全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 28(5)：694— 697 2008年 9月
光照强度对广西莪术挥发油及莪术醇含量的影响
陈 旭，曾建红
(桂林医学院 药学院，广西 桂林 541004)
摘 要：采用水蒸气蒸馏法(xD)提取广西莪术挥发油，气相色谱法测定莪术醇的含量，并用 SPSS10．0统计
分析软件对数据进行分析，以探讨光照强度对主要有效成分挥发油和莪术醇生物合成途径的影响。结果表明
光照强度为85 时，莪术挥发油和莪术醇含量最高，二者之间相关性显著。分析认为光照强度对莪术主要有
效成分生物合成与积累影响显著，莪术挥发油和莪术醇生物合成的最适光照强度为85 。
关键词；广西莪术；光照强度；挥发油；莪术醇；生物合成
中图分类号：Q541 文献标识码：A 文章编号：1000—3142(2008)05—0694—04
Effect of light intensity on volatile oil and
crucumol content in Curcuma kwangsiensis
CHEN Xu，ZENG Jian-Hong
(Pharmaceutical School， ilin Medical C。llege，Guilin 541004，China)
Abstract：The volatile oil of Curcuma kwangsiensis was distiled by the steam distilation(XD)and the crucumol was
determined by GC，and then the data was analysed by SPSS10．0 in order tO discuss the effect of light intensity on bio—
synthetic pathway of volatile oil and crucumo1．The results showed that when the light intensity was 85 ，the vola—
tile oil and erucumol content were the highest，the correlation were significant between the two．The analysis showed
that，the efect of light intensity on the biosynthesis and accumulation was remarkable and the suitable light intensity
was 85％．
Key words：C．kwangsiensis；light intensity；volatile oil；crucumol；biosynthesis
广西莪术(C1Arcuma kwangsiensis)为姜科多年
生草本植物，主产于广西、云南、四川I等地(中华人民
共和国药典委员会，2005)。广西莪术以干燥根茎入
药，其主要有效部位为根茎和根。中药莪术中富含
挥发油，具有较好的抗肿瘤、抗炎、抗病毒作用，其抗
肿瘤有效成分主要为 榄香烯、莪术醇、莪术酮、莪
术二酮和异莪术醇等萜类化合物。植物的次生代谢
是植物在进化过程中对复杂的外界环境变异适应和
选择的结果。因此，药用植物中次生代谢成分的形
成和积累除了由其遗传特性所决定外，还与其生态
环境因素密切相关。在植物化学生态研究中，光照
强度是广泛受到重视的生态因子，它影响着许多植
物的次生代谢过程。如生于阳坡的金银花中绿原酸
的含量高于阴坡(陈强等，1994)；颠茄在露天栽培时
的阿托品含量为0．70 ，而隐蔽条件下则为0．38
(陶曙红等，2003)。对于萜类化合物的积累，Lan—
genheim(1994)报道光照强度的增加会促进萜类化
合物的积累，而 N、P、K减少，将使萜类化合物的含
量下降。因此，研究光照对莪术倍半萜类化合物
— — 挥发油及主要活性成分莪术醇生物合成代谢的
影响，有助于了解莪术挥发油及莪术醇的生物合成
过程和生态因子的关系，为增加莪术有效成分在植
物体的富集，提高药材的品质，为莪术的良种选育、
规范化种植和质量控制提供理论支撑。
收稿日期 ：2008—03-13 修回日期 ：2008—06—20
基金项目：广西自然科学基金 (0447101)[Supported by Natural Science Foundation of Guangxi(0447101)]
作者简介：陈旭(1966一)，女，湖南隆回人，副教授，主要从事中药及中成药质量标准及标准物质的研究，(E—mail)ehenxu@glmc．edu．cn。
5期 陈旭等：光照强度对广西莪术挥发油及莪术醇含量的影响 695
