东京野茉莉重要化学成分的时空分布研究

2018-03-27万俊鹏崔义真喻方圆

西南林业大学学报 2018年1期

万俊鹏崔义真喻方圆

(南方现代林业协同创新中心，南京林业大学林学院，江苏南京 210037)

东京野茉莉 (Styraxtonkinensis) 又名越南安息香、白花树，是安息香科安息香属落叶乔木，适宜生长在热带和亚热带海拔100～1 000 m的低山丘陵区[1]。东京野茉莉主产越南东京湾，在我国云南、贵州、广西、广东、湖南、福建和江西等地有分布，是集药用[2-3]、材用、观赏于一身的树种[4]。目前对于东京野茉莉的研究，主要集中于苗木繁育[5]、栽培与生产[6]、木材材性分析[7-8]、种子油提取及油脂分析[9-11]以及生理、生殖生物学特性[12]等方面，但对于东京野茉莉中安息香主要成分的时空分布鲜有研究。本研究通过对不同树龄的东京野茉莉主要化学成分在树体中的分布进行测定和分析，为东京野茉莉树体的综合利用提参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验地位于南京市六合区马集镇中华茉莉谷 (32°53′ N， 118°84′ E)，属亚热带季风性湿润气候，气候温和湿润，四季分明，光照充足，降水丰富。年平均气温15.1 ℃，夏季最高气温36～38 ℃，冬季最低气温-8～10 ℃，土壤以黄棕壤为主。试样采集地为不同年龄东京野茉莉人工林。

本试验的材料采取全挖法，在2、4、6、8、11 a不同年龄的林分中，分别选择地径 (或胸径) 和冠幅中等的东京野茉莉植株，每年龄段挖取3株，共15株作为测定材料，挖取时尽量保持根系的完整性，将根、干、枝和叶分别研磨成粉，过50目筛。同时采集取样植株的叶片，用干净柔软的湿布擦净后，置于105 ℃的烘箱中杀青15～20 min，之后立即降低烘箱的温度，维持在70～80 ℃，直至烘干为恒质量，用粉碎机磨碎，过80～100目筛孔的筛子，混合均匀。对1、2、3、4、6、8、11 a的东京野茉莉叶片进行可溶性蛋白、纤维素、游离氨基酸含量等指标的测定。

1.2 试验方法

1.2.1安息香主要成分含量测定

1) 总香脂酸含量测定。分别精确吸取对照品溶液0.25，0.5，0.75，1.0，1.25 mL，至25 mL容量瓶中，加碳酸氢钠溶液 (1→20) 定容，摇匀。以碳酸氢钠溶液 (1→20) 为空白对照，在223 nm处测定其吸光度。以吸光度 (A) 为纵坐标，对照品浓度 (C) 为横坐标，绘制标准曲线，回归方程为：A=66.750C+ 0.037 7，R=0.999 1。结果表明，苯甲酸在0.002～0.01 mg/mL范围内线性关系良好。

总香脂酸含量的测定采用紫外分光光度法[13]。取1.5 g安息香药材粉末 (过50目筛)，加0.5 mol/L的乙醇制氢氧化钾溶液25 mL，回流提取1.5 h。在水浴上除去乙醇，残渣加热水50 mL使之均匀散裂，放冷，加冷水150 mL及硫酸镁溶液50 mL，搅匀，静置10 min，过滤，以20 mL水洗涤滤渣，滤液加盐酸调pH (pH < 3) 至酸性，置分液漏斗中，用乙醚分次振摇4次 (50、40、40、30 mL)，合并乙醚液，以碳酸氢钠溶液分次用力振摇提取5次 (20、20、10、10、10 mL)，合并水层，置水浴上挥去乙醚至无乙醚味，取出冷却至室温。以5%碳酸氢钠溶液定容，摇匀，备用；在223 nm波长下测定吸光度。每个处理重复3次。根据标准曲线计算总香脂酸含量。

2) 总三萜含量测定。精确吸取齐墩果酸对照品溶液0.2，0.25，0.30，0.35，0.40，0.45 mL，分别置10 mL容量瓶中，按比色条件正交试验设计条件显色反应后，在550 nm波长处测定吸光度值，以吸光度 (Y) 为纵坐标、质量浓度 (X) 为横坐标绘制标准曲线，得回归方程Y=45.7X- 0.080 9，R=0.998 7。

