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Comparison on histology of root tubers and fibrous roots of Ophiopogon japonicus and ophiopogonins content

川产麦冬及其须根组织学与麦冬皂苷量的对比研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 7 期 2014 年 4 月

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川产麦冬及其须根组织学与麦冬皂苷量的对比研究
金 虹 1,王化东 1,何 礼 1,江洪波 1,左承学 2
1. 四川中医药高等专科学校,四川 绵阳 621000
2. 绵阳食品药品检验所,四川 绵阳 621010
摘 要:目的 考察四川麦冬基地麦冬须根的产量,对麦冬及其须根进行显微特征观察比较,并对块根和须根中麦冬皂苷质
量分数进行对比。方法 统计麦冬植株块根与须根质量比值,应用显微镜及显微摄影系统观察须根的表皮细胞、皮层、中柱
以及髓部的显微特征;采用 UV 法对麦冬块根及其须根的提取物进行了总皂苷测定,HPLC-ELSD 法测定麦冬块根及须根中
麦冬皂苷 D 质量分数。结果 川麦冬植株麦冬须根与块根质量平均比值为 0.68,两者在表皮细胞形状、皮层与中柱排列及
比例有一定差异;麦冬与须根平均总皂苷量为 1.204%和 2.847%;麦冬皂苷 D 在 0.416~10.40 μg 内与峰面积呈良好线性
关系(r=0.999 3),平均回收率为 99.12%,RSD 为 1.39%。麦冬块根与须根平均麦冬皂苷 D 质量分数分别为 0.035%和 0.041%。
结论 川产麦冬须根资源量大,与麦冬组织学差异主要在于表皮细胞形状、皮层与中柱排列及比例,而粉末特征无显著差异;
川产麦冬须根总皂苷质量分数明显高于麦冬,而麦冬皂苷 D 质量分数与麦冬块根无显著性差异。
关键词:麦冬须根;显微特征;麦冬总皂苷;麦冬皂苷 D;紫外分光光度法;HPLC-ELSD
中图分类号:R282.21 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)07 - 1002 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.07.020
Comparison on histology of root tubers and fibrous roots of Ophiopogon
japonicus and ophiopogonins content
JIN Hong1, WANG Hua-dong1, HE Li1, JIANG Hong-bo1, ZUO Cheng-xue2
1. Sichuan College of Traditional Chinese Medicine, Mianyang 621000, China
2. Mianyang Institute for Food and Drug Control, Mianyang 621010, China
Abstract: Objective To study the yield of the fibrous roots of Ophiopogon japonicus in Sichuan province and to compare the microscopic
characteristics and the content of total ophiopogonins between the root tubers and fibrous roots of O. japonicus. Methods The ratio for root
tubers and fibrous roots of O. japonicus was compared by statistics; The microscopic characteristics of epidermal cell, cortex, stele
arrangement, and pith were observed by microscope and photomicrography system; The total saponins in the extract from the root tubers and
fibrous roots of O. japonicus were determined by UV, and the content of ophiopogonin D in the extract from the root tubers and fibrous roots
of O. japonicus was determined by HPLC-ELSD. Results The average ratio of fibrous root weight and root tuber weight was 0.68, and there
were some differenes in the epidermal cell shape, stele arrangement, and proportion of the cortex between the fibrous roots and root tubers of
O. japonicus. The average contents of total saponins in the root tubers and fibrous roots of O. japonicus were 1.204% and 2.847%, and the
contents of ophiopogonin D were 0.034% and 0.041% in the root tubers and fibrous roots of O. japonicus. Conclusion The resource of
fibrous roots of O. japonicus is rich, which has the histological differences in the epidermal cell shape, stele arrangement, and proportion of
the cortex between the fibrous roots and root tubers of O. japonicus. There is no significant difference in powder between the root tuber and
fibrous root; The the content of total saponin in the fibrous roots is obviously higher than that in the root tubers while the content of
ophiopogonin D between the root tubers and fibrous roots of O. japonicus is similar.
