新疆野生核桃叶和外果皮中色素含量研究

尤 鑫

（中共江西省委党校 研究所，江西 南昌 330003）

生物科学与技术研究

新疆野生核桃叶和外果皮中色素含量研究

尤 鑫

（中共江西省委党校 研究所，江西 南昌 330003）

以新疆伊犁地区野生核桃（J. fdlax Dode）叶和外果皮为试材，研究了其中提取液的吸收光谱和低温冷冻对色素提取的影响。结果表明核桃叶中的叶绿素在冷藏后明显下降，而核桃外果皮中的叶绿素变化不明显。新鲜野生核桃色素提取液呈淡绿色，冷藏后两者的提取液颜色呈褐色，随时间增加颜色变深。野生核桃的核桃醌易溶于丙酮，影响植物提取液的吸光值。叶中的核桃醌的吸光值随时间的增加而增加；外果皮中的核桃醌的吸光值随时间的增加先减少后增加；颜色稳定，均可用于褐色色素提取。

野生核桃；色素；叶绿素；核桃醌

新疆野核桃（J. fdlax Dode）属核桃科（Juglandaceae）核桃属（Juglans），野生分布区面积窄狭，仅见于新疆天山伊犁谷地巩留县南部的凯特明山中的野核桃沟和霍城县境内的博罗霍洛山的大西沟和小西沟内，成果林状态，为濒危种，为珍贵的第三纪温带落叶阔叶林的残遗成分，属于国家二级保护的野生植物[13]。伊犁的野核桃林呈“岛屿”状态，它是荒漠地带山地中出现的特殊类型，是新疆栽培核桃群系的直系祖先。面积小，植株少，野核桃全身是宝，但它还未能全面开发利用，现阶段野生核桃叶和外果皮大量被废弃。野生核桃叶和外果皮中色素含量的研究，对天然野生核桃的生长机制，保护机制，有重要的意义；同时对叶和果皮中天然色素核桃醌的提取，为开发其药用价值，进行基础性探索。

叶绿素含量是重要的植物光合生理性指标之一。长期以来在国际上广泛采用Arnon法[3]测定叶绿素含量，但该法需要把植物材料研磨并经过滤或离心除渣工作量大，且易受光氧化的破坏而引起误差不适于对植物叶绿素的田间大样本测定和大量提取。苏正淑，张宪政[8]分别对不同配比的丙酮、乙醇和水的混合液的浸提效果进行了研究，证明利用混合液进行叶绿素浸提的可行性。洪法水[1]等研究表明丙酮与乙醇混合液提取叶绿素存在协同效应，且两者在等摩尔混合时提取效果最好，吴志旭等[10]对丙酮萃取分光光度法测定植物体内叶绿素a的方法进行了改进，样品经过冷冻，丙酮快速提取并放置2 h后进行测定，时间由8～20 h缩短为1.5～2.5 h。许泽宏等[12]等用丙酮提取了核桃外皮色素，但是没有分析其可能还有的成份及色素的时间变化。马木提·库尔班[5]等对新疆核桃种隔膜中棕色素的提取及理化性做检验，研究了金属离子对它的影响，而没有对其进行光合的方面的色素进行分析。现在新疆野生核桃叶和外果皮中的叶绿素及棕色素的研究还是空缺。本文在前人研究基础上进一步探讨新疆野生核桃色素中叶绿素和核桃醌为进一步研究测定提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 试验材料与主要仪器和试剂

