相同栽培條件下不同來源白術(shù)中5 種有效藥用成分測定與比較

陳 慧， 楊志玲* ， 楊 旭， 周曉龍， 王兆林， 張曉明

(1. 中國林業(yè)科學研究院 亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽311400;2. 浙江省磐安縣中藥材研究所，浙江磐安322300)

白術(shù)Atractylodis Macrocephalae Rhizoma 是菊科Compositae 植物白術(shù) Atractylodes macrocephala Koidz. 的干燥根莖，主要化學特征活性成分包括白術(shù)內(nèi)酯類、白術(shù)多糖、蒼術(shù)酮及白術(shù)揮發(fā)油等有效藥用成分［1-2］。現(xiàn)代藥理實驗結(jié)果表明:白術(shù)內(nèi)酯類化合物能促進胃腸道的消化吸收，是健脾的有效成分之一［3］;對子宮平滑肌活動有一定影響，具有安胎效果［4］;抗炎效果明顯［5］;能抑制部分癌細胞系，抗癌活性較好，具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ?］。此外白術(shù)揮發(fā)油對移植性腫瘤有顯著抑制作用，是潛在的抗腫瘤藥物成分［7］。

白術(shù)主產(chǎn)于浙江、福建、江西、安徽、四川、湖南等地［8］，以北緯29°50＇ ～30°50＇的亞熱帶常綠闊葉林地帶的浙江于潛、安徽皖南山區(qū)等地為其道地產(chǎn)區(qū)［9］。由于其產(chǎn)地較多，分布較廣，不同產(chǎn)地的白術(shù)藥材藥用成分含有量相差較大，品質(zhì)良莠不齊，導致市場上白術(shù)商品質(zhì)量參差不齊［10］。劉偉祥等［11］對13 批不同產(chǎn)地的白術(shù)藥材進行了內(nèi)酯類成分的測定，同樣發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的白術(shù)藥材中白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的量差異較大，且相同產(chǎn)地藥材也有較大的差異。劉玉強［12］對10 批市售白術(shù)藥材和40 批市售白術(shù)片及麩炒白術(shù)片中白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ和白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ的量進行測定，結(jié)果表明不同來源市售白術(shù)藥材及其飲片質(zhì)量相差較大。因此，抓緊選育優(yōu)良品種，盡快實現(xiàn)種植材料良種化則顯得十分重要［13-14］。本實驗通過采集全國12 個主產(chǎn)區(qū)白術(shù)術(shù)苗，在道地產(chǎn)區(qū)磐安進行小區(qū)試驗，篩選出富含白術(shù)內(nèi)酯類成分及揮發(fā)油物質(zhì)的白術(shù)資源，同時檢測自主培育的以白術(shù)內(nèi)酯類成分和揮發(fā)油為培育目標的改良白術(shù)的有效藥用成分，為白術(shù)道地產(chǎn)區(qū)實現(xiàn)種植材料良種化、提升藥材品質(zhì)奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料 2011 年從四川、陜西、湖北、湖南、安徽、福建、江西、貴州和浙江等9 個省12 個種植白術(shù)歷史超過30 年的主要產(chǎn)區(qū)，采集當?shù)匕仔g(shù)術(shù)栽苗，采集的白術(shù)根莖由溫州大學生命與環(huán)境科學學院丁炳揚教授鑒定;其余10 個試驗品種是浙江天臺、縉云、磐安，於潛、天目山等地區(qū)白術(shù)農(nóng)家品種經(jīng)過篩選、雜交得到的改良品種。大田試驗地點位于浙江省磐安縣尚湖鎮(zhèn)，白術(shù)栽植樣地為新墾 山 地，東 經(jīng)120°18＇，北 緯28°58＇，海 拔 為593 m。2012 年4 月，試驗地翻耕消毒之后，每個產(chǎn)地和改良白術(shù)種苗按照田間隨機區(qū)組試驗設(shè)計，每小區(qū)種植白術(shù)5 行，每行20 株，3 次重復，種苗消毒之后栽植。依據(jù)白術(shù)生長習性，請當?shù)厮庌r(nóng)進行常規(guī)田間管理，所有樣地保證同樣的水肥管理。2012 年11 月，待白術(shù)地上部分枯黃時，每小區(qū)隨機收集60 株白術(shù)地下根莖。將所收集的白術(shù)根莖帶回實驗室，清洗干凈，切成片狀，在烘箱中50 ℃烘干至恒定質(zhì)量，粉碎后過60 目篩，將粉末放置密封袋中干燥保存。

