蕤核叶片化学成分的研究

王艺苗，邰源临，张 强，朱广龙，魏学智*

(1.山西师范大学生命科学学院，山西临汾041000;2.水利部水土保持植物开发管理中心，北京100083)

蕤核叶片化学成分的研究

王艺苗1，邰源临2，张 强1，朱广龙1，魏学智1*

(1.山西师范大学生命科学学院，山西临汾041000;2.水利部水土保持植物开发管理中心，北京100083)

通过对蕤核叶片化学成分进行定性检测，测出其含有蛋白质、氨基酸、多肽类、生物碱、糖类、黄酮类、有机酸、蒽醌类、酚类和鞣质、挥发油和皂甙这些物质。对不同叶位生物碱和黄酮类物质分布规律进行研究，发现随着叶位降低，两类物质含量呈现先增加后减小的规律，高含量部位分布于第三、四叶位。同时，随着叶位降低，不同叶位叶面积逐渐增加，变化差异显著。

蕤核;化学成分;叶位;黄酮类物质;生物碱

蕤核(Prinsepia uniflora Batal.)，别名扁核木、马茹、茹茹、蕤仁(甘肃、陕西等地)，是蔷薇科(Rosaceae)扁核木属(Prinsepia Royle)的一种多年生落叶灌木，主要分布在我国甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙古等地区［1］。

蕤核对生长环境要求不严，一般黄绵土上均能生长，具有抗旱、喜光、耐寒、耐瘠薄、适应性强等特点，具有很好的水土保持效益。有关蕤核的研究报道尚不多见，主要是蕤核形态特征描述、果实营养成分［2］、育苗栽培［3］、光合特性［4］、叶片解剖结构和生物碱、黄酮类物质的组织化学定位［5］、染色体数目和核型分析［6］以及总黄酮提取工艺优化［7］这些方面。黄酮类物质和生物碱类物质作为药用成分和次生物质，是国内外研究的热点［8-11］，目前已发现蕤核也含有黄酮类化合物和生物碱这两类重要的次生物质［5，7］。因此，为将蕤核作为一种资源植物进行有效开发和利用，本文通过常规方法首次对蕤核叶片所含化学成分进行定性检测，并对不同叶位叶面积变化以及黄酮类物质和生物碱类物质的分布规律做了分析，为有效开发利用和保护资源提供一定理论依据。

1 试验用品

蕤核叶片，2010年采自山西省临汾市龙祠村。芦丁标准品(国药集团化学试剂有限公司)，其余试剂均为分析纯。

KQ-250E型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)，RE-52A型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)，SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)，AM300便携式叶面积仪(澳作生态仪器有限公司)，WFJ-7200型可见分光光度计(上海龙尼柯仪器有限公司)，101-3BS型电热鼓风干燥箱(金坛市荣华仪器制造有限公司)，WFH-204B三用紫外分析仪(上海精科实业有限公司)。

2 试验方法

2.1 蕤核叶片化学成分的定性分析

采用超声波辅助提取法，制备蕤核叶片水提液(A)、醇提液(B)、酸性乙醇提取液(C)，按照常规化学成分的定性检测方法进行检测。定性检查试验及反应现象见表1。

2.2 蕤核不同叶位叶面积变化规律以及黄酮类物质和生物碱分布规律研究

材料准备：从蕤核植株的形态学上端开始，按照每隔6片采摘5片的方法依次取材，每5个连续叶片设定为一个叶位。共采摘5个不同叶位的叶片，依次用 P1，P2，P3，P4，P5表示。T 表示全株整体混合叶片。

2.2.1 不同叶位黄酮类物质分布规律研究

(1)标准曲线的制作［12］

准确称取芦丁标准品5.0 mg，用60%微热乙醇溶液溶解并定容至50 mL，摇匀得浓度为0.1mg/mL的标准液。

准确吸取标准应用液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0 mL于6只比色管中，加30% 乙醇至5 mL，加浓度5%NaNO2溶液0.3 mL，摇匀，放置6min，加浓度10%Al(NO3)3溶液0.3 mL，摇匀放置6min，加浓度1mol/L NaOH溶液4 mL，加水0.4 mL，摇匀静置15 min，以空白作为参比液，于510 nm波长处测定吸光度值。

(2)黄酮类物质提取及含量测定

分别称取5个叶位叶片粉末5.1 310 g置于锥形瓶内，加入100 mL 60%的乙醇浸泡24 h，然后置于超声波清洗仪内，50℃，振荡提取45 min，取出，冷却至室温，过滤，将滤液于60℃减压回收，得到浓缩液。石油醚脱色，弃去石油醚层，并用60%乙醇将剩余溶液定容至250 mL。

