刺果甘草的成分及特征的相關(guān)研究進(jìn)展

劉杰淋，孔曉蕾，張 強(qiáng)，王雪珊，彭大慶，曲洪生

（ 1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所，黑龍江 哈爾濱 150086 ； 2.商艾享生態(tài)科技股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070 ）

刺果甘草屬豆科（Leguminosae）甘草屬（Glycyrrhiza），分布于北半球溫帶或亞熱帶、北美洲和澳大利亞等地區(qū)，我國(guó)約有10種[1]。刺果甘草甘草屬植物用途廣，經(jīng)濟(jì)價(jià)值大，不但是重要的藥用植物，也是優(yōu)良的防風(fēng)固沙、保護(hù)水土植物。刺果甘草將成為高速公路邊坡護(hù)坡用的重要草資源，其研發(fā)將對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設(shè)起到重要作用。

刺果甘草因其藥理作用成為家畜飼料中的重要泌乳添加劑之一，將會(huì)是增加農(nóng)民收入和推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最新增長(zhǎng)點(diǎn)。本文綜述了目前刺果甘草的化學(xué)組分、組織培養(yǎng)、生物遺傳多樣性、植物學(xué)特征特性等方面的研究進(jìn)展，以期為刺果甘草作為飼料資源及藥用資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、利用提供參考。

1 化學(xué)組分

近年來(lái)針對(duì)刺果甘草的營(yíng)養(yǎng)成分方面進(jìn)行了大量而廣泛的研究。研究表明，刺果甘草含有豐富的黃酮類(lèi)化合物、甘草黃酮類(lèi)化合物[2]。

1.1 黃酮類(lèi)化合物

黃酮類(lèi)化合物是一類(lèi)重要的天然有機(jī)化合物。甘草黃酮具有清除自由基、抗氧化的作用，可以預(yù)防腫瘤發(fā)生，引起了人們的廣泛關(guān)注和重視[3]。研究表明，甘草中分離鑒定的黃酮類(lèi)化合物有300多種，可分為黃酮類(lèi)、黃烷類(lèi)、異黃酮類(lèi)、黃酮醇類(lèi)、查爾酮類(lèi)以及二氫黃酮等[4]。李秀影[5]、常桂英等[6]研究發(fā)現(xiàn)，刺果甘草中黃酮類(lèi)化合物的抗氧化效果略高于維生素C（VC）。此外，日糧中添加黃酮類(lèi)化合物可抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，緩解致病菌對(duì)家禽小腸的損傷，促進(jìn)小腸對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收；還可促進(jìn)牛生長(zhǎng)發(fā)育，可作為抗生素類(lèi)生長(zhǎng)促進(jìn)劑的替代品應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)[7]。

1.2 化學(xué)成分

張繼等[8]研究發(fā)現(xiàn)，刺果甘草葉的主要化學(xué)成分為不飽和醇、烯、不飽和酯、烷類(lèi)以及萜類(lèi)化合物,含量最多的是5-（2-丙烯基）-1,3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯，占19.02%；其次是3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇，占17.70%；以及[1R-(1R*,4Z,9S*)]-4,11,11-三甲基-8-亞甲基-二環(huán)[7.2.0]十一碳-4-烯（占11.53%）、2,3,6-三甲基-1,6-庚二烯（占8.36%）、2-十一酮（占4.24%）、香豆素-7,8-二醇（占3.81%）、2-甲基-6-亞甲基-7-辛烯-2-醇（占3.47%）、3,7,11,15-四甲基-2-十六烯-1-醇（占3.43%）等；上述8種化合物的含量占總量的71.56%。

張繼等[3]研究采用水蒸氣蒸餾法提取刺果甘草根化學(xué)成分，運(yùn)用毛細(xì)管氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法結(jié)合計(jì)算機(jī)檢索對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行分析和鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)毛細(xì)管色譜分離出25個(gè)峰，并且鑒定出峰所對(duì)應(yīng)的化合物化學(xué)成分主要為亞油酸乙酯（占32.77%）、十六烷酸乙酯（占10.02%）、2,3,7-三甲基-癸烷（占6.49%）、5-甲基-二十一烷（占5.74%）、二十三烷（占3.80%）、1-環(huán)己基壬烯（占3.70%）、二十烷（占3.63%）、十八酸乙酯（占3.59%）。李偉東等[9]以乙醇提取硅膠柱層析分離刺果甘草，IR、NMR和MS法確定結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示，得到3個(gè)化合物經(jīng)鑒定為十六酸、芒柄花素和異甘草素。

