全 文 ：聚类分析法在砂仁及其常见伪品鉴别中的应用
浙江医科大学生药教研室 ( 杭州 31 0 0 0 6 ) 孙红祥 .
浙江省金华卫生学校 岁国海
摘共 中药砂仁的植物来派达 03 余种 。 将 3种正品砂仁和 1 种较常见的伪品砂仁作为 14 个 分 类 单
位 , 以形态为主兼顾组织结构 , 列出 35 项性状 , 用全链 法 、 中间距离法 ( 日二 0 ) 、 重心法 、 类平
均法和离差平方和法等5种系统聚类分析方法来探索它们的相似程度 , 业提供这些药材的分种检索
表。
关健词 豆范属 山姜属 砂仁 聚类分析
砂仁为常用中药 , 有行气止痛 、 健脾 、 止呕 、 安胎的功效 , 为姜科植物阳春砂仁 A m。 。 一
姗 厉 “ oS “ m L ou r . 和海南砂仁 A . lo gn l匆 “ lar e T . L . w u 的千燥成熟果实 。 《 卫生部进 口药
材暂行标准 》 尚收载了同属 植物缩砂 A . x a nt h沁 id se W al l . e x B ak . 的千燥果实或种子团 。 由
于砂仁货源紧缺 , 商品中往往掺入其他植物的果实 , 冒充正品砂仁 。 目前有 豆落属 A 。 。 m “ 。
L
.
12 种和山姜属 A IiP 爪。 R o x b . 18 种植物的果实或种子团误作砂仁或称土砂仁在民间使用 ,
造成砂仁药材混乱 。 今试图在前人研究基础上 , 应用聚类方法鉴别砂仁及其常见 的伪品 , 根
表 1 分类单位
阳春砂仁 A 沉 。 价。 用 t, i l l o s “ 爪
海南砂仁 A . 1 0 ” 9 1 11夕 u l a r e
缩砂 A . 义 a ” t h ` o i d e s
海南假砂仁 A . e h `” e ” s e
长序砂仁 通 . t八y s o i d e u 仍
细砂仁 A 。 m ` e f o c a r P u爪
沈果砂仁 A . 爪 u r i c a r P u 沉
山姜 A l户 f” ` a j a p o ” ￡c a
高良姜 A . o f f i石 ” ar “ ,
华 ILJ 姜 A . e h`” e n s ` s
光叶云南草落 A . b l e夕人a r o e a v a r . 夕 l a b r i o r
长柄山姜 A . k脚 a n夕 s f” S f s
艳 ILJ 姜 A . 之 e f “ 爪 b e t
箭杆风 A . s t o e人夕 o id e s
O甘八“ ,.
,
月心且
据聚类树系图业结合其它研究结果进行深入
讨论后得出简便 、 完全 、 合理的 分 种 检 索
表。
1 材料
生药砂仁伪品据调查达 30 余种 , 有的仅
在局部地区使用 。 现选用 3种正品砂仁 及 其
1 种常见伪品作为分类单位 ( 表 1 ) 。
2 方法
通过观察 14 个分类单位的形态业参考文
献〔 1一幻 , 选取种内相对稳定 、 种 间有 较 大
差异的性状 35 项编上号码 ,计二元类型 16 个 ,
有序多态类型 9个 , 定量数值类型 10 个 作 为
数量分类的依据 ( 表 2 ) 。
将原始数据经标准差标准化处理 , 用欧
氏距离系数作为表征相似程度的定量依据 。
l 2
13
建立距离系数矩阵后 , 用全链法 、 中间距离法 ( 日= o ) 、 重心法 、 类平均法和离差平方
和法等 5种方法进行系统聚类 , 得出各自的树系图 ( 图 ) , 从每个树系图中找出若千分界值 ,
依据距离系数从小到大的顺序 , 命名为 L l 、 L : 、 L o3
全部计算和作图均在 I B M微机上用 B A sI C语言编写的程序完成。
3 讨论
5种系统聚类分析结果除中间距离法和类平均法一致 , 余各法均有 一 定差异 , 不过 , 各
.
