目的:研究汉中金银花基地忍冬多茬开花在产量、品质方面的差异,为金银花的适时采收和质量控制提供依据。方法:测定金银花4茬花产量指标,并利用HPLC、比色法分别测定第1,2茬花各阶段样品中绿原酸、总黄酮含量,利用超临界CO2流体萃取、GC-MS测定金银花挥发油组成。结果:在4茬花中,第1,2茬花占总产量的80%以上,第1茬花单株花蕾个数几乎是其他3茬花的总和。第1茬花折干率以三青期为最高,第2茬花折干率以二白期最高。在品质指标上,第1茬花的绿原酸和总黄酮含量明显高于第2茬花的,其中以二白期的最高,分别达到3.5%,13.2%。第2茬花则以三青期的绿原酸和总黄酮含量最高,分别达到2.7%,11.6%。对第1茬花5个生长发育阶段花蕾样品的挥发油均检出了19种成分,主要为3大类,即正构烷烃类、脂肪酸类和甾醇类,含量最高的是正二十九烷和正三十一烷,5个发育阶段的相对质量分数分别在40%,20%以上,维生素E的含量也比较高,为8.15%~10.43%,并检测到γ-5-谷甾烯-3-醇、5,2-豆甾二烯-3-醇和菜籽甾醇,其中前2种在挥发油中相对质量分数分别为4.90%~6.9%,1.06%~4.10%。结论:第1,2茬金银花对产量贡献最大,二白、大白期综合品质最好,挥发油中维生素E和甾体组分值得重视。
Objective: To investigate the quality and quantity changes of Flos Lonicerace during flowering stages in Hanzhong GAP base in order for properly harvesting and quality control. Method: The yield index of Flos lonicerace in four flowering stages was determined, and the contents of chlorogenic acid and the total flavonoid in the samples were determined by HPLC and the colorimetry, respectively. The volatile oils were extracted by the SFE-CO2 and the constituents were analyzed by GC-MS. Result: The yield in the first two flowering times was attributed to about more than 80% of total yield, and the number of flower buds for each plant in the first time was almost the same as the sum of the other three times. The drying rate of the three-site green flowers kept the highest during the first flowering time, and the drying rate of the two-site white flowers kept the highest during the second flowering time. The contents of chlorogenic acid and the total flavonoid in the first flowering time were higher than those in the second, and among them, the two-site white flowers kept the highest, about 3.5% and 13.2%, respectively. For the sample flowers in in the second flowering time, the three-site green flowers kept the highest level of chlorogenic acid and the total flavonoid, about 2.7% and 11.6%, respectively. From the volatile oil samples in the five periods of Flos lonicerace in the first flowering time, 19 components were identified by GC-MS. They were composed by three types of compounds, n-diolefines, fatty acids and steroids. Nonacosane and hentriacontane had the relatively higher amount with more than 40% and 20%, respectively. The relative contents of vitamine E were higher too, about 8.15%-10.43%. And, gamma-5-sitostene-3-ol, stigmasta-5,2-diene-3-ol and campesterol were also detected. Among these steroids, the relative contents of the first two were 4.90%-6.9%,1.06%-4.10%, respectively. Conclusion: The flowering samples in the first two times were attributed to the most to the total yield. The samples of the two-site white flower and the whole-white flower had the higher comprehensive quality. The components of vitamine E and the steroids in the volatile oil need to be paid more attention.
