全 文 ：人参根大量营养元素与氨基酸的相关性研究
葛善欣1, 2 ,史俊卿1 ,岳 彬1 ,孙 贺1 ,张连学1 *
( 1 吉林农业大学中药材学院, 吉林 长春 130118; 2 长春市农业科学院园艺研究所,吉林 长春 130000)
摘 要:目的 研究人参根大量营养元素及氨基酸量的动态变化规律,探讨了氮( N)、磷( P)、钾( K ) 与总氨基酸的
相互关系。方法 以吉林抚松人参栽培基地的 2~ 6 年生人参为材料, 分别于 2007 年 4~ 10 月共 7 次采样,测定
不同参龄不同生育时期人参根中 3 种大量营养元素及总氨基酸的量, 分析其变化规律及各种大量营养元素与总氨
基酸积累的相互关系。结果 2~ 6 年生人参不同生育时期根中总氨基酸的变化规律基本相近, 呈现出急降缓升
的动态变化趋势。参根对大量营养元素的吸收表现为 N> K> P,均呈现出 V字型变化趋势; 相关性分析表明: 2、
4 年生的 N与氨基酸呈显著正相关, 2、3、6 年生的 P 与氨基酸呈极显著正相关, 2、3 年生的 K 与氨基酸呈极显著正
相关。结论 人参根大量营养元素与氨基酸密切相关。在生产实践中根据不同参龄与生育时期,结合营养元素的
动态变化,为促进参根氨基酸的积累提供理论依据。
关键词:人参; 氮; 磷; 钾; 氨基酸
中图分类号: R282 6 文献标识码: A 文章编号: 0253-2670( 2010) 04-0639-05
Correlation to accumulation of macronutrient and amino acid in ginseng roots
GE Shan-xin1, 2 , SH I Jun-qing1 , YUE Bin1 , SU N He1 , ZHANG Lian-xue1
( 1 Colleg e o f Chinese Medicinal Mater ials, Jilin Ag ricult ur al Univ ersity , Changchun 130118, China; 2. H ort icultural
Institut e, Changchun Ag ricultur al Academy of Science, Changchun 130000, China)
Abstract: Objective T o study the macronutrient and am ino acid content dynam ics of g inseng roo ts
and the relat ionship betw een N, P, K, and total amino acid. Methods Contents of three macronutrients
and total am ino acid of 2 6 year ginseng f rom Fusong county of Jilin Prov ince w er e determined seven
times from April to October in 2007, w hereas, the dynam ics of macronutrient content , amino acid content,
and the relat ionship betw een each nutr it ive element and the total amino acid w ere analyzed. Results The
change of the total amino acid of 2 6 year g inseng throughout the g row th period exhibited the same tend-
ency f rom ur gent dow n to slow rising. The absorpt ion rat io order is N > K > P, present ing V form
chang ing tendency ; It exhibited posit ive co rrenlat ion betw een the N contain of 2 and 4 year ginseng and
am ino acid; It is signif icant ly related betw een P o f the 2, 3, and 6 year ginseng and the amino acid; It is
remarkably related betw een K of the 2 and 3 year ginseng and amino acid. Conclusion It is closely related
betw een the macronutrient and the amino acid in ginseng roo ts. Accor ding to the dif ferent ag es and grow th
periods and the dynamic chang ing of nutritiv e element to increase the content of am ino acid in practice, the
theory is pr ovided here.