各取1 mL溶液，按照标准曲线的制作方法测定每份溶液的吸光值。

2.2.2 不同叶位生物碱分布规律研究

(1)总生物碱的提取

分别称取5个叶位的叶片粉末各20 g，加入适量3%NaOH溶液拌匀、阴干，于60℃烘箱内烘30 min，然后加氯仿浸泡24 h，于超声清洗器中50℃振荡提取30 min×3次，合并提取液，减压回收溶剂。浓缩液用0.5%盐酸萃取3次，所得酸液用浓NaOH调pH值为9～10后，再用氯仿萃取3次。回收氯仿后，加入60%乙醇5mL，得总生物碱提取液。

(2)滴定法［13］测定不同叶位生物碱的含量变化

准确吸取生物碱提取液各5 mL，依次加入0.1 mol/L硫酸15 mL、蒸馏水15 mL和甲基红指示液3滴，用 0.2 mol/L NaOH滴定至溶液变黄，记录NaOH溶液的消耗体积，计算与生物碱反应所消耗的硫酸，以此反映溶液中生物碱的含量：

式中：n为与生物碱反应所消耗H2SO4的量(mol);

v1为H2SO4总体积(mL);

n1为所用H2SO4的浓度(mol/L);

v2为NaOH消耗体积(mL);

n2为所用NaOH的浓度(mol/L)。

2.2.3 蕤核不同叶位叶面积变化规律研究

从每个叶位随机选取10片长势健康、叶面光洁的叶片作为材料，通过AM300便携式叶面积仪测定其面积，取平均值。

2.2.4 数据分析

采用SPSS13.0进行数据处理和单因素方差分析，多重比较采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 化学成分检测结果

通过对蕤核叶片进行化学成分定性检测，表明蕤核叶片中含有蛋白质、氨基酸、多肽类、生物碱、糖类、黄酮类物质、有机酸、蒽醌类、酚类和鞣质、挥发油和皂甙这些类别物质。

2.2 不同叶位叶面积变化规律以及生物碱和黄酮类物质含量分布规律研究

2.2.1 不同叶位黄酮类物质含量分布规律研究

(1)芦丁标准曲线制作结果

以芦丁浓度(x)作为横坐标，吸光值(y)作为纵坐标进行线性回归，得出标准曲线的回归方程为y=0.1 026x+0.0 005，相关系数r=0.9 995，说明在0～0.5 mg/mL范围内，标准品浓度与吸光值之间有很好的线性关系，与朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律相符。

表1 化学成分定性检测试验及结果

图1 芦丁标准品溶液浓度与吸光度关系曲线图

(2)不同叶位黄酮类物质含量分布规律研究

表2 不同叶位黄酮类物质含量

试验结果表明，从植株形态学上端到下端，随着叶位的下降，黄酮类物质的含量总体上呈现先上升后下降的趋势，含量高低依次为P3＞P4＞P2＞P5＞P1，各叶位之间含量差异显著(P＜0.05)。即形态学上端和末端叶位含量最低，中间叶位含量较高;第四叶位含量最高，且与其它叶位含量差异显著(P＜0.05)，植株整体叶片含量(T)为(13.34±0.003)mg，明显低于第四叶位含量而略高于第五叶位含量，与第五叶位含量差异不显著(P＞0.05)。

2.2.2 不同叶位生物碱含量分布规律研究

对于生物碱的含量分布，试验采用滴定法进行研究。试验中，与生物碱反应所消耗的硫酸量与溶液中生物碱的量成正比。由硫酸消耗量的趋势图可知，其消耗量大小依次为P3＞P4＞P2＞P5＞P1，即各叶位生物碱含量高低依次为P3＞P4＞P2＞P5＞P1。形态学上端和末端叶位含量最低，中间叶位含量较高，第三叶位含量最高，但与第二、第四叶位含量差异不显著。整体叶片含量(T)高于末端叶位而低于第四叶位，且与第三叶位含量差异不显著(P＞0.05)。

图2 不同叶位生物碱溶液消耗的硫酸量

2.2.3 不同叶位叶面积变化规律

图3 不同叶位叶面积变化规律

从图3可以看出，随着叶位的降低，蕤核不同叶位叶面积逐渐增加，叶面积大小依次为P3＞P4＞P3＞P2＞P1，各叶位之间差异显著(P＜0.05)。顶端叶位叶片，由于生长时间较短，叶片面积最小，平均值为3.191 cm2;中间叶位叶片面积逐渐增加，底端叶位(第五叶位)叶片面积最大，平均值为8.001 cm2。这表明，生长时间是影响叶面积的关键因素。