Key words: fibrous roots of Ophiopogon japonicus; microscopic characteristics; total ophiopogonins; ophiopogonin D; UV; HPLC-ELSD

麦冬为百合科植物麦冬 Ophiopogon japonicus
(L. f.) Ker-Gawl. 的干燥块根,始载于《神农本草
经》,是著名的川产道地药材,也是中国麦冬药材
的主流商品之一,并作为大宗药材出口日本、韩国
等,《中国药典》2010 年版收载的麦冬复方制剂有
95 个,占总成方制剂数的 8.9%。传统中医用于肺

收稿日期:2013-10-31
基金项目:绵阳市科技局科技攻关项目(11F019)
作者简介:金 虹(1963—),女,重庆人,教授,主要从事中药有效成分分析及中药资源应用研发。
Tel: 18081258966 E-mail: Jh1120@139.com
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燥咳嗽、津伤口渴,内热消渴,心烦失眠等症。国
内外学者对麦冬进行大量的研究表明麦冬提取物
具有耐缺氧、良好的心血管活性、调节机体免疫功
能、降血糖、抗肿瘤以及抗辐射、抗衰老等诸多药
理作用[1-4],其中皂苷类成分为麦冬活性物质,具有
一定的抗心肌缺血、抗心律失常等作用[5-6]。而麦冬
皂苷 D 作为麦冬主要甾体皂苷之一,可作为其质量
控制的指标成分[7]。为研究麦冬及其须根的组织学
特征差异,建立麦冬提取物质控指标,本实验对四
川麦冬基地麦冬须根的资源量进行了调研统计,并
对两者总皂苷和麦冬皂苷 D 质量分数进行了测定,
为川产麦冬资源可持续利用及后续产业化研究奠定
基础。
1 材料与仪器
1.1 材料与试剂
麦冬由绵阳市三台县老马乡麦冬种植基地提
供,经四川中医药高等专科学校金虹教授鉴定为
麦冬 Ophiopogon japonicus (L. f. ) Ker-Gawl. 的全
株。麦冬皂苷 D 对照品(上海源叶生物科技有限
公司,质量分数> 98%)。乙腈(德国 Fisher
Scientific)为色谱纯,其余试剂均为分析纯。
1.2 仪器
Motic BA210 生物显微镜及显微摄影系统;
Dionex Ultimate3000 型高效液相色谱仪;Alltech
ELSD3000 型蒸发光检测器;TU—1900 型双光束紫
外分光光度计(北京普析有限责任公司);FA1104
电子天平(上海恒平仪器有限公司);FW—100 型
高速节能粉碎机(北京中兴伟业仪器有限责任公
司);SENCO R—201 旋转蒸发器(上海申顺生物科
技有限公司);HH—S 型数显恒温水浴锅(北京中
兴伟业仪器有限公司)。
2 方法与结果
2.1 麦冬须根质量分析
随机取新鲜的麦冬全株 10 株,分别分离出块根
和须根,洗净后在 45 ℃干燥,分别称其质量,块
根平均质量为 2.230 g,须根平均质量为 1.503 g,二
者的比值为 0.683。
2.2 麦冬须根显微特征观察
取新鲜的麦冬全株经过分拣、清洗,分选出同
一植株的块根和须根,一部分用防腐液保存供组织
切片观察;另一部分经干燥后粉碎供粉末鉴定观察。
2.2.1 麦冬须根横切面显微观察 分别取同一植株
的麦冬块根和须根,按文献的光学显微标本制作步
骤操作[8],先后选取块根和须根不同的部位分别进
行横切,置显微镜观察,然后根据解像程度进行 40、
100、400、1 000 倍显微摄影操作,麦冬须根横切面
特征见图 1。其中(1)表皮细胞 1 列类圆形或多角
形,根被为 3~4 列木化细胞,类圆形或多角型,有
的具有纹孔。(2)皮层较宽,外层细胞细胞壁微木
