全 文 ：第 30卷 第 1期
2009年 3月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
JournalofInnerMongoliaAgriculturalUniversity
Vol.30 No.1
Mar.2009
白刺属植物化学成分的研究现状与发展趋势＊
刘利平 , 燕 玲＊
(内蒙古农业大学生态环境学院 ,呼和浩特 010019)
摘要: 迄今已有很多学者对白刺属植物进行过广泛的研究。 本文就白刺属植物的化学成分及开发利用价值的研
究作了相关的综述 ,从果实 、种子以及叶子的化学成分 、营养价值和工业用途几方面综述了白刺属的研究结果 , 同时
指出了目前研究中存在的局限性和今后应努力的方向 ,为更深入的研究和开发利用白刺属植物资源提供依据。
关键词: 白刺属; 植物资源; 化学成分; 开发利用
中图分类号: Q946;Q949.752.6 文献标识码: A 文章编号:1009-3575(2009)01-0316-05
RESEARCHSTATUSANDDEVELOPMENTTENDENCYOFCHEMICALCOMPOSITIONOFNITRARIA
LIULi-ping, YANLing
(ColegeofEcologicalandEnvironment, InnerMongoliaAgriculturalUniversity, Huhhot010019, China)
Abstract: Sofar, manyscholarshavebeencarriedoutextensiveresearchinplantsofNitraria.Thispapermainlysumsupthestudy
resultaboutchemicalcompositionandvalueofexploitationandutilizationtoplantsofNitraria, whichincludeschemicalcomposition,
nutritionalvalueandindustrialuseforthefruits, seedsandleavesofNitraria, andpointsoutthatcurrentlimitationsinthestudyandfu-
tureefortsshouldbemadetothedirection, providesthebasisforin-depthresearchanddevelopmentanduseofplantresourcesbe-
longedtoNitraria.
Keywords: Nitraria; plantresources; chemicalcomposition; developmentandutilization
白刺属(Nitraria)是蒺藜科(Zygophylaceae)的 1
个古老小属 ,根据化石花粉研究属第三纪孑遗植
物 [ 1] 。是地中海———中亚荒漠植物区系灌木层中的
优势种或建群种之一 。为多分枝的耐盐喜潜水旱生
低矮灌木 ,全世界共有 12种 ,分布于亚洲 、欧洲 、非
洲和澳大利亚的荒漠地区;我国有 8种 ,其中 ,新疆
有 6种 ,甘肃有 5种 , 内蒙古有 4种 , 宁夏也有分
布 [ 2, 3] 。该属植物是我国内蒙古 、甘肃和新疆一带荒
漠植被的重要建群种之一 ,为耐干旱 、耐盐碱 、抗风
蚀 、抗沙埋 、生长快 、易繁殖的优良防风固沙先锋植
物 ,在某种程度上 ,具有指示植物的意义。白刺属植
物虽然种类不多 ,但具有重要的地层意义 ,在我国新
