遮光对地胆草根系浸出物及黄酮和灰分含量影响研究初报

郑定华　袁淑娜　陈俊明　李娟　黄坚雄　潘剑　周立军

摘 要 为初步了解不同遮光强度对地胆草根系品质的影响，对采收自5种不同遮光栽培处理下地胆草根系的浸出物、黄酮及灰分含量进行比较研究。结果表明，3种类型的地胆草根系浸出物得率为：水溶性浸出物>醇溶性浸出物>乙醚浸出物，其中，水热浸法得率、水冷浸法得率与遮光率间的相关性均不显著，醇热浸法得率、醇冷浸法得率与遮光率间均呈极显著（p<0.01）负相关，乙醚浸出物得率与遮光率间也呈显著负相关（p<0.05），而根系黄酮、粗灰分、酸不溶性灰分含量与遮光率间的相关性均不显著。初步认为，生长环境的遮光强度会对地胆草根系的品质产生影响，高遮光率可能有利于地胆草根系水溶性浸出物的获得，而不利于醇溶性浸出物及乙醚浸出物的累积，但遮光率对地胆草根系黄酮含量及粗灰分、酸不溶性灰分含量的影响相对较小。

关键词 遮光率；地胆草；根系；浸出物；黄酮；灰分

中图分类号 R282 文献标识码 A

Abstract To probe the effects of different shading treatments on the quality of the root in Elephantopus scaber Linn.. Simulating field experiment with net greenhouse was used. The contents of extractives， total flavonoids and ashes that harvested from five different shading treatments were analyzed comparatively. Results showed that， the highest extractive yield of root from Elephantopus scaber Linn. in different solvent was from water， followed by ethanol and ether， the positive correlation relationships between shading rates and hot water extract rates， cold water extractives rates was not significant（p<0.05）. Both hot ethanol extractives rates and cold ethanol extractives rates showed significant negative correlation relationships with shading rates. Ether extractives rates showed negative correlation relationships with shading rates. There were no significant correlation relationships between shading rates and total flavonoids， crude ashes， acid insoluble ash contents. It is supposed the roots of Elephantopus scaber Linn. harvested from high shading rate environment may obtain a high water extractives yield， but the ethanol extractives yield and ether extractives yield may be low. Total flavonoids， crude ashes， and acid insoluble ash contents showed light influences by shading rate.

Key words Shading rate； Elephantopus scaber Linn； Root； Extractives； Total flavonoids； Ashes

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.01.003

地膽草（Elephantopus scaber Linn.），又名草鞋底、苦地胆、铺地娘、地苦胆、地胆头、磨地胆等[1]，菊科地胆草属。为我国华南、港台地区一味常用民间药[2]。地胆草味苦、性寒，具有清热、凉血、解毒、利湿的功效[3]，治感冒、痢疾、胃肠炎、扁桃体炎、咽喉炎、肾炎水肿、结膜炎、疖肿等[4]。目前，我国已有多个含地胆草的复方制剂应用于临床。地胆草的另一重要用途，系因地胆草根系的独特香味及药用功效，其在我国南方多省地向来被当作煲汤辅料广泛使用。

地胆草用途较广，主要来源仍然靠野生采挖，面临野生资源枯竭的危险，对其进行人工栽培势在必行。近年来，笔者开展了橡胶林下间作地胆草的相关研究工作，并报道了遮光与定植方式对地胆草生长及产量的影响[5]，以及橡胶林下间作地胆草技术[6]，但不同的光照强度是否会对地胆草的药材品质产生显著影响尚不明确，基于此，笔者对不同遮光处理下地胆草根系浸出物、黄酮与灰分含量及其相关性进行分析，以期初步了解不同遮光强度对地胆草根系品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料 地胆草（Elephantopus scaber Linn.）种苗由中国热带农业科学院橡胶研究所试验基地繁育，源自海南省儋州本地野生种；遮阳网均购自上海大鲤鱼绳网有限公司。