全 文 :忍冬多茬开花的产量及其品质比较研究
李娜1,尤新军1,彭菊艳1,王俊儒2
(1.西北农林科技大学 生命科学学院,陕西 杨凌 712100;
2.西北农林科技大学 理学院,陕西 杨凌 712100)
[摘要] 目的:研究汉中金银花基地忍冬多茬开花在产量、品质方面的差异,为金银花的适时采收和质量控制提供依据。
方法:测定金银花4茬花产量指标,并利用HPLC、比色法分别测定第1,2茬花各阶段样品中绿原酸、总黄酮含量,利用超临界
CO2流体萃取、GCMS测定金银花挥发油组成。结果:在4茬花中,第1,2茬花占总产量的80%以上,第1茬花单株花蕾个数
几乎是其他3茬花的总和。第1茬花折干率以三青期为最高,第2茬花折干率以二白期最高。在品质指标上,第1茬花的绿
原酸和总黄酮含量明显高于第2茬花的,其中以二白期的最高,分别达到35%,132%。第2茬花则以三青期的绿原酸和总
黄酮含量最高,分别达到27%,116%。对第1茬花5个生长发育阶段花蕾样品的挥发油均检出了19种成分,主要为3大
类,即正构烷烃类、脂肪酸类和甾醇类,含量最高的是正二十九烷和正三十一烷,5个发育阶段的相对质量分数分别在40%,
20%以上,维生素E的含量也比较高,为815%~1043%,并检测到γ5谷甾烯3醇、5,2豆甾二烯3醇和菜籽甾醇,其中前
2种在挥发油中相对质量分数分别为490%~69%,106%~410%。结论:第1,2茬金银花对产量贡献最大,二白、大白期
综合品质最好,挥发油中维生素E和甾体组分值得重视。
[关键词] 金银花;花期;有效成分;挥发油;绿原酸;总黄酮;微波干燥
[收稿日期] 20090103
[基金项目] 教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET050855)
[通信作者] 王俊儒,博士,教授,主要从事植物资源化学和环境
生物学研究。Tel:(029)87092187,Email:wangjr07@163.com
[作者简介] 李娜,在读硕士,主要从事药用植物资源化学和分离
纯化工艺开发研究。Email:yl0lina@163.com
忍冬 LonicerajaponicaThunb.原产于亚洲东部
如中国、朝鲜和日本等地区,目前在世界热带亚热
带地区广为分布,在某些地方已成为入侵性杂草。
Schierenbeck[1]对美国等地忍冬的种植历史、生态
特征和分布范围等进行了研究,认为美国等地的金
银花是在19世纪初期从亚洲引入的,由于生长旺
盛,繁殖能力强,具有入侵特征,因此,各地均不
提倡大面积种植和应用忍冬。金银花FlosLonicerae
为忍冬科植物忍冬的干燥花蕾,是东亚地区药食两
用的大宗中药材,富含挥发油,绿原酸及其类似物
等有机酸类,木犀草苷等黄酮类,神经酰胺类化合
物,以及环烯醚萜及其苷类化合物等多种有效成
分[26]。2005年版 《中国药典》规定金银花入药的
原植物为忍冬,国内有悠久的栽培历史,以河南新
密、封丘,山东平邑、费县等为道地产区,受自然
环境、栽培驯化和枝芽变异等影响,已形成20多
个地方品种[7]。
忍冬在生长过程中,开花次数多(可达 4~6
次)、花期短,开花时间受生境气候影响大,一般在
平原和丘陵地区每年3月下旬至4月开花;在低山、
中山和高山地区则推迟至5-6月开花,从6月中、
下旬至7月上、中旬还会陆续多次开花,在广西甚至
12月份还有开花。金银花每茬花要经过幼蕾、三
青、二白、大白、银花、金花等6个阶段,从孕蕾到开
放约需5~8d,花期短促而集中(15d左右)。由于
金银花盛花期集中,各间隔时间很短,且开花不齐
等,往往造成采摘鲜运、分拣和加工比较困难。金银
花采收过早,花蕾未完全发育,有效成分含量低,质
量差,产量也低;如待花朵全部开放后才采收,则花
粉、香气散失,干燥率低,质量也差。因此适期采摘
是保证金银花产量和质量的重要环节。药材的适宜
采收时间要兼顾有效成分含量与产量,在二者均为
最佳阈值的情况下视为药材的适宜采收期[8]。因
此,为了解各茬金银花在产量及其品质指标上的变
异情况,本实验在对采集的忍冬多茬花的样品进行
测产基础上,利用比色法、HPLC和 GCMS等方法,
测定第1,2茬花的三青期、二白期、大白期、银花期、
金花期等5个生长发育阶段金银花中绿原酸、总黄
酮、挥发油含量和组成,从而综合分析各阶段金银花
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的品质变化动态,为金银花药材的适时采收和质量
控制提供科学依据。
1 材料
金银花样品采自汉中市南郑县金银花药源基地
(东经1069°,北纬33°),第1茬花采自2005年5