Key words: g inseng; N; P; K; am ino acid
人参 Panax ginseng C. A. M eyer 为五加科人
参属珍贵药用植物, 多年生草本, 其干燥根可入药。
含有多种人参皂苷、人参多糖等多种物质,可增强机
体对各种应激刺激的非特异抵抗力,具有抗衰老、抑
制肿瘤生长等多种医疗保健功效[ 1, 2]。研究药用植
物的最终目的是让其药用价值发挥到最大功效。氨
基酸是有机生命体组织细胞的基本组成成分, 对生
命活动发挥着举足轻重的作用。在天然氨基酸中,
有 20 种参与蛋白质合成; 同时必需营养元素在植
株生长过程中参与多种代谢活动, 对其有效成分的
积累也产生一定的影响 [ 3]。本实验以人参为试验材
料,结合药用植物自身的生长发育周期及营养吸收
特性,通过测定不同参龄、不同生育时期人参根中总
氨基酸积累规律, 以及 3 种大量营养元素量的变化
趋势,在此基础上对营养元素与氨基酸之间的相关
性进行统计分析, 为促进生产实践中参根有效成分
639中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月
收稿日期: 2009-07-05 基金项目:教育部博士点基金项目 ( 20050193005)作者简介:葛善欣( 1983 ) ,女,吉林省人,硕士研究生,研究方向为药用植物栽培。
T el : 13756177960 E- mail: geshanxin 2928@ sina. com
* 通讯作者 张连学 T el: ( 0431) 84532952 E-mail: zlxb ook sea@ 163. com
的积累提供理论依据。
1 材料与方法
1 1 试验材料:本实验人参样品均采自吉林省抚松
露水河人参栽培基地。以人工栽培的 2~ 6 年生人
参为观察点,分别于 2007年 4月 26日, 5 月 31日,
7月 3日, 7月 28日, 8月 28日, 9月 28日, 10月 29
日共 7次采集, 依据人参的生长发育过程划分为萌
动期、展叶期、开花期、绿果期、红果期、收获前期和
收获期 7 个生育时期,以每年生采 5 点, 每点采 10
株正常生长的人参植株为布局, 测定各年生人参植
株的形态指标, 然后进行室内烘干称质量,装袋密封
待测。
1 2 参根总氨基酸定量的测定:通过日立 835 50
型氨基酸自动分析仪进行测定。仪器工作条件: 色
谱柱 150 mm 2. 6 mm ,离子交换树脂 2619 型, 缓
冲体积流量 0 225 mL/ m in, 茚三酮体积流量 0 30
mL/ min, 柱压 80 ~ 130 kg/ cm2 , 泵压 15 ~ 35
kg / cm2 ,缓冲液改变次数 5, 柱温 53 , 进样量 50
L (样品) , 3 nmol/ 50 L (对照品) , 氮气 0 28
kg / cm2。
将各个采集的人参样品于烘箱烘干后,粉碎, 过
60 目筛 (要求全都滤过) ,分别装袋, 然后按采样点
均匀取样,共取 100 mg, 置安瓿瓶中,加 6 mo l/ L 盐
酸 5 mL, 抽真空脱气, 密封保护, 在 110 下水解
24 h, 冷却后打开水解管, 转移至蒸发皿中, 水浴挥
干盐酸, 再用水洗数次, 彻底挥干盐酸, 用 0 1
mol/ L 盐酸溶解, 并定容至 25 mL, 0 45 m 滤膜滤
过,滤液备用。
用进样针吸取 6 0 L 0. 4 mol/ L 的硼酸缓冲
液 ( pH 9. 5)、1 0 L 邻苯二甲醛 ( OPA )、1 0 L 样
品、1 0 L 内标 (正缬氨酸)、1 0 L 芴甲氧羰酰氯
( FMOC C1) ,混匀, 衍生,即得。
1 3 参根大量营养元素的测定: 人参全 N 用混合
加速剂双氧水 (蒸馏法) ;全 P 用硫酸双氧水消煮,
钒钼黄比色法;全 K 用硫酸双氧水消煮, 原子吸收
分光光度计法。具体操作参照土壤农化分析 [ 4]。
2 结果与分析
2 1 不同参龄不同生育时期人参总氨基酸的积累
规律: 2~ 6年生人参在整个生育期内根中总氨基酸
的变化规律基本相近, 呈现出急降缓升的动态变
化趋势 (图 1)。
从出苗期到展叶期间是人参的营养器官生长
期,此时期贮藏根的营养倒流供给地上部生长,所以
根中氨基酸的量呈下降的趋势; 而人参的茎叶还未
图 1 不同参龄不同时期人参根中氨基酸的积累规律
Fig. 1 Amino acid accumulation of various growth
stages at different ages of ginseng roots
完全展开,光合作用能力不强,满足不了地上部的生
长需求,同时地下参根的生长也较为缓慢,因此在开
花期根中氨基酸的量降至整个生育期的最低值;进
入花期后,人参的各器官同时进入旺盛生长期, 茎叶
的光合能力也随之增强,制造的营养物质质量增多,
根系的吸收能力也增大,根中的氨基酸量有所增加,
并在生育后期逐渐上升。这与刘惠卿等[ 5]研究的人
参中总氨基酸量以萌动期最高, 花果期最低的结论