生代地层中经常碰到它的化石花粉。从其果实 、叶
片 、幼枝 、种子等提取的次生代谢物质(主要为黄酮
类化合物)具有重要的药用价值 ,而且在现代商品经
济中有着相当独特的经济价值 [ 4] 。
植物的化学组成随种类而异 ,有些成分在植物
种间的分布很不均衡 ,有些成分只限于某种或几个
植物种 ,有些则较广泛地分布于有亲缘关系的邻近
属或科中 ,而有些则可见于关系很疏远的不同植物
类群[ 33] 。但植物的亲缘关系和其化学成分之间 ,关
系还是密切的 ,植物化学成分的存在不是偶然的 ,有
＊ 收稿日期: 2008-04-14基金项目: 国家自然基金项目(30460012);国家科技基础平台建设(2005DKA21403)作者简介: 刘利平(1982-)硕士研究生 ,主要从事野生植物保护与利用的研究.＊通讯作者
可能确定的生源和生态基础。因此化学成分可以作
为分类的 1项重要参考指标 ,用以研究生物类群之
间的亲缘关系和演化规律 ,揭示物种在分子水平上
所反映出来的特有现象 ,以此探索各种植物之间的
关系和起源 [ 5] 。同时 ,通过对植物化学成分的研究 ,
从微观上了解植物的组成结构 ,为进一步开发利用
野生植物资源提供理论基础。
1 白刺果实化学成分研究现状
1.1 果实营养成分与营养价值的研究
白刺果实蛋白质含量丰富 ,达 10.96%,氨基酸
种类齐全 ,必需氨基酸含量高达 43.8%,占氨基酸总
量的 40%,是质量较好的蛋白质 [ 6] 。刘惠文 、王文
芝 [ 7-9]对内蒙古 、宁夏 、甘肃等地的唐古特白刺果 、
枝叶经过营养成分测定分析 ,为确认其营养价值和
药用价值提供了佐证 。刘惠文 [ 7]等对内蒙古白刺鲜
果 、果核和枝叶中氨基酸 、维生素等成分进行测定分
析 ,结果显示白刺果实的氨基酸含量高于中国沙棘
(HippophaerhamnoidesL.)果实的 2倍 ～ 3倍 ,糖含
量在 15%左右 ,高于一般野生果实。纪兰菊 [ 10]用阳
离子交换色谱 -柱后衍生法在液相色谱仪上比较了
唐古特白刺(NitrariatangutorumBobr.)、黄刺(Ber-
berisdasystachaMaxim.)和中国沙棘果实中游离氨基
酸总量时 ,发现唐古特白刺最高 ,达 1 715mg/100ml,
其中人体必需的 8种氨基酸占 40% 。高航 [ 11]等对
柴达木小果白刺(NitrariasibiricaPal)和唐古特白刺
的氨基酸分析也证明氨基酸成分丰富是白刺的一大
特点。
白刺果中谷氨酸 、精氨酸 、天门冬氨酸和丙氨酸
含量均超过 1%,其中以谷氨酸含量最高[ 34] 。谷氨
酸是脑组织生化代谢中首要氨基酸 ,参与多种生理
活性物质的合成 ,在大脑 、肌肉 、肝脏等组织中发挥
解毒作用 [ 12] 。近年的研究表明精氨酸在创伤感染
等高代谢状态下是 1种条件性必需氨基酸 。人体和
动物实验均已经证实精氨酸有促进胰岛素生成及分
泌作用 ,可促进生长发育 ,促进创伤愈合 ,高温下补
充精氨酸有减少热应激时蛋白质分解代谢的作用 ,
防止氮的丢失 ,促进氮的储留 [ 35] 。认为增加富含精
氨酸的优质蛋白质的供给量 ,可能对减少疲劳 ,减轻
热应激反应 ,提高耐热能力有一定的作用 [ 13] 。
姜明 、戴有盛 [ 14]等用白刺果汁在相对较长的时
间里饲喂小鼠后 ,表现出对小鼠全脑 MAO-B活性
具有一定的抑制作用 。大量实验已证明 , 人脑中
MAO-B活性在 45岁后随增龄而急剧增加 ,而被认
为是老化的标志 。这就表明白刺果汁可能具有调节
脑单胺水平来影响中枢衰老钟的运行 ,以延缓衰老