1 试验材料与仪器
1．1试验材料与田间设计方法
选种质来源一致、栽培条件相同、无病虫害植
株，以消除个体差异对试验的影响。将试验材料栽
植于桂林永乐中药材种植基地。在 自然光照条件
下，采用增加塑料纱网层数的办法降低光照强度，设
置的纱网层数分别为 0、1、2、3、4、5层，对照为全光
照。每小区遮盖面积 1．0 m ，随机区组设计，3次重
复。6月上旬晴天的中午阳光直射时测定光照强
度。各处理对应 的相对透光 光强分别为：对照
100 9／6(CK)、85 9／6(A)、72 (B)、62 9，5(C)、42 9，6
(D)、32 (E)、18 (F)。试验材料开始遮荫处理的
时间为5月上旬，试验结束时取被遮盖下方中心部
位的根茎用于室内测定分析。材料采收后洗净、切
片、晒干、打碎，干燥器储藏备用。所有药材经本教
研室鉴定为姜科姜黄属植物广西莪术。
1．2仪器与试剂
IM一2D照度计；Agilent 6890N气相色谱仪；
FA1004型电子天平；调温加热器；挥发油测定器及
回流冷凝装置一套。莪术醇对照品(中国药品生物
制品检定所，批号 1018520104)。本实验所用试剂
均为分析纯。
2 方法与结果
2．1挥发油的提取
挥发油的提取及出油率的测定根据 2005年版
《中华人民共和国药典(一部)》附录 XD挥发油测定
法，分别称取上述不同遮荫处理方式生长的广西莪
术药材 50 g，置 1 000 mL圆底烧瓶中，加水 400 mL
及数粒玻璃珠 ，振摇 均匀 ，浸泡 2 h，连接挥发油测
定器与回流冷凝管，自冷凝管上端加水使充满挥发
油测定器的刻度部分并溢流入烧瓶为止，置加热套
中，设定加热温度为 130～140℃，缓缓加热至微沸
7 h，冷却 10 min，开启挥发油测定器下端活塞，将水
缓缓放出，至油层上端到达刻度 0线上面 5 Film处
为止。放置 1．5 h，再开启活塞使油层下降至其上
端恰与刻度零线平齐，读取挥发油量体积。
2．2色谱条件及系统适用性试验
HP-5(O．32 minx 3O m，0．25 m)石英弹性毛细
管柱，进样口温度 200℃，FID 250℃，不分流，流速
1．0 mL·min ；程序升温，初始 6O℃，保持 4 min，以
3℃ ·mif 升至 210℃(朱亚尔等，2006)。在此色谱
条件下，莪术醇峰与其它峰能有效分离，如图1。
0 40 50
图 1 广西莪术挥发油色谱图
Fig．1 Chromatogram picture of volatile
oil from C．kwangsiensis
A．对照品；B．样品t 1；莪术醇。
A．Reference substance；B．Sample~1．Crucumo1．
2．3对照品溶液的制备
精密称取莪术醇对照品 2．5 mg，置于 5 mL容
量瓶中，加醋酸乙酯分别制成 2 000 g·mL 和
400 g·m 的对照品溶液。
2．4样品溶液的制备
分别精密称取 10 g不同遮荫处理广西莪术药
材粉末，置 500 mL圆底烧瓶中，加水 300 mL，挥发
油提取法同“2．1项”，管中加醋酸乙酯 2 mL提取 2
次，每次 4 h，分别用醋酸乙酯将挥发油转移至 1O
mL容量瓶中，醋酸乙酯至刻度，摇匀，即得。
2．5线性关系考察
精密吸取高含量的 2 000 g·mL 莪术醇对照
品溶液 0．2，0．4，2，4，1O mL置 1O mL容量瓶中，加
醋酸乙酯定容至刻度，摇匀，精密取 1 L，注入气相
色谱仪，以峰面积为纵坐标，莪术醇量为横坐标，进
行线性 回归，得线 性方程 Y一2．09X一21．67，r一
0．999 8，表明莪术醇在 40．0～2 000 txg·m 具有
良好的线性关系。
2．6精密度试验
分别取同一份对照品溶液，按“2．2项”设定的
色谱条件，连续进样 6次，测定峰面积，精密度 RSD
：0．34 oA，表明精密度良好。
2．7稳定性试验
取同一份对照品溶液，分别于 0，1，2，4，8，l6，
24 h按“2．2项”设定的色谱条件进样分析，结果样
品 RSD=1．67 ，被测成分在 24 h内稳定。
696 广 西 植 物 28卷
2．8重复性试验
精密称取同一样品 10 g，6份，按“2．4项”制备
样品溶液，以上述 色谱条 件测定，结果 RSD=
1．8 9／6，方法重复性良好。
2．9加样回收率试验
称取已测得含量的样品 5 g，共 12份，置 500
mL圆底烧瓶中，精密加入 2 000／zg·m 和 400
g·mL- 的对照品溶液高、低含量各 6份，加水 300
mL，按“2．4项”制备样品溶液，按“2．2项”设定的色
谱条件进行测定，以测得的峰面积计算含量及回收
率，结果高、低含量的回收率分别为 98．0 (RSD=
2．0 9／6)，100．5 (RSD=1．9 )。