野生核桃成熟叶和外果皮；25 ml容量瓶，722光栅分光光度计；丙酮，石英砂，碳酸钙粉。

1.2 叶绿素提取液配制

按体积比配制提取液80%丙酮[11]。

1.3 试验步骤

将野外采集的成熟叶和外果皮在室温下，擦净组织表面污物，剪碎（去掉中脉），混匀。称取剪碎的新鲜样品0.2 g，共3份，分别放入研钵中，加少量石英砂和碳酸钙粉及2～3 ml 80%丙酮，研成匀浆，继续研磨至组织变白，静置3～5 min。用丙酮过滤到25 ml棕色容量瓶中，用丙酮冲洗研钵、研棒及残渣数次，过滤到容量瓶中。将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中。直至滤纸和残渣中无绿色为止。定容至25 ml，摇匀。把叶绿体色素提取液倒入比色杯内。以80%丙酮为空白，在波长663 nm、645 nm、470 nm和426 nm[3,9,17]下测定吸光值。剩余材料放入冰箱中冷冻，24 h后重复以上步骤。

叶绿素含量按Lichtenthaler等对Arnon法进行了修正的计算公式[11]：

式中，Ca、Cb分别为叶绿素a和b的浓度；Cx·C为类胡萝卜素的总浓度；D663、D645和D470分别为叶绿体色素提取液在波长663 nm、646 nm和470 nm下的光密度。

2 结果与分析

2.1 叶绿素提取液的吸收光谱比较

核桃叶片中叶绿素a和叶绿素b研磨法在冷冻前后的测定值差异较大，冷冻处理后的含量明显降低；类胡萝卜素冷冻前后的测定值差异较小，有所减小。核桃外果皮中的叶绿素和类胡萝卜素在冷冻前后的测定值差异较小，叶绿素a减小，叶绿素b增加，类胡萝卜素增加。提取液冷冻前为浅绿色，冷冻后的提取液棕褐色。而核桃外果皮冷冻后提取液吸光值变化小。新鲜野生核桃色素提取液呈淡绿色，冷藏后两者的提取液颜色呈褐色，随时间延长颜色变深。

2.2 冷藏后提取液不同时间在不同波长下的吸光值

冷藏后核桃叶随时间变化较小，开始有所下降，从8 h后开始回升，8 h之后，无明显变化，随波长的增加而减小，标准差0.043。在220 nm～420 nm波长之间有最大吸收峰，如图2。

冷藏后核桃外果皮吸光值随时间变化较明显，随着时间的增加，不同波段的吸光值增加，4 h之后，吸光值变化不显著。在220 nm～410 nm波长之间有最大吸收峰，后随波长的增加而减小，4 h后的提取液在420 nm～480 nm之间有较小的吸收峰。在420 nm～580 nm之间，随波长的增加，0 h的提取液吸光值急剧减少，4 h之后提取液吸光值缓慢减少，平均值是0 h的提取液的180%，标准差是0 h的80%。整体的标准差0.028。

两者的提取液颜色呈褐色。

2.3 冷藏后提取液中核桃醌的吸收峰的值变化

植物中的核桃醌易溶于丙酮，在426 nm[9]下测定冷藏后植物中醌的吸光值，如图4。

核桃叶中的核桃醌较稳定，标准差0.13，而核桃外果皮中的醌含量不稳定，标准差0.33。随时间的增加，核桃叶中的核桃醌增加，而核桃外果皮中的醌含量出现先减少后增加的趋势。

2.4 冷藏后提取液中核桃醌的质量浓度

根据孙墨珑等[9]对吸光值与核桃醌含量的回归方程计算提取液中核桃醌含量如表1。野生桃核叶中核桃醌平均含量的标准偏差为0.138 6，野核桃外果皮中平均含量的标准偏差为0.348。

3 结论

（1）野生核桃叶和外果皮中的叶绿素含量应在植物刚采摘时测定，核桃外果皮中的叶绿素含量较叶中叶绿素含量稳定；叶中叶绿素a在冷藏后吸光值明显减小，叶绿素b也减小，但类胡萝卜素增加了，而野生核桃外果皮中的叶绿素a，b冷藏前后变化不明显，只有类胡萝卜素有明显增加。这可能与叶绿素a本身结构及试验处理方式有关，需进一步研究。类胡萝卜素的增加，可能是由于提取液中醌含量随时间变化不稳定造成的。新鲜野生核桃色素提取液呈淡绿色，冷藏后两者的提取液颜色呈褐色，随时间增加颜色变深。