一致;但本试验中各参龄间以 2年生根中总氨基酸
的量较高,不同之处有待于进一步探讨。
2 2 不同参龄不同生育时期人参根大量营养元素
的积累规律
2 2 1 人参根中 N 元素的量变化规律: 不同参龄
人参的 N 量在整个生育期总体呈现出先下降后上
升的趋势 (图 2) , 并在生育后期各参龄的变化较为
复杂。人参植株的生长进入繁殖营养生长阶段后,
体内需要大量养分, 其中一部分由地下根系转移至
茎叶,促进植株开花;花期过后,参根中的 N 元素量
有所增加,除 6年生 N 量增加趋势较平稳以外, 其
他年生均在红果期达到高峰,而后略有下降再上升。
结果表明,人参根对 N元素的需求在绿果期以前较
多,此后根中含 N 量有所增加。在生产实践中应注
意生育期 N素的补充。
在各生育时期内 N 元素在参根中的积累随参
龄的增长而略有下降的趋势;而枯萎前期 N 量随参
龄的增长而稍有增加, 说明越高年生的人参对 N 的
吸收能力越减弱, 生产实践中应注意合理施肥, 以免
造成人参徒长而影响产量和质量。
2 2 2 人参根中 P 元素的量变化规律:由图 3可以
看出, 4年生人参的 P 元素变化表现较为明显,在生
育前期积累较低, 至开花期出现最低值,而后逐渐上
升增加,在枯萎前期积累量最大,整体呈大波浪式起
640 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月
图 2 不同参龄不同时期人参根 N元素量的变化规律
Fig. 2 Variation of N element in various growth
stages at different ages of ginseng roots
图 3 不同参龄不同时期人参根 P 元素量的变化规律
Fig. 3 Variation of P element in various growth
stages at different ages of ginseng roots
伏波动; 其他年生在绿果期之前量趋势基本相
近,生育初期根中 P 元素积累较高, 随着植株进入
正常生长阶段后,量有所下降, 2、6年生在绿果期达
到最低值, 3、5年生的最低量则分别出现在红果期
和枯萎期,而后均有所上升。这里需要指出的是 2
年生在生育后期 P 量有一个较大的上升起伏过程,
但总体量变化不大, 6年生总体量在整个生育期内
略呈下降趋势。结果表明, 人参根在展叶期、开花
期、绿果期对 P 元素的需求较多。
人参根中 P 元素量随着参龄的递增并在生育
后期有较大波动,基本呈现高-低-高的变化趋势。
4年生人参根中 P 量明显偏低, 可能是由于采种所
致。
2 2 3 人参根中 K 元素的量变化规律: 如图 4 所
示,在变化趋势上, 除 5 年生人参根中 K 元素量在
红果期有一次显著的下降外, 其他表现在生育前期
量较低,且变化幅度较大, 从绿果期以后均缓慢上
升。4年生在开花期的量明显增加。
结果表明从展叶期到红果期,人参根内对 K 元
素的需求较多。因为 K 除了能促进人参根、茎、叶
的生长和抗病、抗倒伏外,还有促进人参中淀粉和糖
的积累。展叶期人参地上部与地下部的营养达不到
平衡, 消耗量大,此时应着重满足人参对 K 元素的
需要,保证植株健壮的生长;人参的繁殖器官从开花
以后进入迅速生长阶段, 所以此时期的营养主要供
给果实和贮藏根, 而且需要量也很大,在栽培上要尽
力满足人参对营养元素的需求。
23 人参根大量营养元素与氨基酸的相关性分析:依
据不同参龄人参根大量营养元素与氨基酸量的测定值
绘出 X(元素)与 Y(氨基酸)的散点图,见图 5~ 8。
图 4 不同参龄不同时期人参根 K元素量的变化规律
Fig. 4 Variation of K element in various growth
stages at different ages of ginseng roots
图 5 2年生人参根大量营养元素与氨基酸的相关性
Fig. 5 Correlation between macronutrient and amino
acid in 2-year-old ginseng roots
图 6 3年生人参根大量营养元素与氨基酸的相关性
Fig. 6 Correlation between macronutrient and amino
acid in 3-year-old ginseng roots
根据以上试验结果,作方差分析,得出不同参龄
人参根中元素 K与氨基酸积累的回归关系, 经 F 测
验,结果见表 1。
641中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月
图 7 4 年生人参根大量营养元素与氨基酸的相关性
Fig. 7 Correlation between macronutrient and amino
acid in 4-year-old ginseng roots
图 8 6 年生人参根大量营养元素与氨基酸的相关性
Fig. 8 Correlation between macronutrient and amino