1.2 方法 白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ采用高效液相色譜方法測定［15］;白術(shù)揮發(fā)油采用《中國藥典》揮發(fā)油測定方法測定［16］。每個樣品以上各指標均重復測定3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同來源白術(shù)根莖中揮發(fā)油和3 種白術(shù)內(nèi)酯成分量的比較及方差分析 由表1 可知，不同來源白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、白術(shù)內(nèi)酯總量和揮發(fā)油量分別為0.211 ～1.989 mg/g、0.197 ～1.707 mg/g、0.116 ～2.581 mg/g、0.541 ～5.993 mg/g 和2.964 ～15.168 mg/g，不同來源白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯類成分及揮發(fā)油差異較大。

使用SPSS 18.0 軟件，通過單因素ANOVA 分別計算原產(chǎn)地栽培白術(shù)組和改良白術(shù)組以上指標平均值和標準差，并進行顯著性分析(LSD 法)，結(jié)果見表2。表2 數(shù)據(jù)顯示改良白術(shù)組中整體白術(shù)內(nèi)酯類成分及白術(shù)揮發(fā)油物質(zhì)高于原產(chǎn)地栽培白術(shù)組，并且白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、白術(shù)內(nèi)酯總量兩項指標呈現(xiàn)極顯著性差異，白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ兩項指標呈現(xiàn)顯著性差異。

表2 不同產(chǎn)地栽培白術(shù)與改良白術(shù)中揮發(fā)油和白術(shù)內(nèi)酯類物質(zhì)方差分析Tab.2 Variance analysis of contents of atractylenolides and volatile oil between origin and improved A. macrocephala resources

2.2 不同來源白術(shù)根莖中揮發(fā)油和3 種白術(shù)內(nèi)酯成分量的主成分分析 用SPSS 18.0 軟件對不同來源白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、白術(shù)內(nèi)酯總量、白術(shù)揮發(fā)油5 個指標進行主成分分析。提取特征根大于0.5 的因子，得到2 個主成分，累計方差貢獻率可達94.828%，見表3。第1 主成分的特征根為3.963，累積方差貢獻率為79.263%，主要反映了白術(shù)內(nèi)酯指標的信息;第2 主成分特征根為0.778，累計貢獻率達94.828%，主要反映了白術(shù)揮發(fā)油的信息。利用2 個主成分的方差貢獻率占總方貢獻率的比重進行加權(quán)匯總，得到一個可以綜合體現(xiàn)白術(shù)有效藥用成分的評價函數(shù):F = (79.263 × F1 +15.565 ×F2)/94.828。得各白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯類成分及揮發(fā)油含量綜合因子得分，見表4。由表4 可得:改良200號、16 號、四川彭水的白術(shù)F 值分別列于總樣品的第1、2、3 位;同時還發(fā)現(xiàn)F 值位于前8 位的白術(shù)樣品中，除了四川彭水為來自產(chǎn)地的栽培白術(shù)，其余7 個均為改良白術(shù)。

表3 主成分分析的特征值、累積方差貢獻率及特征向量Tab.3 Characteristic values，accumulated variance contribution rate，and characteristic vectors of principal components

表4 不同來源白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯類成分及揮發(fā)油量主成分分析綜合評分值Tab.4 Scores of principal components of atractylenolides and volatile oil from different resources of A. macrocephala rhizomes

以主要反應(yīng)白術(shù)內(nèi)酯指標的F1因子得分為x軸，主要反映白術(shù)揮發(fā)油的F2因子得分為y 軸，得出各白術(shù)樣品F1、F2因子得分圖，見圖1。從因子得分圖可以看出位于第一象限(F1＞0，F(xiàn)2＞0)上的來自於28 號、四川彭水、51 號、湖南羅烏、4 號、172 號、14 號等7 個來源的白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯類成分和揮發(fā)油含有量都相對較高;第二象限(F1＜0，F(xiàn)2＞0)中的樣品包括來自浙江臨安、福建壽寧及改良白術(shù)37 號含有較多揮發(fā)油，而白術(shù)內(nèi)酯類成分含有量相對較少。位于第三象限(F1＜0，F(xiàn)2＜0)中來自湖北?？怠⑴桶擦址?、湖南長壽等7 個樣品的白術(shù)揮發(fā)油及內(nèi)酯類成分含有量相對較少。第四象限(F1＞0，F(xiàn)2＜0)上的200號、16 號、10 號等5 個樣品含有較多白術(shù)內(nèi)酯類成分，但揮發(fā)油含有量不高。

3 討論

3.1 目前白術(shù)定量指標成分還沒有完全明確，《中國藥典》2010 年版采用蒼術(shù)酮在薄層層析板上的顯色反應(yīng)作為定性檢測指標，但蒼術(shù)酮熔點很低，性質(zhì)不穩(wěn)定，遇熱、見光易分解產(chǎn)生白術(shù)內(nèi)酯類物質(zhì)，且對照品無法保存［16-17］。白術(shù)內(nèi)酯類為白術(shù)有效特征性藥用成分，且性質(zhì)相對較為穩(wěn)定，本實驗以其作為定量檢測指標，效果較好。