的作用 。实验还显示 ,白刺还具有一定的抗脂质过
氧化作用 ,并能提高 SOD酶活力的作用 [ 36] 。因此 ,
白刺(果实)是具有抗衰老作用的优良野生植物资
源 ,有着良好的应用开发价值[ 37] 。
矿物质成分是白刺果实中报道相对较多的一类
营养成分[ 7, 9, 15-17] 。白刺果实中人体必需多种微量
元素以及矿物质常量元素含量较其他浆果类植物要
高 ,这与白刺通常生长在盐碱化程度较高的地区密
切有关 。陈体恭等 [ 29]对民勤产唐古特白刺果实中
的微量元素进行了测定 ,每 100 g干果中含 Ca59.79
mg, Mg61.21 mg, Cu0.06 mg, Fe12.11 mg, Zn0.31
mg, Mn0.26 mg, Cd0.01 mg。袁庆华 [ 9]利用火焰原
子吸收分光光度法对宁夏野生白刺果汁上浮物中的
铜 、锌 、铁 、锰 、钾 、钠 、钙和镁进行了测定 ,结果表明:
上浮物中微量矿物元素含量丰富 ,其中以钠 、钾 、钙 、
镁含量居多 。
1.2 果实色素与工业用途的研究
白刺果实中含有安全无毒的天然红色素 ,具有
很高的应用价值[ 38] 。苏卫国 [ 20]等以白刺干果核为
原料 ,经过四因素三水平的正交试验 ,选定萃取液乙
醇浓度 60%,料液比 1:15,温度 70℃下萃取 80min
为最佳提取条件。提取的红色素最大吸收峰为
535nm,其水溶性好 ,不溶于脂类溶剂 , pH3 ～ 7之间
性质稳定。李永强 、张玉娜 [ 21]等通过对白刺果实色
素的提取实验 ,确定了最佳提取工艺条件 ,并进行了
该色素理化性质研究 。结果表明 ,该色素在酸性溶
液中呈现红色 ,随 pH值的升高 ,颜色由红色变为紫
色 ,再变为深蓝 ,最后变为墨绿 ,放置一段时间后(约
10min), pH值 13、14均变为黄色 , pH值 12变为黄
绿色。可见 ,该色素在酸性条件下比较稳定 ,在碱性
条件下不稳定 ,用紫外分光光度计扫描测定最大吸
收峰为 522nm,符合花色苷的性质 。朱芸 ,刘金荣 ,
张春娜 ,王航宇[ 23]以溶剂浓度 、浸提时间 、pH值为
因素 ,各设 3个水平 ,按 L9(34)正交表设计实验 ,结
果得出采用 pH为 1的 20%乙醇 ,提取 4次 ,每次 0.5
h效果较佳。本方法工艺简便 、合理可行 ,适于工业
化生产 。
张勇[ 22]等进一步研究了 EDTA和 β -CD对唐
古特白刺果实红色素稳定性的影响。结果表明:
Fe3+对唐古特白刺果实红色素有明显的不良影响;
317第 1期 刘利平等: 白刺属植物化学成分的研究现状与发展趋势
加入 EDTA、β -CD不仅可减缓唐古特白刺果实红
色素的褪色速度 ,还可有效地抑制色素因 Fe3+而对
其产生的影响。实验结果还表明:EDTA对含 Fe3+
色素的护色作用均优于 β -CD,增强了色素的稳定
性 ,拓宽了唐古特白刺果实红色素在食品加工业中
的使用范围 ,提高了使用价值。由于白刺果实资源
丰富 ,其色素具有鲜艳的玫瑰红 ,容易提取且具有较
好的稳定性 ,因而白刺果实色素是 1种极具有开发
潜力的天然食用色素 。
2 白刺种子化学成分研究现状
2.1 种子营养成分的研究
我国白刺属植物种子总氨基酸组成中 ,均以脯
氨酸 、丙氨酸 、苏氨酸 、苯丙氨酸 、亮氨酸 、酪氨酸相
对含量较高 [ 24] 。
努尔巴衣·阿布都沙力克 、潘晓玲 [ 24]分析了白
刺属 5种植物和蒺藜科 6种植物的化学成分 ,测定
了白刺属 3种植物种子总氨基酸的组成。结果表明
它与蒺藜科其他属的化学成分组成 、氨基酸主要组
分与含量和特征上有显著的差异 ,在一定意义上反