1.1.2 仪器 上海天美UV-1102型分光光度计，上海一恒HWS-26型电热恒温水浴锅，上海绿宇生物科技有限公司kxx-12-12型坩埚电阻炉，德国heidolph Laborota 4000 efficient型旋转蒸发仪，上海安亭科学仪器厂TDL-5-A型离心机，天津市泰斯特仪器有限公司FZ102型小型粉碎机，上海实研电炉有限公司DHG-924B型烘箱，日本岛津AUW220D型万分之一电子天平天平，蛇形索氏提取器。

1.1.3 试剂 乙醇、乙醇、NaNO2、Al（NO3）3、NaOH均为分析纯；芦丁标准品购自中国食品药品检定研究院，ID： 278S-LZC7。

1.2 方法

1.2.1 试验时间及地点 试验于2014年4月至12月在海南省儋州市中国热带农业科学院橡胶研究所五队基地内进行，试验地前茬为橡胶育苗地，土壤为典型热带砖红壤，土层深度60 cm以上，地块均一平整，pH值4.78，有机质含量12.74 g/kg，速效氮25.28 mg/kg，速效磷12.32 mg/kg，速效钾38.93 mg/kg。

1.2.2 试验设计 采用大田荫网大棚模拟试验的方法，以全自然光照（遮光率记为0，下同）的裸地栽培为对照，再分别随机排列长宽高规格一致的4个遮光率不同的隧道式荫棚，除两头通透外，顶部及侧面均覆盖透气、透水型黑色遮阳网，每个荫棚的脊高1.8 m、宽3.0 m、长30 m，用台湾泰仕TES-1332A照度计对各荫棚内的实际遮光率进行多点多次测量，得到4个荫棚的遮光率分别为35%、47%、69%、82%，每个荫棚之间留出6 m的空地作为隔离区。2014年4月16日分别在各处理内同步定植已长出3～4片叶的地胆草小苗，单株穴植，株行距30 cm×30 cm，每处理3个重复，每小区有效面积4 m2。定植后浇定根水，两星期内视天气情况进行适当浇水确保成活，后期田间管理一致，期间分别于7月中旬及9月中旬大雨后撒施NPK15-15-15的复合肥各1次，用量按12 kg/667 m2计。

1.2.3 测定项目 （1）样品处理：当年12月11日，进行人工采挖，去除边行，每小区随机采集10株地胆草，所得地胆草根系用自来水冲洗干净，初步晾晒后转入60 ℃烘箱烘干36 h，粉碎并过2號筛后备用。（2）浸出物含量测定：参照2010年版《中华人民共和国药典》[7]附录XA浸出物测定法中水溶法、醇溶法及乙醚浸出法测定地胆草根系浸出物含量，以百分比计算浸出物得率（含量），其中，醇溶性浸出物所用溶剂为95%乙醇。（3）总黄酮的提取及含量测定：亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠显色法[8-9]并稍作修改，操作步骤为：称取样品2 g，加入100 mL 70%乙醇，95 ℃回流提取3 h，提取物旋转浓缩至体积<50 mL，4 000 r/min离心10 min，转出上清液并用70%乙醇定容至50 mL，后以芦丁标准样作标准曲线，于510 nm处用紫外分光光度仪测定吸光值，计算总黄酮含量。（4）灰分含量测定：参照2010年版《中华人民共和国药典》[7]附录ⅨK灰分测定法测定总灰分及酸不溶性灰分含量。

1.3 数据处理

数据分析用Excel 2003与DPS7.05，处理间多重比较用Duncans新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同遮光处理对地胆草根系浸出物含量的影响