圖1 不同來源白術(shù)資源FI，F(xiàn)2 因子得分Fig.1 Scores for F1 and F2 factors of different resources of A. macrocephala

3.2 從結(jié)果可以看出，在相同栽培條件下不同來源白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯類成分和揮發(fā)油的含有量相差很大，主要表現(xiàn)在不同產(chǎn)地栽培白術(shù)之間以上有效藥用成分含有量相差較大，采自安徽寧國的白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ的量為采自浙江臨安白術(shù)的9.43 倍;采自彭水地區(qū)的白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ的量分別是浙江臨安的6.11、11.86倍;采自彭水地區(qū)的白術(shù)根莖中揮發(fā)油含有量是湖北?？档?.35 倍。導致這種差異的原因之一可能為藥用植物白術(shù)為異花授粉植物，是多態(tài)性較高的草本藥材，有著較高的種質(zhì)遺傳多樣性［18］。居于不同群體的同種植物，合成某一次生代謝產(chǎn)物的能力可能也存在遺傳差異［19］，白術(shù)內(nèi)酯類成分及揮發(fā)油含有量在白術(shù)不同產(chǎn)地間的差異可能與其種內(nèi)遺傳變異也有關(guān)，但這仍需要進一步的實驗證明。

3.3 本研究通過主成分分析方法得到不同來源白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯類成分及揮發(fā)油含有量的綜合得分，根據(jù)綜合得分的排名確定白術(shù)內(nèi)酯類成分及揮發(fā)油含有量排名，得出在原產(chǎn)地栽培白術(shù)組中來自四川彭水、湖南羅烏、天臺石梁三地白術(shù)排名靠前，來自湖北?？档貐^(qū)白術(shù)為最后。李偉等［20］在研究不同地區(qū)白術(shù)藥材白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅲ的含有量差異時發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)區(qū)白術(shù)藥材白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅲ的量相差大，且四川產(chǎn)白術(shù)以上2 個成分的量明顯高于浙江、安徽產(chǎn)白術(shù)，與本實驗結(jié)果相似。本實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)采于四川彭水地區(qū)的白術(shù)根莖中內(nèi)酯類量及揮發(fā)油高于公認的“道地產(chǎn)區(qū)”-浙江地區(qū)的白術(shù)，楊旭等［21］在測定不同產(chǎn)地姜黃中姜黃素成分時也發(fā)現(xiàn)道地產(chǎn)區(qū)四川崇州和犍為姜黃根莖中姜黃素并非最高。推測其原因首先可能為栽培白術(shù)大多為農(nóng)家散戶種植，不同種植戶所用種苗質(zhì)量不同，從而可能造成同一地區(qū)不同采樣地所收集的白術(shù)內(nèi)在質(zhì)量相差很大，劉艷妮等［22］對不同產(chǎn)地山茱萸活性成分進行分析時發(fā)現(xiàn)即使來源于同一產(chǎn)地的不同個體之間化學成分含有量也有較大差異。往往藥用植物有效成分受多種因素影響，采樣和檢測過程中存在的差異性也會影響其內(nèi)在規(guī)律的差異，造成不同研究者對同一植物有效成分積累規(guī)律研究結(jié)論的不同，甚至會出現(xiàn)矛盾的結(jié)果［23］。其次長期連作造成該地區(qū)白術(shù)種質(zhì)退化也可能導致所采集浙江個別地區(qū)白術(shù)內(nèi)在質(zhì)量并非最佳。

3.4 通過因子分析圖分別得到白術(shù)內(nèi)酯類及揮發(fā)油的專一性優(yōu)勢白術(shù)，於28 號、四川彭水等7 類白術(shù)根莖中白術(shù)內(nèi)酯和揮發(fā)油含有量都相對較高，可以同時滿足生產(chǎn)上需要以白術(shù)內(nèi)酯類和揮發(fā)油為提取目標的白術(shù)選育;浙江臨安、37 號、福建壽寧白術(shù)根莖中含有較多揮發(fā)油，而白術(shù)內(nèi)酯的量相對較少，只需要以白術(shù)揮發(fā)油作為藥用成分為目標的品種選育可以從這3 類白術(shù)中選育;200 號、16號、10 號等5 類白術(shù)含有較多白術(shù)內(nèi)酯類成分，但揮發(fā)油含有量不高，適合白術(shù)內(nèi)酯為提取目標的白術(shù)品種選育;湖北?？怠⑴桶擦址?、湖南長壽等7 類白術(shù)揮發(fā)油及內(nèi)酯的量都相對較少，若以白術(shù)內(nèi)酯和揮發(fā)油為主要藥用成分的白術(shù)選育建議不要從這7 類中選擇。因子分析圖結(jié)果更符合生產(chǎn)上需要白術(shù)某一類特定有效藥用成分的提取利用而進行的白術(shù)種質(zhì)優(yōu)選。

［1］ Zhang Y Q，Xu S B，Lin Y C，et al. Antagonistic effects of 3 sesquiterpene lactones from Atractylodes macrocephala Koidz. on rat uterine contraction in vitro［J］. Acta Pharmacologica Sinica，2000，21(1):91-96.