映了起源上有一定的同源性和遗传上有一定的稳定
性 ,并进一步支持将白刺属提升为白刺科(Nitrari-
aceae)。这对我国植物学家最近提出的中亚植物区
的系统与演化研究和确定其系统位置的研究提供了
参考。索有瑞等 [ 25]采用超临界 CO2萃取技术提取
白刺籽油 ,并用 GC/MS分析了化学成分 ,其主要组
成为不饱和脂肪酸 ,约为 95%,其中亚油酸为 65%
～ 70%。亚油酸 、亚麻酸是人体必需脂肪酸 , α-亚
麻酸进入体内可进一步变成 EPA和 DHA,以满足全
身细胞特别是脑细胞代谢更新功能的需要 ,是最近
专家推荐应增加摄入的保健物质 。因此 ,可以对白
刺籽油开发保健产品 [ 26] 。同时白刺籽油在调节血
脂 、抗疲劳 、保护化学性肝损伤以及耐缺氧方面作用
显著[ 27] ,目前正进行白刺籽油制剂的系列产品开发
研究。
2.2 种子活性成分的研究
黄酮是白刺中最主要的一类活性成分 ,这是白
刺具有降血脂 、降血压 、降血糖等功效的基础[ 39] 。
贾忠建等[ 18]研究了甘肃武威地区唐古特白刺种籽
中的黄酮类化合物 ,分离得到了 6种黄酮:异鼠李素
-7-O-α-L-鼠李糖甙 、山奈素 -7-O-α-L-
鼠李糖甙 、异鼠李素 -7-O-β -D-葡萄糖甙 、槲
皮素 -7-O-α-L-鼠李糖甙 、异鼠李糖 、槲皮素。
段金廒等[ 19]从唐古特白刺叶中分离出 8个黄酮类
及酚酸类化合物。刘金荣 [ 16] 等测定了新疆产西伯
利亚白刺果实中的总黄酮 ,含量为 1.07%。甘肃产
的唐古特白刺干果肉总黄酮为 0.277%,而籽核中为
0.648%[ 15] ,所以籽核是黄酮类化合物分布最多的
部位。这些研究为白刺的化学分类 、白刺的药用价
值和食用价值等研究提供了科学依据 。
3 白刺叶化学成分研究现状
白刺叶与果实一样 ,具有滋补强身 、调经活血的
功能作用。在开发预防和治疗发病率很高的心脑血
管疾病 、神经科疾病 ,及中医药学中具有健脾补肾类
补阳药等天然新药物中发现 ,白刺叶具有调节血糖 、
血脂 、血压 ,改善免疫 ,抗疲劳等保健功能 [ 40] ,在营
养保健食品以及食品新资源开发方面前景看好。此
外 ,白刺叶还是很好的饲料 ,可用于饲养绒山羊等家
畜 [ 41] 。
目前 ,对我国白刺属植物叶化学成分的研究多
有报道 。段金廒 、周荣汉 、赵守训 、王明时 、车镇
涛 [ 19]从唐古特白刺叶中分离得到 8个黄酮类及酚
酸类化合物 ,经理化常数测定和波谱学方法确定了
它们的化学结构 ,分别为:3-甲氧基 -4-羟基 -反
式桂皮酸 、对 -羟基 -反式肉桂酸 、3-羟基 -4-甲
氧基 -苯甲酸 、邻 -羟基苯甲酸 、3, 5 -二甲醚 -山
柰黄素 -7-O-β -D-葡萄糖甙 、3-甲醚 -山柰
黄素 -7-O-β -D-葡萄糖甙 、异鼠李素 -7-O-
β -D-葡萄糖甙 、异鼠李素 -3-O-β -D-芸香糖
甙 。以上化合物均为首次从该植物中得到 ,可以作
为白刺属化学分类学的特征性化合物 。
周利兵 、吴启勋 [ 28] 运用主成分分析法 , 结合
SPSS统计软件 ,对青海地区植物白刺叶中微量元素
进行定量定性综合评价 ,结果表明:青海地区白刺叶
含微量元素高低顺序为:唐古特白刺 >小果白刺 >
大白刺(N.roborowskiKom.)。
刘金荣等[ 16]对新疆产小果白刺果实和叶中的
微量元素进行了测定 ,每 100 g干果中含 Ca378.50
mg, Mg135.20 mg, K1019.60 mg, Cu1.22 mg, Fe