（2）冷藏处理后野生核桃叶色素含量在220 nm～420 nm波段有吸收峰，提取液放置40 h内吸光值相似，变化趋势相同，标准偏差0.043，稳定性良好；野生核桃外果皮色素含量在220 nm～410 nm及420 nm～580 nm波段有吸收峰，提取液4 h后吸光值相似，变化趋势相同，标准偏差0.028，稳定性良好。与吕俊芳[2]研究结果相同。在420 nm～580 nm之间，0 h的提取液吸光值急剧减少，吸光值明显小于4 h之后提取液的吸光值。

（3）野生核桃的核桃醌易溶于丙酮，影响植物的吸光值。叶中的核桃醌的吸光值随时间的增加而增加；外果皮中的核桃醌的吸光值随时间的增加先减少后增加；8 h后两者含量和颜色稳定，含量相差小，均可用于褐色色素提取。毒理试验需要进一步实验研究。

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[3] 吕俊芳,张美丽,刘启瑞,等.核桃外果皮中棕褐色色素的提取及性质测试[J].化学研究与应用,2001,13(4):387-340.

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[14] 张宪政.植物叶绿素含量测定丙酮乙醇混合液法[J].辽宁农业科学,1986(3):26-28.

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（责任编辑、校对：李春香）

（3）高斯公式

设(x, y, z)是R3中的坐标，令

则利用外微分可得

所以，

应用外微分考察以上三个公式的方法，完全可以推广到n重积分。

[参考文献]

[1] 李养成.微分流形基础.北京:科学出版社,2011: 120-125.

[2] 华东师范大学数学系.数学分析.北京:高等教育出版社,2010:331-340.

（责任编辑、校对：赵光峰）

Study on Xinjiang Wild Walnut Leaves and Epicarp Pigment Content

YOU Xin

(The Party School of the Jiangxi Provincial Committee of the Communist Party of China, Nanchang 330003, China)

Yili Prefecture in Xinjiang wild walnut (J. fdlax Dode) leaves and Epicarp were used to study the absorption spectrometry of the extract and the low-temperature freezing impact on pigment extraction. The results showed that the walnut chlorophyll in the leaves decreased significantly after freezing, and the Walnut Epicarp chlorophyll did not change significantly. Extract of the absorption spectrum is similar, and used Lichtenthaler formula to calculate chlorophyll content. The chlorophyll a in the leaves after freezing absorption was significantly reduced, chlorophyll b decreased, but an increase of carotenoid. The wild walnut Epicarp of chlorophyll a, b after refrigerated did not change significantly compared to the past, and only its carotenoid significantly increased. Fresh wild walnut extract color showed light green, while the extract color after freezing was brown. The color became deep with time. Frozen wild walnut leaves extract has the absorption peak in 220 nm～420 nm, and the absorb spectra value of the extract did not change in 40 hours, whose standard deviation is 0. 043, and the stability of extract is well. Wild walnut Epicarp has the absorption peak in the 220 nm-410 nm and 420 nm～580 nm, and the absorb spectra value of the extract is similar after four hours, whose standard deviation is 0.028. The stability of extract is well in the 420 nm-580 nm, and the absorb spectra value of 0-hours extract dropped sharply, less than the absorb spectra value of the 4-hours extract. The Wild Walnut quinone is soluble in acetone, affecting the absorption spectra value of the extract. The absorption spectra value of walnut leave’quinone extract increased with time. The absorption spectra value of Walnut Epicarp’ quinine extract decreased firstly and then increased with time. The color of the extract is steady, and can be used for extracting brown pigment.

pigment; chlorophyll; walnut quinine; Spectrophotometer

TS264

A

1009-9115(2012)02-0041-04

2011-12-24

尤鑫（1980-），女，内蒙古呼和浩特人，博士，助理研究员，研究方向为生物学和生态学。