月4-5日,第2茬花采自6月20日,第3茬花采自
7月25日,第4茬花采自10月2-3日。将第1,2
茬花样品按三青、二白、大白、银花和金花等5个发
育阶段进行分拣。所有样品均经微波干燥后,封存
于真空干燥器中,备用。微波干燥时,将鲜花薄摊于
微波炉(KJ21BAF,广州美的)内,3段式干燥,高温
下干燥2~3min,放置至室温后,中温下再干燥2~
3min,放置至室温后再低温干燥至全干。
SP2100UV型紫外可见分光光度计(上海光谱
仪器有限公司);FY130型药物粉碎机(天津市泰斯特
仪器有限公司);SHHW21420型三用电热恒温水浴
箱(天津市泰斯特仪器有限公司);SB5200T型超声波
清洗机(宁波新芝生物科技股份有限公司);CO2超临
界流体萃取仪(SFXTM210型超临界萃取主机,260D
型注塞泵,美国皆能);GCMS联用仪(Agilent
GC6890N/MSD5973N,美国J&WScience公司)。
绿原酸对照品购于中国药品生物制品检定所
(批号110753200413),芦丁(自制,纯度 >98%,熔
点202~204℃);无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝和氢
氧化钠等试剂均为国产分析纯(国药集团化学试剂
有限公司提供)。
2 方法
2.1 绿原酸 按文献[9]采用高效液相法测定;利
用50%甲醇将绿原酸对照品制成含004mg·L-1
的溶液。样液制备:称取各干燥样品05g,精密称
定,置具塞锥形瓶中,精密加50mL50%甲醇,称重,
超声处理30min,放冷,再称重,用50%甲醇补足减
失的质量,摇匀,滤过,精密量取续滤液5mL,置25
mL棕色量瓶中,加50%甲醇至刻度,摇匀,即得待
测液。测定条件:分别精密吸取对照品溶液与供试
品溶液5~10μL,注入液相色谱仪(Waters505,美
国Waters),以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂,以
乙腈04%磷酸溶液(13∶87)为流动相,327nm下
检测。
2.2 总黄酮 以芦丁为对照品,采用硝酸铝亚硝
酸钠比色法[10]测定。
2.3 挥发油 利用 CO2超临界流体萃取仪萃取,
GCMS分析检测。提取测定条件与文献[11]相同。
除挥发油组分外,其他有关含量的测定重复3
次,数据采用 SASV8软件进行统计分析和显着性
检验。
3 结果与分析
3.1 金银花4茬花产量指标分析 忍冬的生长过
程中,开花次数多(可达4~6次)、花期长,开花时
间受生境影响大。2004-2005年连续2年观察,汉
中金银花基地4茬花花期持续不一(表1),第2茬
花持续最短,15d左右;第4茬花持续时间最长,达
40多天,后期持续时间长与气温低有关。
表1 金银花4茬花收获产量比较
项目 忍冬花期
单株
花蕾数
/个
千蕾重
/g
单株
产量
/g
占单株
总产量
比例/%
第1茬花 5月初-5月下旬 2736 1886 3928 4824
第2茬花 6月中旬-6月底 1714 1622 777 3411
第3茬花 7月中旬-8月底 536 1356 825 1013
第4茬花 9月中旬-10月底 419 1108 612 752
对金银花的4茬花产量指标进行比较可以看
出,从第1茬花到第4茬花,单株花蕾数、单株产量、
千蕾重等产量指标均持续下降,第1茬花最高,第4
茬花最低。第1茬花的单株花蕾数比第 2茬花高
5963%,几乎是其他3茬花单株花蕾数的总和。第
1茬花的单株产量、千蕾重指标比第2茬花分别高
1642%,4145%。第 1茬花的产量占总产量的
50%左右,前两茬花产量占总产的80%以上,后续
两茬花的产量占不到18%左右。因此,在后续不同
花期金银花品质研究分析中,均以第1,2茬花为研
究对象。
从折干率看(表2),第1茬花的折干率总体高
于第2茬花的,而第1茬花的折干率以三青期最高,
以后逐渐降低。而第 2茬花的折干率先上升后下
降,在二白期达到最高。虽然在2茬花中三青期金
银花的产量均高于其他发育阶段,根据适宜采收时
间的确定方法[7],结合折干率,确定第1茬花以二白
期和大白期为最适采收期。
表2 2茬金银花各生育期折干率
花期 三青 二白 大白 银花 金花
第1茬花 377 437 424 457 518
第2茬花 469 438 459 546 634
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3.2 不同花期有效成分含量变化特征 以1,2茬
花为研究对象,对两茬花不同花期的总黄酮和绿原
酸含量进行检测。总体来看,第1茬花的总黄酮和