A d d
r e s s : s u n H o n g x i a n g
,
D e p a r t m e n t
o
f P h
a r
nt
a e o g n o : y
,
Zh e j i a
n g M e d i e i n a l u n i v e r s i t y
,
H a n g
z h o u
4 a 2
裹 2 斑类分析用性状
序号 性 状 编码类型 序号 性 状 编码类型
数多二功2013刘5678”34二数多果实形状果实长
果实直径
N
o
。
02
,
N o
。
0 3
果实表 面有无刺
果实表面有无纵沟
果实表面有无纵棱
果实有无宿存花被管
果实表面有无毛茸
果皮质地
每室种子数
种子形状
种子颜色
种子表面有无光泽
种子表面有无细速突起网纹
种子表面有否颗拉状突起
种子背面有无纵沟
种子长
种子直径
N
o 。 1 8
,
N o
。
1 9
种脊形状
子叶状况
气
种子表皮细胞形状
种子表皮细胞径切向直径之 比
种子下皮细胞列数
种子表皮细胞和下皮细胞脊状隆起 否
种子 下皮细胞含色素情况
种子油细胞分布情况
种子色素细胞列数
种子色素细胞是否皱缩
内种皮 细胞径切向 直径之 比
内种皮细胞胞腔形状
合点处种皮增厚明显否
内胫乳形状
012345678”5
二” 表示二元特征 “ 多” 表示有序多态特征 “ 数” 表示连续数值特征
L , .
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田 树系图
A
一全链法 B 一 中间距离法 C 一重心法 D · 类平均法 E 一离差平方和法
《 中草药 》 1 9 , 4年第 2 5卷第 9 期 一 4 8 3 .
法的 L I均能将 《 中国药典 》 收载的 2 种正品砂仁与其它砂仁区分开来 , L : 分界线显示 3种正
品砂仁呈 1类 , 余 1 种砂仁各自成 1类 , 前 l类与后 1类之间区别明显 、 可见 , 聚类分析在砂仁
及其常见伪品鉴定中应用的结果是比较理想的 。 另外 , 图 A 、 B 、 D 中 L 3能将 豆 落 属和山姜
属的砂仁区分开 。 下面以图 B 、 D为基础 , 结合其余各法分类结采进行讨论 。
图 B 、 D中 , 将 砂 仁 分为 4类 , 即 I : 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 ; 卜 9 , 1 8 , 1 0 , 1 4 ,
F : 1 1
, 1 2 , 1 3
。 第一类包括豆落属 7种砂仁 , 其余三类包括山 姜 属 7种砂仁 , 在图 1中 , 这
三类结合成 1大类 , 此类与第一类在果皮质地 , 是否具刺 , 合点处种皮增厚明显否 , 种脊 、 内
胚乳 , 子叶形状等 6项性状上明显对立 。 高良姜除在图 1外 , 均保持孤立 , 其果实被毛 , 果皮
薄革质 , 每室种子 7 ~ 9枚 , 种脊沟状 , 与山姜属余 6种砂仁有明显 区 别 , 其 自成一类有一定
道理 。 鉴 于其种子合点明显 , 脊面无纵沟 , 内胚乳盘状 , 内种皮细胞径切向 直 径之比大于 2
等特征 与上述第三类一致 , 在图 1中 , 其亦先与华山姜结合 , 故这两类较接近 。 第四类 3种砂
仁属艳山姜亚属 , 它们共同特征恰与第三类特征相反 。
以 L : 为分界值 , 可将 3种正品砂仁与同属 4种 伪 品分开 ,主要在种子的光泽 、 细密网纹 ,
内胚乳形状 , 种子表皮和下皮细胞脊状隆起否 、 种脊处内种皮是否向内突起和气等性状上有
区别。 后 4种砂仁中又以长序砂仁和海南假砂仁较相似 , 细砂仁类似扰果砂仁 。
分界值 L : 又将 3 种正品砂仁分为两类 , 即药典收载的 2种砂仁成 l 类 , 缩砂另立 1类 , 2类
主要区别在于果实形状。
根据上述讨论 , 现将 3种正品砂仁及其 1 种常贝伪品的分种检索列表如下 :
分 种 检 索 表
1 ( 14 )
. 果皮薄革质 , 具软刺 ; 合点处种皮增厚不明显 , 种脊 浅沟状 : 内胚乳扁球形或喇叭状 , 子叶顶端
弯 ( 豆范属 A , o m 。 济 L . ) 。
2 ( 7 )
.果实具纵沟 ; 种子有光泽 , 具细密网纹 , 内胚乳喇叭状 , 表 皮 和下 皮细胞呈脊状隆起 , 种脊处内
种皮向内突起明显 。 具樟脑气 。
