆植物维持根茎或匍匐茎生长需要消
耗能量[ 10] ,秋季栽培甘草的根茎的甘草酸含量甚
至可达主根的一半 ,因此根茎的大量产生会影响栽
培甘草主根的甘草酸含量 。栽培甘草的药用部位
多取自主根 ,如能抑制栽培甘草横根茎大量萌发 ,
将对提高主根甘草酸含量具有重要意义 。
4. 2　不同类型甘草不同部位甘草酸含量比较
为了研究野生甘草和栽培甘草受人工管理措
施的影响 ,按照野生甘草 、半野生甘草 a、半野生甘
草 b和栽培甘草 4个类型对 5月份采样甘草主要
部位的甘草酸含量的分析结果见图 3。在不同类
型甘草主根 、不定根和横根茎中的甘草酸含量均是
野生甘草 >半野生甘草 a>半野生甘草 b>栽培甘
草。无论有无人工管理措施 ,野生甘草主根 、不定
446 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　25卷
表 1　野生与栽培 3年甘草不同部位甘草酸含量比较
Table 1　C on tent o fGA in d iffe rent pa rts o fw ild and cultivated liquorice
测定部位
M en su ration p art
5月份甘草酸含量 C on tent of GA inM ay(%)
野生甘草
W ild liquorice
栽培甘草
C u lt ivated liquorice
10月份甘草酸含量 Conten t ofGA in O ctober(%)
野生甘草
W ild liquorice
栽培甘草
Cu ltivated liquorice
花序 Inf lorescence - - 0. 063 4 -
种子 Seed - - 0. 018 1 -
叶 Leaf let 0. 087 7 0. 033 6 0. 092 5 0. 074 1
复叶柄 S tem of leaf 0. 087 7 0. 011 3 0. 013 0 0. 040 1
地上茎 Overground caudex 0. 038 8 0. 011 3 0. 020 2 0. 014 0
垂根茎 Vert ical rh izom a 2. 400 4 - 2. 284 7 -
横根茎 H orizontal rh izoma 3. 315 8 0. 248 8 3. 649 2 0. 942 9
不定根 Inconstan t roots 2. 946 0 0. 795 3 3. 232 8 1. 923 6
主根 Tap root 3. 337 0 0. 706 1 - 1. 726 3
　　注:“ -”:该项目未能测定 “ -”:The part of liquorice d idn’ t be m en su rated
根和横根茎中的甘草酸含量均明显高于栽培甘草。
半野生甘草 a是野生甘草生长的土壤被深翻 ,浅层
土壤比较疏松 ,该类型甘草地下各个部分的甘草酸
含量均比野生甘草低 ,说明土壤被耕作后导致野生
甘草的甘草酸含量下降。半野生甘草 b是 3年生
栽培甘草自播种后几乎没有人工管理措施 ,受到较
强的环境胁迫 ,如病虫害 、干旱等条件 ,其主根 、不
定根和横根茎中的甘草酸含量均比人工管理条件
较好的同龄栽培甘草高 ,表明良好的人工管理条件
可能不利于甘草酸的积累。因此在栽培甘草生产
过程中机械照搬粮食作物的田间管理模式是不合
适的 ,需要适当为栽培甘草制造一定的胁迫环境 ,
使之成为半野生甘草 b状态 ,可以在保证甘草根产
量的同时 ,提高甘草的质量 。
4. 3　不同土壤深度甘草主根甘草酸含量比较
垂直根茎是连接地上茎与横走根茎或主根的
根茎[ 11] ,因此垂茎根长度可以作为为甘草主根距
图 3　不同类型甘草不同部位中甘草酸含量的比较
F ig. 3　Content of GA in differen t par ts of
different liquorice types
地面的深度指标。野生甘草主根分布在 0. 45m深
度 ,是对自然环境的长期适应 ,而栽培甘草由于种
子浅播主根分布深度极浅 ,多在5 cm左右 (图 4)。
笔者选取春季野生甘草和 3年生栽培甘草主
根样品 ,分别按在土壤中分布深度分段测定甘草酸
含量 ,结果见图 5, 6。野生甘草主根甘草酸含量随
土壤深度的增加呈规律性变化:在 1. 0 ～ 2. 0m深度
甘草酸含量较大 , 0. 5 ～ 1. 0m以上浅层土壤中含量
较低 , 2. 0m以下土壤中含量最低;栽培甘草主根
甘草酸含量随土壤深度的增加而增加 ,且增幅迅速
下降 。在不同土壤深度野生甘草主根中甘草酸含
量变化的机理虽然目前还不清楚 ,但野生甘草主根
在1. 0 ～ 2. 0 m深度甘草酸含量分布较高是对该生
境不同土壤深度长期适应的结果。栽培甘草的根
头 、根体和根尾的甘草酸含量也呈增加趋势 [ 12] 。
深层土壤栽培甘草主根的甘草酸含量较高 ,表明栽
培甘草主根可能尚未达到其甘草酸含量最高的土
图 4　野生与栽培甘草垂直根茎长度比较
F ig. 4　Com pa rison o f the leng ths of ve rtical rhizome
be tw een w ild liquorice and cu ltiva ted liquo rice
4474期 赵则海等:野生与栽培乌拉尔甘草不同部位甘草酸含量分析
图 5　不同土壤深度野生甘草主根甘草酸含量
F ig. 5　C on tent o fGA o f w ild liquo rice taproo ts in
d iffe rent so il dep ths
壤深度 。如果给于栽培甘草足够的生长时间 ,栽培
甘草主根将分布更深 ,其甘草酸含量将遵循野生甘
草的规律。
5　结论
通过以上分析表明 ,超声方法提取甘草酸克服
了高温引起的甘草酸降解问题 ,与其他提取方法相
比 ,操作简便 、条件容易控制 ,使得数量较多样品的
同时提取 、测定更易于实现 。最佳提取条件为 50%
浓度甲醇提取液 ,超声 45 m in。
不同部位甘草酸含量测定结果显示地下部分
甘草酸含量较大 ,野生甘草主根 >横根茎 >不定根
>垂根茎;栽培甘草不定根 >主根 >横根茎;地上
部分甘草酸含量是微量的 ,其中叶的甘草酸含量相
对较多 ,地上茎 、种子等器官甘草酸含量较低。无
论野生甘草还是栽培甘草 ,地下部分甘草酸含量
10月份大于 5月份 ,并且这种差别在栽培甘草中
表现更明显 。
人工管理措施对甘草酸含量具有重要影响 ,野
生甘草和栽培甘草经过土壤翻松和良好的田间管
理模式反而使甘草酸含量下降 ,给予一定的环境胁
迫可以提高甘草酸的含量 。
野生甘草和栽培甘草主根在不同分布深度中
甘草酸含量差异明显 。在黑龙江省西部 ,野生甘草
主根在 1. 0 ～ 2. 0 m深度为甘草酸含量分布较高的
部位 , 栽培甘草主根的根尾 (土壤深度 0. 75 ～
1. 0m)甘草酸含量较高 ,表明栽培甘草主根尚未
图 6　不同土壤深度栽培甘草主根甘草酸含量
F ig. 6　Content of GA o f cu ltiva ted liquo rice taproo ts in
different soil depths
伸长到其甘草酸含量最高的土壤深度。
参　考　文　献
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