绿原酸含量均明显高于第2茬花的(图1)。从总黄
酮含量来看,第1茬花从三青到二白期逐渐上升,以
后有所下降,到金花期又升高,比三青期高约7%,
整个时期维持在1233%上下;而在第2茬花中,三
青最高,为1163%,以后持续下降,到大白期最低,
此后又恢复,整体维持在1031%上下。
A.总黄酮;B.绿原酸。
图1 2茬金银花不同发育阶段有效成分含量变化
从绿原酸含量变化情况来看,第1茬花从三青到二
白期逐渐上升,在二白期达到峰值,为351%,以后
持续下降,在金花期最低,为271%,绿原酸在整个
时期维持在319%上下。而第2茬花在各生育期
的变化与第2茬花的黄酮含量变化规律类似,大白
期最低,三青期和金花期较高一些,总体维持在
244%左右,三青期绿原酸最高,达到270%。
3.3 不同花期花蕾挥发性组分变化特征 通过
SFECO2法萃取第1茬花5个发育阶段的金银花中
的挥发性成分,其萃取率分别为 110%,181%,
221%,137%,169%,大白期挥发油萃取率最高。
从5个不同发育阶段挥发油中都鉴定出19种化合
物,主要分为3类:正构烷烃类、脂肪酸酯类和甾醇
类,其次还有烯烃类化合物和酚类物质维生素E(表
3)。在金银花三青、二白、大白、银花、金花各时期
的挥发油中,正构烷烃类化合物(10个)质量分数分
别为8165%,7728%,7362%,7297%,7682%,
其含量随着金银花由花蕾向开放花衍变而降低,到
了金花阶段时期含量表现为上升;脂肪酸酯类化合
物(4个)分别为 287%,542%,498%,360%,
277%,含量最高阶段在二白期;甾醇类化合物(3
个)分别为 717%,698%,1298%,1132%,
850%,含量最高阶段在大白期;烯烃类化合物(1
个)分 别 为 015%,027%,0005%,168%,
174%。另外,酚类物质维生素 E分别为815%,
1005%,841%,1043%,1011%。
4 讨论
4.1 不同花期金银花产量特征 汉中金银花药源
基地的金银花花期第1茬花和第2茬花期持续较
短,但产量最高,占总产的80%以上。第1茬花单
株产量(3928g)与文献[78](分别为80,45441
g)相比较低,主要是汉中金银花药源基地所栽种的
金银花为两年生金银花,还没有达到盛花期,而文献
报道的则为七年生左右的盛花期金银花。
本实验中对三青等5个发育阶段研究表明,第
1茬花的二白期和大白期的内在质量检测结果基本
一致,但因为从二白期到大白期间隔较短,很难掌
握,因此建议以采收二白期样品为最佳,综合考虑,
金银花每茬花以采收二白期为最适采收时间,这与
生产上采收二白期花蕾是一致的。通过水肥、修剪
等调控措施,促使后续各茬花的产量能够有所提高,
从而全面提高金银花整个采收季的产量,并保障其
采收期金银花相应的品质指标稳定。这是后续栽培
研究应该重点研究的一个方面。
4.2 不同花期金银花的品质变化特征 许贵军
等[12]曾用HPLC对金银花5个发育阶段测定表明,
绿原酸含量由高到低依次为三青>二白>大白>银
花>金花。邢俊波等[13]研究表明,绿蕾或白蕾的绿
原酸含量远高于开放花。张重义和李萍[7]研究表
明从幼蕾期到大白期绿原酸含量逐步增加,于大白
期达最高峰,之后开始降低。本研究表明,两茬花的
有效成分含量在三青、二白等5个发育阶段的变化
规律略有不同。第1茬花二白期总黄酮含量和绿原
酸含量都比其他发育时期高,而第2茬花三青期总
黄酮含量和绿原酸含量最高,后期在下降过程中有
波动。从两茬花各发育阶段相对比较来看,第1茬
花5个发育阶段的绿原酸比第 2茬花分别高出
1758%,3458%,3348%,2143%,601%,总黄
酮分别高出 274%,2531%,2271%,1146%,
1801%,特别是二白和大白2个时期的绿原酸和总
黄酮含量差异尤为明显,造成这个现象的原因与第
2茬花的生长期有关,因为第2茬花期处于夏季高
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表3 金银花5个不同发育阶段挥发油的成分分析
No. 分子式
相对分子
质量
成分
相对质量分数/%
三青 二白 大白 银花 金花
1 C23H48 324 正二十三烷 0196 0231 0183 0298 0541
2 C24H50 338 正二十四烷 0076 0095 0101 0007 0119
3 C25H52 352 正二十五烷 0716 0617 0730 0428 0716
4 C23H46O2 354 二十二碳酸甲酯 0105 0299 0284 0183 0551