acid in 6-year-old ginseng roots
表 1 人参根营养元素与氨基酸的方差分析 (F值)
Table 1 Analysis between macronutrient and amino
acid in ginseng roots ( F value)
营养
元素
氨基酸
2 年生 3年生 4年生 5 年生 6 年生
N 13 694 4* 6 524 4 8 077 6* 5 231 2 119 6
P 12 800 5* * 16 129 8* * 4 130 8 1 623 9 32 885 4* *
K 25 388 3* * 20 563 1* * 5 771 9 6 384 5 2 375 7
* 表示达到 0 05显著水平, * * 表示达到 001极显著水平
* indicates 0. 05 r each a signif icant level, * * in dicates 0. 01
reach a very sign ificant level
药用植物中元素的量与有效成分之间存在一定
的相关性[ 6] 。本试验结果表明, 2、4年生人参根中
N 元素与氨基酸积累关系呈显著正相关, F 2 =
13 694 4> F0. 05 ( 6 94) , F4 = 8 077 6> F0. 05 ; 2、3、6
年生人参根中元素 P 与氨基酸积累有极显著差异,
F2= 12 800 5 > F0. 01 ( 18 00 ) , F3 = 16 129 8 >
F0. 05 , F6= 32 885 4> F0. 01 ,且 P 元素量的积累与氨
基酸均呈正相关; 2、3年生人参根中元素 K 与氨基
酸积累关系极显著, F2 = 25 388 3 > F0. 01 , F3 =
20 563 1> F0. 01 ,且 K 元素量的积累与氨基酸呈正
相关。
3 小结与讨论
3 1 关于人参根中氨基酸积累的变化规律: 氨基酸
的量随着人参的栽培产地、参龄、不同部位而呈现的
变化趋势不明显。葛尔宁等[ 7]对 4种人参样品进行
了氨基酸定量测定,结果表明人参尽管产地品种多,
临床应用功效也不一, 但它们的氨基酸量相差无几。
本实验也证明了不同参龄的人参中氨基酸变化趋势
基本相近。氨基酸在人参中的积累随着生长发育时
期的推进有一次明显的下降,是因为参根中的营养
供应给地上部生长, 以保证整个植株体内的养分平
衡,是一个动态的变化过程。当植株进入正常生长
阶段,随着参根中营养成分的不断累积,氨基酸的量
也有所上升,这就要求一定要保证人参在生长过程
中养分的及时补给, 以促进人参根中氨基酸的有效
积累。
3 2 关于人参根中大量营养元素积累的变化规律:
N、P、K 作为必需的大量营养元素,是植物体内许多
重要有机化合物的组分,参与多种代谢活动,促进蛋
白质的合成[ 8] 。本实验结果表明: 大量元素在整体
变化趋势上均呈现出 V字型,参根从展叶期至绿
果期内对大量元素的需求是最大的, 其中 N 元素在
开花期以后量明显上升,而 P、K 元素则持续到绿果
期量才有所增加, 所以生产实践中在开花结果阶段
应注意 P、K 营养元素的充分供给。从人参根对大
量营养元素的吸收数量上看, 顺序依次为 N > K>
P。参根中 N 元素的积累随参龄的增加而略有下
降;对 K 元素的积累在生长发育期变化趋势较缓
和;而根中 P 元素积累的变化幅度较大, 波动频率
较高,因此在生产实践中一定要根据不同参龄的特
点适时补充各种大量营养元素。
3 3 人参根大量营养元素与氨基酸的相关性在生
产中的应用:研究人参营养生理特性及对各种元素
的需求水平一直是探讨人参高产优质栽培技术的重
要课题。通过不同参龄人参根中的 3种大量营养元
素与总氨基酸的相关性分析,结合参根的需肥特性,
得出两者间密切相关,笔者认为 2年生人参在萌动
期至开花期应多施 N肥,其次 K肥,绿果期注重 P、
K 肥,对 N的生长发育时期的推进有一次明显的下
降,是因为参根需求在生育后期较平稳,但在枯萎前
期应补施一次; 3年生人参在红果期、枯萎前期增加
P 肥的供给,并且值得注意的是在人参进入萌动期
以后, 整个生育时期对 K 肥的需要量最大, 施肥量
以前重后缓的方式进行,可以保证植株的正常生长,
并能促进氨基酸量的有效积累; 而 4 年生人参应在
展叶期加大 N 肥的施入,生育后期若 N肥过多并不
利于氨基酸的累积; 6年生的人参则需控制 P 肥的
施入。因此在生产中应根据不同参龄为人参有计划
地增加相应的大量营养元素,以促进参根中氨基酸
642 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月
的有效积累,提高药材品质,为人参高产优质栽培技
术提供理论依据。
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广金钱草药材的质量相关性研究
曹 进1, 2 , 陈孟莉2, 3 , 叶兆波2 ,车镇涛2 *