总三萜含量的测定采用香草醛-冰醋酸体系分光光度法[14]。将根、干、枝、叶研磨成粉 (过50目筛)，称取样品15 mg，置10 mL容量瓶中，加甲醇溶解并稀释至刻度，超声提取15 min，过滤，吸取0.2 mL溶液置10 mL容量瓶中，加入0.3 mL香草醛-冰醋酸，0.8 mL高氯酸，在80 ℃的水浴中加热15 min，取出，放至室温。在550 nm波长测定吸光度。每个处理重复3次。根据标准曲线计算总三萜含量。

1.2.2叶片营养成分含量测定

1) 蛋白质含量测定。选用考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质含量。随机称取剪碎叶片0.5 g，用3 mL蒸馏水研磨匀浆，转移到离心管中，用2 mL蒸馏水冲洗研钵，一并转入离心管中，然后在6 000 r/min下离心20 min。取上清液1 mL，加5 mL考马斯亮蓝试剂，摇匀后放置2 min，于595 nm下测其吸光度。

2) 纤维素含量测定。测定方法参照硫酸法[15]。随机称取剪碎叶片0.4 g于烧杯，将烧杯置冰水浴中加60%硫酸60 mL，并消化处理30 min，将消化好的纤维素溶液转入100 mL容量瓶，并用60%硫酸定容至刻度，摇匀后用布氏漏斗过滤于另一烧杯中。取过滤溶液5 mL放入100 mL容量瓶，在冷水浴中加蒸馏水稀释至刻度，摇匀备用。取备用液2 mL于具塞试管中，加入0.5 mL 2%蒽酮试剂，并沿管壁加5 mL浓硫酸，塞上塞子，摇匀，静置1 min，在620 nm波长下测吸光度。

3) 游离氨基酸含量测定。采用茚三酮比色法[16]，随机称取剪碎叶片0.3 g，于研钵加入5 mL 10%乙酸。研磨匀浆后，加蒸馏水稀释至10 mL，过滤到三角瓶中，取上清液1 mL，加1 mL蒸馏水、3 mL水合茚三酮、0.1 mL 0.1%抗坏血酸，置沸水浴15 min，取出后用冰水快速冷却并不时摇动，使加热时形成的红色被空气逐渐氧化而褪去，呈现蓝紫色时，用60%乙醇定容至20 mL，混匀后在570 nm波长下测其吸光度，通过标准曲线查得含氮量。

1.3 数据处理

利用Excel 2013进行数据整理，SPSS 18.0进行单因素方差分析 (ANOVA)，计算标准误并进行多重比较。图表绘制由SPSS 18.0软件完成。

2 结果与分析

2.1 不同树龄东京野茉莉各器官总香脂酸的含量

不同树龄东京野茉莉各器官总香脂酸在不同器官分布状况不同，如图1。2年生叶片 (4.13%)> 枝条 (3.07%)> 根部 (3.02%)> 树干 (2.06%)；4年生叶片 (4.37%)> 根部 (3.48%)> 枝条 (2.26%)> 树干 (1.85%)；6年生叶片 (4.65%)> 根部 (2.99%)> 枝条 (2.37%)> 树干 (2.06%)；8年生叶片 (4.51%)> 根部 (2.71 %)> 枝条 (2.36%)> 树干 (1.26%)；11年生叶片 (4.81%)> 根部 (3.06%)> 枝条 (2.24%)> 树干 (2.15%)。

不同字母表示差异显著。

图1不同树龄东京野茉莉各器官总香脂酸含量
Fig.1 The total balsamic acid content in different organs ofS.tonkinensisat different ages

从图1可知，东京野茉莉总香脂酸含量基本上为叶片中最高，根部次之，枝条和树干最少。这样分布的原因可能是总香脂酸在叶片中合成，含量最多，根部储存总香脂酸，含量次之，而树干和枝条对于有机物只起到运输作用，含量较少。随着树龄的增长，东京野茉莉的叶片、根部和枝条总香脂酸含量呈现先上升后下降再上升的趋势，树干总香脂酸含量呈现先下降再上升再下降再上升的趋势。方差分析结果表明，6年生叶片和8年生叶片总香脂酸含量的差异没有达到显著水平，其他不同树龄东京野茉莉叶片、根部、枝条、树干中总香脂酸含量差异达到显著水平 (P< 0.05)。

2.2 不同树龄东京野茉莉各器官总三萜的含量

不同树龄东京野茉莉各器官总三萜含量测定结果如图2所示。可以看出，东京野茉莉总三萜含量分布和总香脂酸含量在各器官中的分布一致，基本上叶片含量最高，根部次之，枝条和树干最少，与杨万霞[17]研究青钱柳药用成分总三萜在不同器官中的分布规律一致。