化,薄壁细胞类圆形,散有含草酸钙针晶的黏液细
胞;内皮层细胞壁均匀增厚,木化,有通道细胞,
其外侧为 1~2 列石细胞,其内壁及侧壁均增厚,纹
孔细密。(3)中柱约占 1/3~1/4,中柱鞘为 1~2 列
薄壁细胞;辐射型维管束,韧皮部束 16~24 个,木
质部由导管、管胞、木纤维以及内侧的木化细胞连
接成环层。(4)髓小,薄壁细胞类圆形。块根横切
面特征与《中国药典》2010 年版描述一致[8]。


图 1 麦冬须根横切面显微图 (10×40)
Fig. 1 Cross section micrograph of fibrous roots
of O. japonicu (10 × 40)
2.2.2 麦冬须根粉末显微观察 取麦冬块根和须根
粉末进行显微观察,结果麦冬须根与块根的粉末特
征基本一致,主要有:草酸钙针晶散在或成束于黏
液细胞;有散在柱状针晶。石细胞表面观类方形或
类多角形,有的一边甚薄,孔沟明显。内皮层细胞
呈长方形或长条形,纹孔点状稀疏。木纤维细长,
末端倾斜,纹孔裂缝状,成十字形或人字形。有少
数具缘纹孔导管。
2.3 提取工艺
参照文献方法[9]将麦冬块根与麦冬须根样品干
燥粉碎至 5~10 目粗粉,采用回流提取法,以麦冬
总皂苷为主要指标,设计 L9(34) 正交试验,考察乙
醇体积分数(A)、提取次数(B)、提取时间(C)、
料液比(D)对回流提取效果的影响,确定提取工
艺为 80%乙醇提取 3 次、每次回流时间 1 h,料液
比为 1∶10;样品乙醇提取液经旋蒸浓缩后加水溶
解,以乙醚(1∶1)萃取,水层用水饱和正丁醇(1∶
1)萃取 3 次,正丁醇液浓缩蒸干制备提取物。
2.4 麦冬总皂苷的测定
2.4.1 标准曲线的绘制 精密称取麦冬皂苷 D 对
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照品适量,加甲醇定容配置成约 0.12 mg/mL 溶液,
分别取 0、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL,按《中国
药典》2010 年版麦冬测定项下操作,在 395 nm 波
长处依次测定吸光度(A)值,绘制标准曲线,回
归方程 Y=15.851 X-0.084 3,r=0.999 3。
2.4.2 样品测定 分别取麦冬块根及须根提取物适
量加甲醇溶解,定容,按《中国药典》2010 年版麦
冬测定项下操作,制得供试品溶液,同法测定吸光
度(A),测得 6 份麦冬中总皂苷质量分数平均值为
1.204%,RSD%为 2.05%;6 份麦冬须根中总皂苷质
量分数平均值为 2.847%,RSD 为 1.85%,川产麦冬
须根总皂苷量明显高于麦冬。
2.5 麦冬皂苷 D 的测定
2.5.1 色谱条件 色谱柱为 Acclaim C18 ODS 柱
(250 mm×4.5 mm,5 μm);流动相为乙腈-水(52∶
48);雾化温度 65 ℃;蒸发温度 98 ℃;气体体积
流量 2.5 mL/min;进样量 20 μL。
2.5.2 供试品溶液制备 精密称取麦冬块根或须根
提取物适量(相当于原材料 2 g),分别加甲醇溶解
并定容,备用。
2.5.3 标准曲线的绘制 精密称取麦冬皂苷 D 对
照品适量,加甲醇制成 0.52 mg/mL 的对照品溶
液。精密量取对照品溶液 0.4、1.0、2.0、4.0、6.0、
8.0、10.0 mL,分别置于 10 mL 量瓶中,加甲醇
至刻度,摇匀。按上述色谱条件测定,以对照品
峰面积的自然对数值为纵坐标(Y),以进样量的
自然对数值为横坐标(X)进行线性回归,得回归
方程:Y=1.862 4 X+2.173,r2=0.999 3,可见麦