5 C26H54 366 正二十六烷 0346 0312 0948 0810 0339
6 C27H56 380 正二十七烷 3709 3494 3344 2653 3109
7 C25H50O2 382 二十四碳酸甲酯 1366 3512 2918 1930 1052
8 C28H58 394 正二十八烷 0998 1392 0958 0605 1407
9 C30H50 410 角鲨烯 0150 0270 0005 1678 1739
10 C29H60 408 正二十九烷 41039 40546 39339 37663 39824
11 C27H54O2 410 二十六碳酸甲酯 1070 1535 1348 1110 0827
12 C30H62 422 正三十烷 1291 1173 0960 0913 0975
13 C31H64 436 正三十一烷 25393 22575 20499 22278 21879
14 C29H58O2 438 二十八碳酸甲酯 0345 0077 0429 0376 0339
15 C29H50O2 430 维生素E 8145 10045 8413 10427 10111
16 C33H68 464 正三十三烷 7886 6847 6556 7315 7915
17 C28H48O 400 菜籽甾醇 0203 0152 2736 1266 1301
18 C29H48O 412 5,2豆甾二烯3醇 1059 1924 4100 3154 1158
19 C29H50O 414 γ5谷甾烯3醇 5904 4904 6148 6904 6038
温、多雨季节,使得金银花的代谢加速,从而导致二
白和大白期的有效成分含量降低,而到了银花期和
金花期有效成分含量又表现为上升。实验中测得的
绿原酸含量结果低于文献[13]中所测得的,这是因为
测定方法、产地等不同,本实验采用 HPLC测定,而
文献采用的是 UV测定。UV测定的是金银花中总
绿原酸(包括各种绿原酸异构体)的含量。
从挥发油研究结果来看,实验中利用超临界流
体萃取技术的金银花挥发油的萃取率整体比狄留庆
等[14]报道的萃取率略低,鉴定出的成分也略少于该
文献报道,该文献中检出24种成分,本实验中检出
19种成分。检测结果和李会军等[15]、张玲等[16]、刘
家欣等[17]、邢俊波等[3]人的报道结果有很大差异,
从而说明,SFE和 SD法提取的挥发油组分存在很
大差别,SFE法提取的挥发油主要以饱和烷烃类化
合物为主。
值得注意的是,第1茬不同发育阶段的花挥发
油组分中都检出维生素E,且相对质量分数都较高,
在943%左右。该成分普遍存在于植物组织中,具
有很高抗氧化活性的物质,在油脂类植物[1819]如大
豆、菜籽等的油中检测分离得到,在不同加工方法获
得的金银花样品挥发性成分研究中,利用 SFE法提
取、GCMS检测,且含量相当多[11]。另外,从5个发
育阶段的挥发油中也检测到 γ5谷甾烯3醇、5,2
豆甾二烯3醇和菜籽甾醇,其中前2种在挥发油中
相对质量分数较高,分别为 490% ~69%,
106%~410%。这些表明对挥发油中维生素E和
甾体组分的作用和应用开发值得重视。总体来看,
金银花5个不同发育阶段时期挥发油中的成分相
同,其含量在不同的发育阶段有所差异,但主要有效
成分的最高含量基本都集中在二白、大白期。
[致谢] 在挥发油超临界流体萃取过程中西北农林科
技大学无公害农药研究服务中心张兴教授提供帮助,中国科
学院兰州地质研究所孟仟祥研究员帮助进行挥发油组分的
GCMS分析测定,汉中市阳春药业发展有限公司金银花基
地提供采样等帮助。
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ComparativestudyonyieldandqualityofflowerbudsofLonicerajaponica
withinseveralfloweringstages
LINa1,YOUXinjun1,PENGJuyan1,WANGJunru2
(1.ColegeofLifeScience,NorthwestAgriculture&ForestyUniversity,Yangling712100,China;
2.ColegeofSciences,NorthwestAgriculture&ForestyUniversity,Yangling712100,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatethequalityandquantitychangesofFlosLoniceraceduringfloweringstagesinHanzhong