2．10样品挥发油和莪术醇含量的测定
按上述条件提取和测定不同遮荫处理样品挥发
油和莪术醇的含量，用 SPSS10．0统计软件对数据
进行统计分析，结果见表 1、图2。
表 1 不同光照强度下挥发油和莪术醇的含量
Table 1 The volatile on and crucumol
content under different light intensity
注：与 CK比较， P
difference．
CK A B C D E F
相对光照强度 ReI ati ve I ight i ntensity
图 2 光照强度对挥发油和莪术醇含量的影响
Fig．2 Effect of light intensity on volatile
oil and crucumol content
光照强度对广西莪术挥发油和莪术醇的含量影
响较大。挥发油和莪术醇的含量并不是随着光照强
度的增加而线性增加，而是存在一个最适光强，处在
这一临界光强条件下的挥发油和莪术醇的含量最
高，大于或小于这一临界光强，其含量下降。
CK、A、B、C、D、E、F的挥发油含量分别是
2．245 O％、2．429 7 、1．292 O 、1．058 O 、1．475 0 、
0．812 O 、0．911 7 ，不同的遮荫处理与CK比较，挥
发油含量差异均达到显著水平(P
含量分别为 108．23 、57．55 、47．135 、65．71 oA、
36．17％、40．6l ，可以看出适度遮荫(相对透光光强
为 85 )明显提高了挥发油含量。
CK、A、B、C、D、E、F的莪术醇含量分别是
0．048 3 、0．048 5％、0．023 1 、0．022 4 9／6、0．036 1 9／6、
0．004 8％、0．004 9 ，不同的遮荫处理与CK比较，处
理 A与对照 CK莪术醇含量元显著差异(P>0．05)，
其它处理与对照 CK莪术醇含量均有显著差异(P<
0．05)。可以看出适度遮荫(相对透光光强为85 9／6)是
莪术醇生物合成的最宜光照条件。
2．11挥发油与莪术醇含量相关性分析
选择处理 A的样品按上述条件提取和测定挥
发油和莪术醇含量，用 SPSS10．0进行统计分析。
采用Quadratic模型回归分析可知，F值的显著水平
为 0．000 0，二者存在显著相关性，故回归方程有统
计意义。二者的回归方程为：Y一2．04—0．85x+
0．17x (R — 0．999 9)。
3 讨论
光照强度对植物次生代谢物的生物合成和积累
过程起重要作用，这已被不同试材的试验结果证实
(钱大玮等，2001；冷平生等，2002；王华田等，2002)。
光照强度对植物花色素、黄酮及内酯含量等次生代
谢物有显著的影响，适度遮荫促进次生代谢产物在
植物体内富集。莪术挥发油和莪术醇含量随着光照
梯度的变化表现出相似的变化趋势，在一定光照范
围内存在一最适光照强度，高于或低于这一光照强
度，莪术挥发油和莪术醇含量降低，这一光照强度即
为85 自然光照强度。然而，对药用植物中有效成
分起作用的是生态环境中各因子(包括光照、温度、
土壤、水分等)的综合作用。因此，有关温度、土壤、
水分等生态因子对广西莪术挥发油和莪术醇含量的
影响有待进一步的研究。
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5期 陈旭等：光照强度对广西莪术挥发油及莪术醇含量的影响 697
莪术油中主要活性成分为倍半萜(sesquiter—
pene，C15)类化合物，研究已表明，倍半萜类化合物
是萜类化合物(terpenoid)的一种，在植物体内萜类
化合物的甲羟戊酸(mevalonate pathway，MVA)合
成途径中，3一羟基一3一甲基戊二酰辅酶 A还原酶(3一
hydroxyl一3一methylg1utaryl—CoA Reducase，HMGR)
是萜类生物合成途径中的关键酶，决定 了下游萜类
产物合成与积累的量。Chappel& Nable(1987)在
研究中发现，HMGR活性的急剧提高可以诱导倍半
萜环化酶活性，同时提高倍半萜植物抗毒素的产量。
在本实验中，相对光照强度在 85％时，挥发油和莪
术醇的含量最高，我们推测，一方面光照改变了莪术
的生长环境，它通过自身调控，使同化物在其体内的
积累与分配发生了改变，使莪术挥发油中的倍半萜
类化合物积累增加。另一方面，光照可能对倍半萜
类化合物合成的关键酶基因产生了影响，但是否影
响了 HMGR基因的活性还需进一步研究。
经回归分析莪术挥发油和莪术醇含量二者之间
存在显著相关性，这一现象表明它们的合成途径有
可能存在相似之处，验证了倍半萜类化合物是莪术
挥发油中的主要成分。
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