冬皂苷 D 在 0.416~10.40 μg 峰面积对数值与进样
量具有良好的线性关系。对照品及麦冬样品的色
谱图见图 2。
2.5.4 精密度试验 取麦冬皂苷 D 对照品溶液,在
上述色谱条件下进行测定,连续进样 5 次,每次进
样 20 μL,结果麦冬皂苷 D 的 RSD 为 1.06%(n=5)。
2.5.5 稳定性试验 取同一供试品溶液,在室温下
每间隔 1 h 按上述色谱条件测定 1 次,共测 9 h,结
果麦冬皂苷 D 峰面积的 RSD 为 1.78%(n=5)。
2.5.6 加样回收率试验 取已知麦冬皂苷 D 质量
分数的麦冬样品(0.036 52%)5 份,精密称定,
分别加入麦冬皂苷 D 对照品溶液(0.312 mg/mL),
按样品溶液制备项下处理,按“2.5.3”项方法测
定并计算,结果平均回收率为 99.12%,RSD 为
1.39%。

图 2 对照品 (A) 和样品 (B) 的 HPLC 色谱图
Fig. 2 HPLC of ophiopogonin D reference substance (A)
and sample (B)
2.5.7 样品的测定 取麦冬块根和麦冬须根供试品
液,按上述色谱条件测定,计算得 6 份麦冬块根中麦
冬皂苷 D 质量分数平均值为 0.035%,RSD 为 2.48%,
6 份麦冬须根中麦冬皂苷 D 质量分数平均值为
0.041%,RSD 为 2.52%。
2.5.8 数据统计分析 采用SPSS 17.0软件对麦冬块
根和须根中麦冬皂苷 D 质量分数进行独立样本 t 检
验,结果显示麦冬须根中麦冬皂苷 D 质量分数与块
根无显著性差异。
3 讨论
川产麦冬块根与须根的组织学对比试验结果表
明两者横切面显微特征主要差异为:块根的表皮细
胞长方形或多角形,根被 2~5 列,细胞类长方形或
多角形;须根表皮细胞 1 列类圆形或多角形,根被
为 3~4 列木化细胞,类圆形或多角型,有的具有纹
孔。块根皮层宽广皮层薄壁细胞多角形较大,有胶
冻样特征性结构,中柱约占 1/5~1/8;须根皮层较
宽,外层细胞细胞壁微木化,薄壁细胞类圆形,相
对较小,散有含草酸钙针晶的黏液细胞较多,中柱
约占 1/3~1/4;两者的粉末特征类型无显著差异。
表明须根与块根的组织构造基本一致,其化学成分
类型基本一致,但两者构造上细小的差异也提示内
含物成分比例的差异。麦冬须根横切面的特征可作
为其显微鉴别依据。
实验采用 HPLC-ELSD 法测定麦冬皂苷 D,克
服了现有 HPLC-UV 法误差较大的缺点,具有灵敏
A
B
0 2 6 10 14
麦冬皂苷 D
麦冬皂苷 D
t / min
0 2 6 10 14
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度高,稳定性好,结果准确可靠,可补充作为麦
冬及麦冬提取物质控标准检测方法。结果显示,
川产麦冬须根总皂苷量明显高于麦冬块根,而麦
冬皂苷 D 量与块根无显著性差异。同时相关资料
显示不同提取工艺对麦冬总皂苷提取效率影响较
大[10-11],同时不同产地的麦冬须根化学组分量差
异也较大[12-14]。表明川产麦冬须根皂苷类有效组分
较麦冬块根具有优势。
实验表明麦冬须根约占麦冬块根总质量的 70%,
目前四川三台麦冬基地的年产量已达 6 000 t 左右,而
麦冬历来以块根入药导致须根丰富的资源巨大的浪
费,未能发挥其应有价值,麦冬须根扩大传统块根药
用势在必行,川麦冬资源科学合理的可持续开发利
用,将实现麦冬须根在增强免疫功能、抗氧化、抗辐
射等方面广泛的药食两用及日用的产业化。
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