不同字母表示差异显著。

图2不同树龄东京野茉莉各器官总三萜含量
Fig.2 The content of total triterpenes in different organs ofS.tonkinensisat different ages

另外，叶片、枝条、树干、根部总三萜含量随着树龄的增加呈现先下降再上升再下降的变化趋势。方差分析结果表明，不同树龄东京野茉莉叶片、根部、枝干、树干中总三萜含量差异均达到显著水平 (P< 0.05)。

2.3 东京野茉莉叶片营养成分的含量

由表1可知，干物质含量从3年生叶片的38.809%增加到6年生叶片的44.416%，8年生叶片含量为37.342%，11年生叶片含量达到最大值为44.547%；粗蛋白在1年生叶片上含量达到8.179%，然后随之降低，3年生叶片含量降为6.542%，4年生叶片含量上升为6.75%，8年生叶片含量降为4.371%，随后增长到最高值11年生含量为9.076%；纤维素含量在2年生叶片中达到高峰，随之下降至4年生叶片含量为13.309%，在6年生叶片中含量增长到16.546%，然后随之降低；氨基酸含量在2年生叶片中为2.578%，然后随叶龄增长氨基酸含量降低，在3年生叶片中含量降低为1.175%，随之含量在8年生叶片中达到最大值为3.983%。

表1 不同树龄叶片的营养成分Table 1 The nutritional content of different ages leaves

注：不同字母表示差异显著。

干物质、粗蛋白含量及氨基酸含量在不同树龄叶片之间的差异不显著，纤维素含量随叶龄增长而降低，且纤维素含量在不同树龄叶片之间差异显著 (P< 0.05)。

3 结论与讨论

本研究对不同树龄东京野茉莉树体中安息香主要化学成分的空间分布以及叶片内主要营养成分的含量进行了分析比较，揭示东京野茉莉树体内主要化学成分的分布规律，为东京野茉莉树体的合理开发和利用提供参考。

分别采取相同年龄段的根、枝条、树干和叶作为测定样品，既能横向比较相同年龄段树体不同器官的安息香主要化学成分差异，也能纵向比较相同器官在不同年龄段的安息香主要化学成分的差异，以便对东京野茉莉树体内安息香成分的产生、运输、积累有一个更深入的了解，为将来从东京野茉莉树体中提取安息香类物质提供借鉴。

东京野茉莉药用成分安息香是采用割脂方式收集树干流出的树脂，药用部位一直是树干。本研究表明，叶片中药用成分的含量高于树干，建议采集东京野茉莉叶片，对其加工利用，既可提高生产效益，也可使东京野茉莉的药用价值得到充分的利用。但受试验材料采样时间的限制，还需进一步研究确定最佳采叶季节。

东京野茉莉中总三萜含量叶片中最高，根部次之，枝条和树干最少，与杨万霞[17]研究青钱柳药用成分总三萜在不同器官中的分布规律一致。不同树龄东京野茉莉不同器官总三萜含量差异均达到显著水平，与王文娟[18]研究青海沙棘总三萜含量与树龄和部位的关系的结论一致。

东京野茉莉干物质含量平均值为41.35%，粗蛋白含量为7.08%，纤维含量为15.86%，氨基酸含量为2.15%，与常见树种泡桐 (Paulowniasieb)、刺槐 (Robiniapseudoacacia) 和杨树 (Populussp.) 等相比是比较低的。据郭良[19]对常见树种叶片进行营养成分分析，泡桐叶干物质含量为88.99%，粗蛋白含量为16.41%，粗纤维10.46%；刺槐叶干物质量88.35%，粗蛋白17.78%，粗纤维11.33%，氨基酸含量为13.61%[19-20]；沙兰杨 (Populuseuramericanacv. ‘Sacrau 79’) 叶干物质含量为92.22%，粗蛋白含量11.29%，粗纤维含量14.27%，柳树叶粗纤维含量19.3%，刺槐叶粗纤维含量为17.5%[21]。东京野茉莉树叶除纤维素含量外，其他营养成分均小于常见树种，说明饲用价值不高，但叶片中含有药用成分，可以开发某些具有特殊价值的饲料。叶片中药用成分的含量高于树干，而叶片内的营养物质在不同年龄段也存在变化，但这种变化是否与安息香类物质的产生有关系，尚不能确定，还需要更多的试验来验证和分析。

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