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Dynamic accumulation of glycyrrhizic acid in Glycyrrhiza uralensis from Ningxia

宁夏乌拉尔甘草中甘草酸的积累变化研究



全 文 :·1878· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第12期2006年12月
5.4荧光鉴别[1]:分别取1、2、3、6号管花秦艽样品
横断面,置紫外灯(365nm)下观察,1、2、3号显金
黄色荧光;6号显黄白色荧光。
另外,为了进一步评价管花秦艽根的品质,还应
用HPLC法对其龙胆苦苷进行了测定。除了6号样
品的量低于2005版《中国药典》规定外,1、2、3号的
龙胆苦苷的量均超出《中国药典》规定的3~4倍
(另文报道)。
6小结
6.1管花秦艽在一些产地被习称为“左拧根”,而麻
花艽被习称为“右拧根”。据笔者观察,管花秦艽的根
向左、向右均可扭曲,亦有不扭曲者,以此作为该药
材的性状特征之一是不妥的。
6.2 管花秦艽根的次生保护组织无典型的木栓细
胞,而常由相邻数个薄壁细胞的部分细胞壁木栓化,
形成一较大的栓化细胞,它们是周皮的主要成分。这
一细胞形态可能是秦艽类药材所共有的特征,具有
一定的生药鉴定意义。另外,根中亦出现中柱裂分现
象,这一点也与秦艽类植物根的构造相类似邛’7]。
6.3从以上薄层图谱中可以推断出,管花秦艽与《中
国药典》品种麻花艽不仅含龙胆苦苷、当药苦苷,且两
者其他化学成分非常相近;即使用不同极性溶剂进行
提取,其色谱图基本一致。同时,用《中国药典》秦艽项
下的各项鉴别方法,管花秦艽亦为阳性结果。
两者化学成分的相似性,为确定管花秦艽作为
秦艽新品种提供了物质基础。
6.4据查阅标本资料以及实地考察,管花秦艽资源
比较丰富。甘肃河西为该省的主要分布区;在青海、
四川、宁夏等省区均有分布[5]。另外,管花秦艽在产
地长期采挖、购销并使用。为保护秦艽原植物物种、
确定新品种并满足秦艽药材的市场需求,尽快对该
地区习用品进行安全性评价以及深入的药效学、栽
培学研究,是十分必要的。
致谢:中国科学院西北高原生物研究所标本馆、
兰州大学生物系标本室、兰州大学药学院药用植物
标本室、甘肃省药品检验所中药标本室、甘肃省医药
学校药用植物标本室等单位在标本查阅工作中给予
大力协助;野外考察工作得到甘肃省食品药品监督
管理局等单位的支持!
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宁夏乌拉尔甘草中甘草酸的积累变化研究
彭 励1’2,张琪2,胡正海1+
(1.西北大学生命科学学院,陕西西安710069;2.宁夏大学生命科学学院,宁夏银川750021)
摘要:目的探讨宁夏半野生型乌拉尔甘草在不同生长期和不同生长环境中甘草酸的变化规律。方法应用高
效液相色谱法分别测定一至四年生乌拉尔甘草中的甘草酸的量。结果在甘草的营养器官中,甘草酸主要分布于
地下器官中,地上茎和叶中量甚低;且在一至四年生甘草的地下根和根状茎中甘草酸的量与其生长年限成正比;不
同生长地区的甘草中甘草酸的量不同。结论甘草的根和根状茎是甘草酸的主要积累部位,其量随生长年限而增
加;光照、降水和土壤类型等环境因子综合影响甘草酸的积累。
关键词:乌拉尔甘草;甘草酸;生长环境;营养器官
中图分类号:R28z.6 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2006)12—1878—04
收稿日期:2006—02—15
基金项目:陕西省自然科学基金(2005Cll6);宁夏区自然科学基金(nz0689)
作者简介:彭励(1962一),女,副教授,在读博士。研究方向为结构植物学与植物化学,主持省级课题1项,参加国家级课题3项,发表
论文10余篇。E—mail:penglill24@163.corn
*通讯作者胡正海Tel:(029)88302684
万方数据
中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第12期2006年12月·1879·
Dynamicac umulationofglycyrrhizicacidinGlycyrrhizauralensisfromNingxia
PENGLil“,ZHANGQi2,HUZheng—hail
(1.CollegeofLifeScience,NorthwestUniver ity,Xi’an710069,China;2.CollegeofLifeSci nce,
NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China)
Keywords:GlycyrrhizauralensisFisch.;glycyrrhizicacid;growingcondition;vegetativeorgans
现代科学研究证实甘草酸是药用甘草中主要药
用成分之一,《中国药典92005年版(一部)收录甘草
的原植物为乌拉尔甘草Glycyrrhizauralensis
Fisch.、胀果甘草G.inflataBat.、光果甘草G.