不同遮光处理下地胆草根系浸出物的测定结果见图1，浸出物含量、遮光率间的简单相关系数见表1。不同遮光处理下地胆草根系浸出物得率最高的为水热溶性浸出物，该法浸出物得率由高到低依次为遮光率82%、遮光率47%、全光照、遮光率69%、遮光率35%的处理，对应得率分别为23.60%、23.56%、22.66%、21.56%、20.06%，其相对得率分别为全光照处理的1.04、1.03、1.00、0.95、0.89倍，5个处理的平均得率为22.23%，除全光照及遮光69%处理的得率较低外，另外3个处理间的差异不显著，该法得率与遮光率间的简单相关系数较弱，相关不显著（p<0.05），说明遮光率对地胆草根系水热浸出物的影响较小。水冷浸法浸出物得率表现为随遮光率增加而增加的趋势，得率由高到低依次为遮光率82%、遮光率69%、遮光率47%、全光照、遮光率35%的处理，对应得率分别为20.92%、18.52%、16.73%、16.59%、15.48%，其相对得率分别为全光照处理的1.26、1.12、1.01、1.00、0.93倍，5个处理的平均得率为17.65%，处理间存在较大差异，该法浸出物得率与遮光率之间的简单相关未达到、但接近显著水平（p<0.05），与水热浸法间的简单相关也未达显著水平（p<0.05）。

地胆草根系醇溶性浸出物含量（图1、表1），无论是醇热浸法还是醇冷浸法，其浸出物得率均表现为随遮光率的增加而得率降低的变化趋势，且整体上醇热浸法得率高于冷浸法。醇热浸法得率由高到低依次为全光照、遮光率47%、遮光率35%、遮光率69%、遮光率82%的处理，其对应得率分别为17.39%、16.34%、16.21%、14.60%、13.10%，其相对得率分别为全光照处理的1.00、0.94、0.93、0.84、0.75倍，5个处理的平均得率为15.53%，处理间得率差异较大，浸出物得率与遮光率间呈显著负相关（p<0.01）。醇冷浸法得率由高到低依次为全光照、遮光率35%、遮光率47%、遮光率69%、遮光率82%的处理，对应得率依次为14.71%、13.13%、13.06%、11.75%、10.53%，其相对得率分别为全光照处理的1.00、0.89、0.89、0.80、0.72倍，5个处理的平均得率为12.64%，处理间得率也存在较大差异，浸出物得率与遮光率间呈显著负相关（p<0.01）。

地胆草根系乙醚浸出物得率（图1、表1）整体上低于水溶法及醇溶法，表现为随遮光率的增加得率降低的变化趋势，分别为全光照处理的10.05%、遮光率35%处理的9.47%、遮光率47%处理的8.45%、遮光率69%处理的7.79%、遮光率82%处理的5.29%，相对得率分别为全光照处理的1.00、0.94、0.84、0.77、0.53倍，5个处理的平均得率为8.21%，处理间得率差异较大，得率与遮光率间呈显著负相关（p<0.01）。乙醚浸出物得率与水冷浸出物得率间呈显著负相关（p<0.01）、与水热法浸出物得率的负相关不显著、与醇溶性浸出物得率呈显著正相关（p<0.01）。

2.2 不同遮光处理对地胆草根系黄酮含量的影响

不同遮光处理下地胆草根系黄酮含量的测定结果见图2，黄酮含量与遮光率、浸出物含量相互间的简单相关系数见表2，含量由高到低依次为遮光率47%、遮光率35%、遮光率82%、全光照、遮光率69%的处理，对应的含量分别为30.88、30.47、26.84、25.08、23.79 mg/g，其相对含量分别为全光照处理的1.23、1.22、1.07、1.00、0.95倍，5个处理的平均含量为27.41 mg/g，处理间存在一定差异，各处理黄酮含量与遮光率、及与各类型浸出物含量间的相关性均较弱，都未达到显著水平（p<0.05）。