GAPbaseinorderforproperlyharvestingandqualitycontrol.Method:TheyieldindexofFlosloniceraceinfourfloweringstageswas
determined,andthecontentsofchlorogenicacidandthetotalflavonoidinthesamplesweredeterminedbyHPLCandthecolorimetry,
respectively.ThevolatileoilswereextractedbytheSFECO2andtheconstituentswereanalyzedbyGCMS.Result:Theyieldinthe
firsttwofloweringtimeswasatributedtoaboutmorethan80% oftotalyield,andthenumberofflowerbudsforeachplantinthefirst
timewasalmostthesameasthesumoftheotherthreetimes.Thedryingrateofthethreesitegreenflowerskeptthehighestduringthe
firstfloweringtime,andthedryingrateofthetwositewhiteflowerskeptthehighestduringthesecondfloweringtime.Thecontentsof
chlorogenicacidandthetotalflavonoidinthefirstfloweringtimewerehigherthanthoseinthesecond,andamongthem,thetwosite
whiteflowerskeptthehighest,about35% and132%,respectively.Forthesampleflowersininthesecondfloweringtime,the
threesitegreenflowerskeptthehighestlevelofchlorogenicacidandthetotalflavonoid,about27% and116%,respectively.From
thevolatileoilsamplesinthefiveperiodsofFlosloniceraceinthefirstfloweringtime,19componentswereidentifiedbyGCMS.They
werecomposedbythreetypesofcompounds,ndiolefines,fatyacidsandsteroids.Nonacosaneandhentriacontanehadtherelatively
higheramountwithmorethan40% and20%,respectively.TherelativecontentsofvitamineEwerehighertoo,about815%
1043%.And,gamma5sitostene3ol,stigmasta5,2diene3olandcampesterolwerealsodetected.Amongthesesteroids,therela
tivecontentsofthefirsttwowere490%69%,106%410%,respectively.Conclusion:Thefloweringsamplesinthefirsttwo
timeswereatributedtothemosttothetotalyield.Thesamplesofthetwositewhiteflowerandthewholewhiteflowerhadthehigher
comprehensivequality.ThecomponentsofvitamineEandthesteroidsinthevolatileoilneedtobepaidmoreatention.
[Keywords] FlosLonicerace;floweringstage,bioactives;essentialoil;chlorogenicacid;thetotalflavonoid;microwavedr
ying
[责任编辑 吕冬梅]
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第34卷第11期
2009年6月
Vol.34,Issue 11
June,2009