glabraL.的干燥根和根状茎,并规定其中甘草酸的
量不得低于20A[1]。药用甘草野生资源主要分布于
我国西北干旱区域的温带荒漠区和温带草原区,其
中乌拉尔甘草是我国甘草资源中分布最广的1
种[2]。近年来,由于国内外市场对甘草的需求量不断
增加,而野生甘草资源日愈减少,用人工栽培甘草代
替野生甘草已成为必然的趋势。针对人工栽培甘草
技术工作的需要,本实验以生长在宁夏干旱荒漠区
的乌拉尔半野生型甘草为主要对象,对甘草酸在其
植株营养器官中的分布和积累规律进行研究,探讨
其原因,为甘草的栽培管理和采收提供科学依据。
1仪器与试剂
高效液相色谱为美国安捷伦公司生产Agilent
1100;检测器VWDGl314A,四元梯度泵Quat—
pumpG1314A;超声清洗仪为国产KQ5200B;化学
试剂:甲醇为色谱纯(进口),其他试剂均为分析纯
(国产);微滤膜为0.22弘m(天津奥特赛恩斯仪器
有限公司);甘草酸单铵盐(质量分数≥98%)购于
成都思科华生物技术有限公司。
2材料与方法
2.1材料采集与处理:于2005年10月初分别在宁
夏盐池高沙窝、红寺堡、陕西西安等地采挖各生长年
限的生长健壮、无病虫害乌拉尔甘草Glycyrrhiza
uralensisFisch。植株各5~10株,野生甘草2株。
分别取其叶、地上茎、地下根状茎、主根(直径>o.5
cm)自然干燥,然后粉碎过40目筛。随机抽取各粉
末样品3份,测定前经烘箱50℃烘15h后,取出,
置干燥器冷却至室温备用。
2.2不同生长区气候因子和土壤因子概况:见表1、2。
2.3甘草酸测定
2.3.1 色谱条件:色谱柱AgilentZORBA×SB—C。。
ODS(250mm×4.6mm,5弘m),柱温30℃;流动
相为甲醇一0.2mol/L醋酸铵一冰醋酸(67:33:1);
进样量10肚L;体积流量为1.0mL/min;检测器
表1不同生长区的气候因子
Table1 Climatefactorsfvariousgrowingareas
表2不同生长区的土壤因子
Table2 Soilfactorsfvariousgrowingareas
VWDG1314A,检测波长250nm。
2.3.2对照品溶液和供试样品液制备:均按照《中
国药典))2005版甘草项下操作n]。
2.3.3线性关系考察:分别吸取2、4、6、8、10、12、
14、16肛L对照品溶液,自动进样,以进样量为横坐
标,对照品的峰面积为纵坐标绘制工作曲线,得到线
性回归方程y一5.8835+139.841X,r一
0.9997,在0.4~32.0/-g/rnL线性关系良好。
3结果与分析
3.1 甘草酸对照品及样品提取液的HPLC色谱
图:见图1。
3.2不同营养器官中甘草酸量比较:由表3可见,
一至四年生的半野生甘草中,甘草酸在植株中的
积累部位和量的变化呈现一定的规律性。表现为甘
草酸主要分布于地下营养器官中,而甘草地上茎和
叶中的量很低甚至没有。就地下器官而言,一至四年
生主根和根状茎中甘草酸的量随着甘草生长年限增
加而呈现递增的趋势,且主根的甘草酸的量均明显
大于根状茎;四年生甘草主根的甘草酸的量最高为
4.48%,与生长在同一环境下的野生甘草相比,其甘
草酸的量十分接近。
3.3不同产地乌拉尔甘草主根和根状茎中甘草酸
量的比较:由表4结果可见,同一种苗来源、同一生
长年限(--年生)的半野生甘草,在不同生长地区其
主根和根状茎中甘草酸的量存在明显差异。陕西西
安的甘草根和根状茎中甘草酸的量最低,分别为
万方数据
·1880· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第12期2006年12月
扩■了了矿i■而矿
f/rain
A一甘草酸对照品B一甘草叶C一甘草地上茎D甘草根状茎E一甘草根

A—glycyrrhizicacidreferencesubstanceBleafofG.uralensisC—stemofG.uralensisD—rhizomeofG.uralensisE—rootfG.uralensis
图1 甘草酸(A)和样品(B~E)HPLC色谱图