28.70mg, Zn1.22 mg, Mn2.06 mg, Na912.90 mg, P
64.22 mg。唐古特白刺叶中 Ca、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn、
Cd的含量分别为果实中的 20.90、 14.45、 29.50、
5.81、94.29、20.92和 16.81倍 。小果白刺叶中 Ca、
Mg、K、Cu、Fe、Zn、Mn、Na、P的含量分别为果实的
3.91、6.88、1.29、1.30、2.88、18.55、3.02、 7.37和
318 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 2009年
2.88倍。结果说明 ,唐古特白刺和小果白刺叶中元
素的富集高于果实。
张勇[ 30]等对甘肃不同产地的 3种白刺叶中营
养成分含量进行了测定与分析 ,结果表明:与陕西分
布的中国沙棘比较 ,甘肃产唐古特白刺 、小果白刺和
球果白刺(N.sphaerocarpaMaxim.)叶中营养成分较
高;不同地理种源的唐古特白刺叶中营养成分含量
不同 ,因此对白刺叶的开发要考虑种质来源;同一生
境不同种叶的营养成分含量有所差异 ,说明同一生
境下生长的同属不同种植物对不同营养成分的积累
能力不同;除可溶性糖外 ,唐古特白刺叶中营养成分
的积累高于果实中的积累 ,因此就营养成分含量来
说 ,叶的营养价值大于果实 。
李方群 、刘金荣 、王鲁石 [ 31]通过对西伯利亚白
刺和唐古特白刺叶 、成熟果实 、未成熟果实中总生物
碱含量变化的研究表明:白刺叶总生物碱含量最高 ,
成熟果实次之 ,而未成熟果实中生物碱含量最少 ,说
明生物碱的积累和贮存主要在叶中进行。研究结果
也表明:西伯利亚白刺叶总生物碱含量最高 ,且西伯
利亚白刺在新疆分布广泛 ,资源丰富 ,因此 ,可选择
作为提取白刺生物碱的原料。
4 存在的问题与发展趋势
开发利用白刺属植物资源尚存的问题 ,主要表
现在:一是人们对白刺的生态保护和药用保健价值
缺乏认识 ,以其枝条 、根作燃料 ,大量砍挖 ,取暖做
饭 ,有些农牧民还把其用来堆砌网围栏。另外人
们在偷挖白刺的寄生植物锁阳(中草药)时 ,大片的
白刺根系受到破坏 ,使其因暴晒而干枯 ,既破坏了药
材资源 ,也破坏了天然固沙植被 。二是白刺资源保
护开发力度远远不够 。虽然有的地方已将白刺纳入
野生中药材资源 ,但缺乏相应的管理办法和长远规
划 ,药材生产基地的优势条件未能充分发挥 ,尽管有
关部门做了不懈努力 ,但由于受人才 、技术 、资金的
制约 ,保护工作滞后 ,开发举步维艰。三是目前在白
刺属植物化学成分的研究上 ,缺乏系统性的比较研
究 ,没有提出具有开发利用前景的最佳优势资源。
为了更好地开发利用白刺属植物资源 ,应该对
白刺属植物资源进行普查 ,摸清其分布情况[ 42] 。对
现有的资源进行保护 ,合理开发利用 ,使白刺属植物
成为我国西部经济发展 ,提高人民生活水平的特种
经济植物。进一步加强白刺属植物化学成分 、药用
价值 、食用价值与其它经济价值的研究 ,开发白刺属
植物系列产品 ,使白刺资源得到综合利用。因此 ,在
今后的研究中要结合以上存在问题 ,在保护的基础
上合理开发利用白刺属植物资源 ,通过高技术产品
的开发和产业化 ,促进白刺资源的保护和恢复建设 ,
发展生态型产业 ,实现保护和建设生态环境 、恢复生
态功能和可持续发展社会经济的西部开发总目
标 [ 32] 。
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