3 ( 4 )
. 果实球形 , 长与直径之比近于 _ .1 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … …缩砂
4 ( 3 )
. 果实长圆形 , 长与直径比大于 1 。
5 ( 6 )
. 果实外表纵棱明显 ; 种子灰棕色或棕色 , 色素 细 胞 3~ 5列 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … 海南砂仁
6 ( 5 )
. 果实外表纵 棱不明显 ; 种子深棕色 , 色素细 胞 4~ 6列 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · , · · · · · ·… … `… …阳春砂仁
7 ( 2 )
. 果 实 有或无纵沟 , 种子无光泽和网纹 , 内胚乳扁球形或喇叭状 , 表皮和下皮细 胞 有 的呈脊状 隆
起 , 种脊处内种皮向内突起不明显 , 无樟脑气 。
8 ( n )
. 果实有 3条纵沟 , 每室种皮数不超过 12 , 表皮和下皮细胞呈脊状隆起 。油细胞分散于色素细胞间 。
9 ( l 。 ) . 种 子 长圆形 , 暗棕色 , 内胚乳喇叭状 , 下皮细胞 2列 , 油细胞分布于色 素 细 胞 间 , 色素层细胞
5~ 9层 , 味稍凉 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … …海南假砂仁
1 0 ( 9 )
. 种子不规则多面体 , 捺黑色 , 内胚乳扁球形 , 下皮细胞 1列 , 油细胞分布于细胞间外 侧排成 1列 ,
色素细胞 4一 5层 , 味微苦辣 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … 长序 砂仁 。
1 1 ( 8 )
. 果实无纵沟 , 表皮和下皮细胞不隆起 , 每室种子数超过 15 , 油细胞排成 1列 。
1 2 ( 1 3 )
. 果实长圆形 , 长与直径之比大于 1 . 5 ; 种子不规则多面体 , 黑色 , 内胚乳扁球形 , 色素细 胞 1~ 2
层 , 皱缩 , 气芳香 , 味凉 · · · · · · , · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … 细砂仁
1 3 ( 1 2 )
. 果实球 形 , 长与直径比近于 1 , 种子近球形 , 暗红色 , 内胚乳喇叭状 , 色 素 细 胞 4~ 6层 , 不皱
缩 , 气微香 , 味微酸 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … …浇果砂 仁
1 4 ( 1 )
. 果皮膜质或革质 ( 仅高良姜为薄革质 ) , 无软刺 , 合点处种皮增厚明显 , 种 脊 多 形 , 内胚乳盘
状或两侧向上延伸 , 子叶弯折 ( 山姜属 理lP ￡川 a R o x b . ) 。
·
4 8 4
.
5 1(2 )
. 种子合点明显 , 背面不具纵沟 ,内胚乳盘状 ; 内种皮细胞径切向直径比大于 2 。
1 6 ( 17 )
. 果实被毛 : 果皮薄革质 , 每室种子数 7~ 13 , 种子扁球形 , 下皮细胞 1列 。 油 细胞 成列 , 种脊沟
状 , 气芳香 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … …高 良姜
1 7 ( 1 6 )
. 果实无毛 , 果皮膜质 , 每室种子数不超过 7 , 种子贝壳状或不规 则 , 下 皮细胞 2列 , 油 细 胞分
散 , 种脊窄沟状或宽沟状 , 气微香或香 。
1 8 ( 21 )
. 果实缩存花被管 , 每室种子数 2 、 7 , 种子具粗纹理或浅纵棱 , 种脊宽沟状 , 色 素 细 胞壁 不明
显 , 味凉 。
19 ( 2 0 )
. 果实具细纵棱每室种子数 2~ 7 , 种子浅棕色 , 具粗纹理 , 下皮细胞含色素少 , 气香 · · · · · · … … 山姜
2。 ( 19 ) . 果实无细纵棱 , 每室种子数 2~ 5 ; 种子灰棕色 , 有浅纵纹 , 下皮细胞含色素较多 , 氧微香
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
.