Fig.1HPLCChromatogramsf lycyrrhizicacid(A)andsamples(B—E)
表3一至四年生半野生甘草不同营养器官中甘草酸(髭一3) 皂苷类成分在高等植物中分布十分广泛,但它
Table3 Glycyrrhizicacidindifferentv getative
organsofsemi—-wildl coriceinone--
tofour-years—old(露一3)
表4不同产地甘草根与根状茎中甘草酸
Table4 Glycyrrhizicacidinrootsandrhizomes
oflicoricefromvarioushabitats
0.83%和0.82%,而宁夏盐池半野生甘草根和根
状茎中甘草酸的量为最高2.34%和1.59%;宁夏
红寺堡甘草根和根状茎的量为1.84%和1.55%。
4讨论
甘草酸是中药甘草产生临床药理作用的主要物
质基础之一,对其在原植物中的分布和积累变化规
律的研究,无疑对指导人工种植技术和综合开发利
用有重要的意义。笔者曾收集和总结了近20年来国
内外有关甘草的生物学和化学方面的研究报道[3],
发现涉及甘草酸在甘草各营养器官内的分布和积累
变化规律的研究报道甚少。半野生型甘草是指种植
甘草的过程中,播种或移栽后基本不予管理,让其进
行自然生长的一类栽培甘草[4]。目前,由于自然条件
和社会经济条件的限制,这种甘草的种植模式在干
旱荒漠草原区较为普遍和实用,不仅可促进甘草资
源恢复,而且是保护和治理草原生态环境的重要措
施。但对半野生型甘草中主要药用成分的积累变化
规律及与野生甘草的差异尚未见报道。
们存在的类型及在植物器官的分布模式具有多样
性,杜丽娜等r53等认为“植物次生代谢的一个基本特
征是次生代谢产物在植物体内不是普遍存在的,而
是限制在一些特定的器官或组织与细胞中”。对薯蓣
皂苷[6]、绞股蓝皂苷口3的研究也证实了这一观点。笔
者的研究结果显示,在半野生型乌拉尔甘草中甘草
酸主要存在于植株主根和根状茎中,地上茎和叶中
的量甚少,显然,传统中医理论中取其根或根茎为药
材是有科学道理的。对次生代谢产物积累的作用机
制有几种假说,其中碳素/营养平衡假说认为:植物
体内以C为基础的次生代谢物质,如酚类、萜烯类
和其他一些仅以C、H、O为主要结构的化合物,与
植物体内的C/N(碳素/氮素)比呈正相关口]。米海
莉等[9]研究报道了野生乌拉尔甘草中C/N比值的
变化规律表现为根>茎>叶。由此可见,甘草酸在植
株中的分布和变化与甘草中C/N比值的变化具有
一致性。研究结果还显示:在不同年生的根和根状茎
中,甘草酸的量随生长年限的增加而增加,四年生半
野生型甘草中甘草酸的量与野生甘草中甘草酸的量
相当,完全可以取代野生甘草以满足市场需求。这一
结果也可作为确定这种类型甘草药材合适采收年限
的依据。
张康健等[1叼提出,生态环境对植物的生长发育
及次生代谢产物的合成和积累有直接或间接的影
响。地理因素、土壤、海拔、光照、温度、湿度都是影响
次生代谢产物量的因素。对比研究结果可以看出,生
长在降雨量少、蒸发量大、光照充足的偏碱性沙质淡
灰钙土地区的甘草,其甘草酸的量较高。相反生长在
降雨偏多、光照时间少、偏酸性黏壤土地区的甘草,
其甘草酸的量较低,显然这些生态环境因子是不利
于甘草酸积累的。廖建雄等[11]认为适当的干旱协迫
有利于甘草酸的形成,因此甘草酸的积累和变化是
多因素综合作用的结果,但是哪些环境因子对甘草
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第12期2006年12月·1881·
酸积累起主导作用还需进行更细致和深入研究。
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RP—HPLC法测定甘草废渣及不同产地甘草中甘草查耳酮A
杨琳2“,车庆明P,孙启时2
(1.北京大学医学部药学院,北京100083;2.沈阳药科大学中药学院,辽宁沈阳110016)
甘草为豆科植物甘草Glycyrrhizauralensis
Fisch.、胀果甘草G.inJqataBat.或光果甘草G.