3 讨论

化学成分定性检测研究结果表明，蕤核叶片含有蛋白质、氨基酸、多肽类、生物碱、糖类、黄酮类物质、有机酸、蒽醌类、酚类和鞣质、挥发油和皂甙这些类别物质。物质种类丰富，具有开发和研究价值。尤其是同时含有黄酮类物质和生物碱等药用成分。

对于这两类物质在蕤核植株叶片内的分布情况，试验结果表明，由于生长期的不同，不同叶位黄酮类物质和生物碱两类次生物质含量有所不同，从植株形态学上端到下端，随着叶位的下降，两类物质的含量总体上均呈现先上升后下降的趋势。植物次生代谢是一类复杂的代谢类型，是由初生代谢派生的一类特殊代谢过程，是植物在长期进化中对环境适应的结果。植物次生代谢物的产生和分布通常有种属、器官组织和生长发育期的特异性［14］。前人的蕤核叶片组织化学定位研究表明［5］，黄酮类物质主要分布于栅栏组织、海绵组织和厚角组织中;生物碱分布于远轴面厚角组织和叶脉木质部中。

生物碱和黄酮类物质均为广泛存在于植物体内的次生代谢产物，由初级代谢产物衍生而成。在生长期内，蕤核植株顶部叶位叶片生长期较短，以初级代谢为主，叶片内主要积累了氨基酸、多糖、核酸等初级代谢产物。第三、第四叶位叶片生长期较长，初级代谢产物积累较多，次生物质的合成量也增多，加上在这段时期内，由于叶片直接暴露于空气中，遭受外界环境的胁迫，进一步加剧了次生物质的转化和产生，以抵抗外界不良因素，因此总体上合成速度远大于分解速度，使其得到了积累。从第五叶位开始，由于生长期较长，次生物质消耗和降解速率增大，导致其总体含量下降，再加上叶面积的增大，增大了次生物质的消耗量，从而呈现出如图所示的变化趋势。但两类物质的合成速率不相同，稳定性也不同，因而使黄酮类物质的高含量部位集中于第四叶位叶片内，而生物碱的高含量部位出现在第三叶位。

叶面积变化并不与黄酮类物质和生物碱含量表现相似的变化规律。顶部叶位叶面积最小，两类物质含量也最少。中间叶位叶面积有所增加，两类物质含量也增加，并出现含量最高区。末端叶位叶面积最大，两类物质含量反而明显下降。这就说明叶面积大小对生物碱和黄酮类物质的含量有一定的影响，但并非是决定二者含量的关键因素。

4 结论

经过对蕤核叶片进行化学成分定性检测，根据其反应现象，表明蕤核叶片含有大量蛋白质、糖类、氨基酸、多肽类、酚类和鞣质、黄酮类物质、挥发油和皂甙，少量生物碱、有机酸、蒽醌类物质。生物碱和和黄酮类物质主要分布于蕤核植株第三到第四叶位的叶片(第23至38片叶片)中，叶面积的变化对两类物质的含量影响不大。因此，为了保护和有效利用蕤核这种野生植物资源，在研究其次生物质时，应该采摘植株中部位置的叶片，避免滥砍滥伐，造成资源破坏和水土流失。

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Research on Chemical Constituent in Leaves of Prinsepia uniflora Batal.

Wang Yimiao1，Tai Yuanlin2，Zhang Qiang1，Zhu Guanglong1，Wei Xuezhi1*
(1.College of Life Sciences，Shanxi Normal University，Shanxi 041000，China;2.Plant Development and Management Center for Soil and Water Conservation，Ministry of Water Resources，Beijing 100083，China)

Based on the chemical constituent detection of leaves of Prinsepia uniflora Batal.，several kinds of substances were detected such as protein，amino acid，peptides，alkaloids，carbohydrate，flavonoids，organic acids，anthraquinones，phenols，tannin，volatile oil and saponins.Reseraching on distributing rules of the content of alkaloids and flavonoids in different position of leaves showed that the content first increased and then decreased as the position of leaves dropped.At the same time，the largest content of alkaloids and flavonoids located in the third and the fourth position of leaves.Meanwhile，area of leaves at different position increase obviously.

Prinsepia uniflora Batal.;chemical constituent;position of leaves;flavonoids;alkaloids

R284.2

A

1006-9690(2012)05-0044-05

10.3969/j.issn.1006-9690.2012.05.0012

2012-02-12

王艺苗(1985-)，女，硕士研究生，主要从事植物次生物质方面的研究。

*通讯作者：魏学智(1956-)，男，教授，硕士生导师，主要从事结构植物学与植物次生物质方面研究。E-mail：wxz3288@163.com