· · · · · · · ” · … 箭 杆风
21 ( 18 )
. 果实无宿存花被管 , 每室种子 数 1一 3 , 种子具细皱纹 , 背面一端浅裂 , 种脊窄 沟 状 , 内胚乳有
时两侧向上延伸 , 色素细胞璧明显 , 味微辣 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … 华 山姜
2 2 ( 15 )
. 种子合点不明显 , 背面具纵沟 , 内胚乳两侧向上延伸 , 内种皮细胞径切向直径比小于 2 。
23 ( 26 )
. 果实无宿存花被管 , 具 3条纵棱 , 成熟时 3裂 , 种子表面较粗糙 , 密布颗粒状突起 。
2 4 ( 25 )
. 果实长圆形或球形 , 每室种子数6 ~ 10 , 色素细胞 4~ 6列 , 气特殊 , 味微辣 · · · … …光叶云南草葱
25 ( 24 )
. 果实球形 , 每室种子数9 一 19 , 色素细胞 7 ~ 9列 , 气微 , 味微酸 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … …长柄山节
2 6 ( 23 )
. 果实有宿存花被 , 具多条纵纹 , 成熟时不 3裂 , 表面无颗粒状突起 , 下皮细胞 2一 3列 , 气似松姜
油 , 味凉辣 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … 艳山 姜
参 考 文 献
陈世文 ,
陈世文 ,
翰茂祥 ,
1 1
赖茂祥 ,
等 。 中药通报 , 1 9 8 8
等 . 中国中药杂志 ,
等 . 中国中药杂志 ,
1 3 ( 6 ) : 4
1 9 8 9
,
1 4 ( 1 )
1 9 8 9
,
1 4 ( 5 )
等 . 中国中药杂志 , 1 9 8 9 , 14 ( 了 )
杨兆起 , 等 。 药物分析杂志 , 10 5 5 ( 6 ) : 3 5 1
陈毓享 , 等 . 中药材科技 , 19 83 ( 6 ) : 28
冯用南 , 等 。 中药材科技 , 1 9 83 〔 4 ) : 25
孙宝善 . 河北 医药 , 1 9 8 3 ( 1 ) : 9
( 1 9 9 3一 0 8一 0 9收稿 )
1 0
( 上接 第4 6 1页 )
含有多种成分 , 为避免对样品的干扰 , 采用盐酸溶解 , 除去不溶于盐酸的脂溶性等成分 。
1
.
1
.
3 以原儿茶醛作对照品有以下优点: 有现成试剂出售 , 固体 , 稳定性好 〔 5〕 , 且 原儿茶
醛含量与临床疗效相关 , 当原儿茶醛在药液中的浓度低 于 o . s m g / m l时 , 对血小板聚 集的抑
制率很低 , 可见对其进行质控是有意义的〔6 〕 。
原儿茶醛易溶于乙醇 , 乙醚等 , 在水中很易被氧化而变色〔 7〕 , 且在碱性条件下 , 原 儿
茶醛等酚性成分很不稳定〔 5〕 , 故本法采用 1m ol 盐酸溶解配液 。
1
.
1
.
4 本 口服液采用甜菊贰作为矫味剂 , 亚硫酸氢钠作为抗氧剂 , 经 T L C检查 , 它 们对原
儿茶醛测定无影响 。
1 上海第九制药厂 . 医药工业 , 1 9 7 3 ( 1 )
2 姚松林 , 等 。 中国药学杂志 , 均 89 ( 5 )
8 中华人民共和国药典 ( 7 版 ) 。 1 15
4 杨 药 , 等 . 中成斟研究 , 1 9 86 ( 1 。 ) :
6 刘瑞玲 , 等 . 药物分析杂志 , 19 83 ( 3 )
《 中草药 》 1 9 9 4年第 2 5卷第 9 期
参 考 文
14
2 8 6
1 0
1 6 3
温天明 , 等 . 中成药研究 , 1 9 84 ( 6 ) : 1
阐毓铭 , 等 。 中药化学实验操作技术 。 北京 : 中
国医药科学出 版社 , 1 9 8 8 . 20 了
( 19 94
一 0 4一 0 5收稿 )
·
4 8 5
.