glabraL.的干燥根及根茎。具有补脾益气、祛痰止
咳、清热解毒、缓急止痛、调和诸药之功效,素有“国
佬”之称。甘草的化学和药理学研究表明,甘草酸和
甘草黄酮类成分是其主要的有效成分,其中黄酮类
成分具有显著的抗溃疡、抗肿瘤、抗氧化、抑菌、抗
炎、降血脂、镇痛等药理活性,同时还被广泛用于食
品添加剂及化妆品领域口’2]。长期以来,工业化生产
只对甘草中的甘草酸作为主要有效成分进行提取,
提取甘草酸后的甘草药渣则被当作废渣遗弃,造成
了环境污染和资源浪费。为了更加合理地利用有限
的甘草资源,笔者对工业提取甘草酸后的甘草废渣
进行了系统的化学研究,从中分离得到了以甘草查
耳酮A为主要成分的多种黄酮类化合物。文献报
道[3],甘草查耳酮A有抑制肿瘤发生、抗病原微生
物、抑制杜氏利什曼原虫和硕大利什曼原虫的前鞭
毛体和无鞭毛体的生长等作用,体外对革兰氏阳性
球菌、杆菌和棒型菌有明显的抑制作用。目前,有关
甘草废渣中甘草查耳酮A的定量测定尚未见报道。
本实验首次采用RP—HPLC法对甘草废渣及其相关
药材中甘草查耳酮A的量进行了比较,以期为甘草
废渣的回收利用提供依据。本方法简便,快速,灵敏
度高,适合常规分析。
1仪器与药品
Agilent1100型高效液相色谱仪;G1365B
MWD型紫外检测器;G1311A四元泵;G1316A柱
箱;Agilent1100型数据处理系统;旋转蒸发仪(上
海申生科技有限公司)。
甘草药材经由沈阳药科大学孙启时教授鉴定,
新疆产甘草为胀果甘草G.inflataBa .,内蒙产甘
草为甘草G.uralensisFi ch.。
甲醇(色谱纯、分析纯)、四氢呋喃(色谱纯)、
冰醋酸(分析纯)、去离子水,甘草查耳酮A自制,
由甘草废渣中分离得到,经光谱、色谱法鉴定,质量
分数>98%。
2方法与结果
2.1 色谱条件:色谱柱BischoffC18(150nlm×
2.0mitt,5肛m)色谱柱;流动相:甲醇一四氢呋喃一l%
醋酸的水溶液(46:10:44);检测波长:377nm;体
收稿日期:2006—03—14
作者简介:车庆明(1958一),男,教授,主要从事中药化学及其成分的药理代谢研究。Tel:(010)82802468
*通讯作者
万方数据
宁夏乌拉尔甘草中甘草酸的积累变化研究
作者: 彭励, 张琪, 胡正海, PENG Li, ZHANG Qi, HU Zheng-hai
作者单位: 彭励,PENG Li(西北大学生命科学学院,陕西,西安,710069;宁夏大学生命科学学院,宁夏,银
川,750021), 张琪,ZHANG Qi(宁夏大学生命科学学院,宁夏,银川,750021), 胡正海,HU
Zheng-hai(西北大学生命科学学院,陕西,西安,710069)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2006,37(12)
被引用次数: 2次

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