［2］ Li C Q，He L C. Jin J Q. Atractylenolide Ⅰand atractylenolide Ⅲinhibit lipopolysaccharide-induced TNF-α and NO production in macrophages［J］. Phytother Res，2007，21(4):347-353.

［3］ 郝延軍，桑育黎，王 勒，等. 白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅲ對脾虛大鼠胃腸道消化吸收的影響［A］ //中華中醫(yī)藥學會第五屆中藥炮制分會學術(shù)會議論文集. 2005:215.

［4］ Zhang Y Q，Xu S B，Lin Y C，et al. Antagonistic effects of 3 sesquiterpene lactones from Atractylodes macrocephala Koidz. on rat uterine contraction in vitro［J］. Acta Pharma-colsin，2000，21(1):91.

［5］ Dong H，He L，Huang M，et al. Anti-inflammatory components isolated from Atractylodes macrocephala Koidz. ［J］. Nat Prod Res，2008，22(16):1418.

［6］ Li N，Xu Z C，Zhang H，et al. New triterpene prosaponin and saponin with unsaturated lactone skeleton from gynostemma pentaphyllum and the antitumor activities assay ［A］ //Proceeding of 2008 international conference on ginseng. 2008.

［7］ 王 翕，楊廣文. 白術(shù)揮發(fā)油抗實體瘤的作用研究［J］. 中國藥物與臨床，2002，2(4):239-240.

［8］ 中國植物志編寫委員會. 中國植物志［M］. 北京:科學出版社出版，1987，78(1):28.

［9］ 彭華勝，王德群. 白術(shù)道地藥材的形成與變遷［J］. 中國中藥雜志，2004，29(12):1133-1135.

［10］ 陳建明，陳 彬，陳建真. 不同產(chǎn)地白術(shù)的化學成分研究進展［J］. 中醫(yī)藥學報，2010，38(5):144-147.

［11］ 劉偉祥，黎瓊紅，謝 晨，等. HPLC 法測定白術(shù)中白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ的含量［J］. 中草藥，2007，37(8):1261-1262.

［12］ 劉玉強，才 謙. 50 批不同來源白術(shù)藥材及飲片中白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ和白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ含量的HPLC 法測定［J］. 藥物分析雜志，2012，32(7):1249-1252.

［13］ 白 巖. 浙江白術(shù)生產(chǎn)現(xiàn)狀及優(yōu)化農(nóng)藝措施研究［D］. 保定:河北農(nóng)業(yè)大學，2009.

［14］ 何?；?，陳斌龍，何浩亮，等. 白術(shù)主要性狀遺傳分析與優(yōu)良產(chǎn)地和優(yōu)株選擇［J］. 浙江林學院學報，2005，22(5):524-529.

［15］ 王 瑤，田 薇，王舒琳，等. 浙江不同產(chǎn)區(qū)白術(shù)質(zhì)量評價研究［J］. 中草藥，2012，43(8):1615-1611.

［16］ 國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典:2010 年版一部［S］. 北京:中國醫(yī)藥科技出版社，2010:附錄63.

［17］ 陳華萍，吳萬征. 白術(shù)的研究進展［J］. 廣東藥學，2002，12(5):19-21.

［18］ 劉逸慧，陳斌龍，周曉龍. 藥用植物白術(shù)栽培群體的遺傳多樣性研究［J］. 中國中藥雜志，2008，33(23):2756-2760.

［19］ 楊舒婷，龔華棟，趙云鵬. 產(chǎn)地與種源對白術(shù)藥材質(zhì)量的影響［J］. 中藥材，2013，36(6):890-892.

［20］ 李 偉，文紅梅，張愛華. 白術(shù)質(zhì)量標準研究I-HPLC 法測定2 種白術(shù)內(nèi)酯的含量［J］. 藥物分析雜志，2001，21(3):170-172.

［21］ 楊 旭，楊志玲，劉若楠，等. 姜黃根莖中姜黃素類成分含量的產(chǎn)地差異及其與環(huán)境因子的CCA 分析［J］. 植物資源與環(huán)境學報，2011，20(3):16-23.

［22］ 劉艷妮，李慧敏，徐 融，等. 不同產(chǎn)地山茱萸中4 種活性成分含量的HPLC 分析［J］. 植物資源與環(huán)境學報，2013，22(2):108-110.

［23］ 董娟娥，梁宗鎖. 植物次生代謝物積累量影響因素分析［J］. 西北植物學報，2004，24(10):1979-1983.