2.3 不同遮光处理对地胆草根系灰分含量的影响

不同遮光处理下地胆草根系粗灰分及酸不溶性灰分含量测定结果见图3，其中，全光照、35%遮光、47%遮光、69%遮光、82%遮光处理下的粗灰分含量分别为8.19%、8.89%、7.65%、9.21%、8.37%，整体平均值8.46%，各处理间差异较小，均未达到显著水平（p<0.05），而酸不溶性灰分含量依次为0.84%、0.83%、0.78%、0.94%、0.73%，整体均值0.83%，各处理间的差异也均未达到显著水平（p<0.05）。由表3可知，地胆草根系粗灰分、酸不溶性灰分含量、遮光率两两间的相关性较弱，也未达到显著水平（p<0.05）。

3 讨论与结论

在遮光栽培或者林下间作系统中，作物有可能因光照相对不足而遭受弱光逆境胁迫，造成减产或品质下降。但“逆境效应理论”认为[10]：环境胁迫可能有利于某些中药次生代谢产物的形成和积累，这一理论在一些中药材的胁迫试验中已得到了部分验证，比如印度藏茴香[11]、玄参[12]、柴胡[13]、丹参[14]的干旱胁迫以及中华芦荟[15]、当归[16]、马兰[17]的遮光/遮荫试验等。地胆草的野生分布较广，既常见于开旷山坡、路旁、或山谷林缘，也可发现于荫蔽度较高的热带经济林下，因此，野生采集的地胆草可能因来自不同光照生境而内在品质存在差异。笔者前期的研究结果表明，地胆草产量随遮光率的增加而下降，当遮光率达85%时其产量仍然可达全自然光照的四成左右，说明地胆草可耐受较大程度的遮荫[5]，林下间作地胆草可作为橡胶园创收的一种备选途径[6]，但林下间作相对不足的光照条件是否会对地胆草的品质产生显著影响是必须关注的问题，如果在產量降低的同时内在品质得到提高也是十分有意义的。

本研究结果表明，地胆草根系水热浸出物得率与遮光率的相关性较弱，但得率最高的为遮光率最大的处理，水冷浸出物也表现为遮光率高的得率较高，且与遮光率的正相关接近显著水平，意味着弱光的逆境条件可能有利于地胆草根系水溶性成分的形成和累积，低光照栽培的地胆草有可能获得较高的根系水溶性浸出物含量，这也一定程度上验证了“逆境效应理论”；地胆草根系乙醇浸出物无论是热浸法还是冷浸法，得率与遮光率间的负相关均达到极显著水平，说明要获得较高的根系乙醇浸出物得率则要求地胆草生长环境的光照强度越高越好，这一结果与水溶性浸出物的相反；地胆草根系乙醚浸出物得率受遮光率的影响与乙醇浸出物的结果类似，要获得较高的乙醚浸出物得率也需要较好的栽培光强，其原因可能是乙醚与乙醇同属有机溶剂，其中的溶出物类似。不同遮光处理地胆草根系黄酮、粗灰分及酸不溶性灰分含量虽然存在一定差异，但它们与遮光率间的相关性均不显著，说明它们受生长环境遮光强度的影响相对较小。不同遮光处理下地胆草根系各类型浸出物、黄酮、灰分含量的这些差异表现，说明栽培光强会对地胆草根系品质产生影响，笔者分析认为，这种差异更多的应该是来源于不同处理的根系中水溶性及有机溶解性物质含量的差别，这是值得进一步研究的。

据研究，地胆草中含有三萜类、倍半萜内酯类、甾体类、黄酮类、蒽醌类、肽类等复杂成分[18]，虽曾被收入1977年版《中华人民共和国药典》[19]，但并未对其品质检测标准进行过界定，也尚未见地胆草品质标准的相关研究报道。从本研究的初步结果来看，如果以水溶性浸出物作为地胆草根系品质考察指标之一，那么林下间作的地胆草根系品质可能比露地栽培的更优，但如果以乙醇浸出物或者乙醚浸出物作为考察指标之一其结果相反。但作为一个固定采收时期的静态分析，本结果也有明显的局限性，因此，有待于对地胆草作更深入的研究，才能更好地为地胆草的品质评价及人工栽培提供更多有益参考。

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责任编辑：沈德发