( 1 中国中医科学院西苑医院实验研究中心,北京 100091; 2 香港中文大学中医学院,香港 沙田;
3 中国人民解放军总医院 临床药理室,北京 100853)
摘 要:目的 通过对广金钱草药材的指标成分和指纹图谱的测定, 结合其他定性指标来综合评测药材的质量。
方法 建立药材指标成分及指纹图谱的 H PLC/ U V 测定方法, 对结果进行相关性分析。结果 常规外观鉴别和
颜色检查与指标成分和指纹图谱判断结果不相关。结论 一个药材需要在总体理化定性的基础上, 经过性状鉴
别,结合指纹图谱相似性鉴别, 最终通过指标成分的量化实现对药材的综合质量评价,这样才可以在整体质量上控
制好药材。
关键词:广金钱草; 异荭草苷; 异牡荆素; 指纹图谱
中图分类号: R282 6 文献标识码: A 文章编号: 0253-2670( 2010) 04-0643-05
Correlative study on quality of Herba Desmodii Styracif olii
CAO Jin
1, 2
, CHEN M eng- li
2, 3
, Paul Ip
2
, CHE Chun-tao
2
( 1 Resear ch Center of X iyuan Hospital, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100091, China; 2. Schoo l
o f Chinese Medicine, Chinese Univer sity o f Hongkong, Hong Kong, China; 3. Clinical Pharmacolog y Unit,
Gener al H ospital of Peoples L iber ation A rmy of China, Beijing 100853, China)
Abstract: Objective Integrated assessing the quality of H erba Desmodi i Sty raci f oli i by assay and
fingerprints coupled w ith ident ificat ion results. Methods Co rrelative study and analysis on r esults
achieved from HPLC/ UV assay and fingerpr ints, as w ell as the establishment of tho se methods. Results
Common appearance ident if icat ion and color test could not build the reliable relat ionship w ith the results of
assay and f inger prints. Conclusion In order to evaluate and control the quality o f herbal mater ial suff-i
cient ly, the integ rate several aspects of quality, such as ident ificat ion, assay, and f ingerprints determina-
t ion should be needed.
Key words: H er ba Desmodi i S ty r aci f ol ii ; isoorient in; isovitex in; f ing erprints
广金钱草为豆科植物广金钱草 Desmodium
sty r aci f ol ium ( Osb. ) M err. 的干燥地上部分 [ 1] ,
异名马蹄草、落地金钱。广金钱草具有清热除湿, 利
尿通淋的作用。常用于热淋, 砂淋,石淋,小便涩痛,
水肿尿少,黄疸尿齿,尿路结石等症。其中医使用的
性味归结为性凉,味甘淡,归肝、肾、膀胱经。主要产
于福建、广东、广西和湖南等省。植物化学研究表明
广金钱草全草含生物碱、黄酮苷、酚类、鞣质和多糖
类成分,主要的生物活性小分子化合物包括广金钱
草碱 ( desmodimine)、广金钱草内酯 ( desmodilac-
tone)、羽扇豆酮 ( lupenone)、羽扇豆醇 ( lupeol )、异
牡荆素 ( iso vitex in)、洋芹素 ( vicenin)、异荭草苷
643中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月
收稿日期: 2009-11-07 基金项目:香港政府中药材质量标准项目资助作者简介:曹 进( 1970 ) ,男,上海人,博士,副研究员,研究方向为分析化学和蛋白组学研究。Tel: ( 010) 62835618
* 通讯作者 车镇涛 博士生导师 T el: ( 00852) 26098130 E-mail: chect@ cuhk . edu. h k