在刺果甘草二氯甲烷提取部位化學(xué)成分的研究中，梁軍[10]利用超聲波提取刺果甘草根的有效成分，得到β-谷甾醇和美迪紫檀素，其中β-谷甾醇占二氯甲烷提取物的3.53%，美迪紫檀素占二氯甲烷提取物的1.31%。石榮火等[11]采用波普數(shù)據(jù)處理刺果甘草，得到14個(gè)化合物，已鑒定其中9個(gè)，分別為后莫紫檀素、豆甾-3,6-二酮、β-谷甾醇、4,7一二甲氧基異黃酮、白樺脂酸、美迪紫檀素、異光甘草酚、芒柄花素、胡蘿卜甙，其中白樺脂酸、豆甾-3,6-二酮和胡蘿卜甙為首次分離自刺果甘草。石榮火[12]在刺果甘草化學(xué)成分及抗腫瘤活性的研究中發(fā)現(xiàn)，后莫紫檀素、美迪紫檀素等7個(gè)單體對(duì)HepA實(shí)體瘤具有較強(qiáng)的抑制作用,其中5個(gè)單體具有較強(qiáng)的活性。刺果甘草中含有的化學(xué)組分中包括醫(yī)學(xué)中較為珍貴的抗腫瘤藥物成分以及黃酮類(lèi)化合物，因此，刺果甘草的根、莖、葉中均較高的藥用價(jià)值。

2 組織培養(yǎng)

芮和愷[13]研究發(fā)現(xiàn)，刺果甘草種子經(jīng)消毒后在MS培養(yǎng)基上芽的誘導(dǎo)頻率分別為43%和17%，l周后先產(chǎn)生腫脹狀愈傷組織，將芽轉(zhuǎn)接在1/2 MS附加0.1 mg/L萘乙酸（NAA）的培養(yǎng)基上，2周后從切口處長(zhǎng)出白色的根，形成完整植株。鄒翠霞等[14]利用刺果甘草嫩莖進(jìn)行分化培養(yǎng)，結(jié)果顯示，試驗(yàn)成功地進(jìn)行了試管苗生根，成活率達(dá)到69%；移栽90 d后，實(shí)生苗基本一致，試管苗的生長(zhǎng)優(yōu)于實(shí)生苗，其根系為實(shí)生苗的2倍左右。

3 生物遺傳多樣性

近年來(lái)，隨著分子生物技術(shù)的迅速發(fā)展，利用RAPD、SRAP、AFLPI、SSR、基因組SSR等分子標(biāo)記進(jìn)行種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及親緣關(guān)系鑒定的研究越來(lái)越多[15]。宋美玲[16]對(duì)新疆和吉林地區(qū)甘草、脹果甘草、光果甘草以及刺果甘草進(jìn)行遺傳多樣性分析，結(jié)果顯示，4種甘草屬植物的Nei's基因多樣性（H）均為0.862 8，Shannon's指數(shù)（I）為2.376 5，表示遺傳多樣性水平較高；刺果甘草遺傳多樣性（H：0.669 1、I：1.508 3）高于脹果甘草（H：0.543 2、I：0.851 1）。楊萍[17]研究發(fā)現(xiàn)，4種甘草的進(jìn)化順序由低到高依次為刺果甘草、脹果甘草、甘草、光果甘草；0.2%濃度秋水仙素處理刺果甘草24 h時(shí)誘變率（88.64%）最高。孔紅[1]研究發(fā)現(xiàn)，刺果甘草體細(xì)胞染色體數(shù)2n=16，核型公式為：k（2n）=2x=16=4M+8m+4sm。

吳玉香等[18]發(fā)現(xiàn)，采用改良瓊脂（0.2%濃度的秋水仙堿與0.1%的瓊脂混合成半固體涂抹法處理甘草幼苗2 d的效果最好，變異率達(dá)55%，結(jié)果表明改良瓊脂體涂抹法是一種非常高效的多倍體誘變方法。趙月梅等[19]采用ITS2序列區(qū)分直接滴滲處理刺果甘草幼苗頂芽的基源植物，根據(jù)其藥材的來(lái)源選用了12條（3屬6種）ITS2序列，用MEGA 4.0計(jì)算種間的K2P距離并基于該距離建立了NJ系統(tǒng)樹(shù)，結(jié)果顯示，基于DNA條形碼的ITS2序列可以區(qū)分甘草、苦參、黃芪和其常見(jiàn)偽品刺果甘草。

4 植物學(xué)特征特性

4.1 鑒別

王鈺琦等[20]根據(jù)植物來(lái)源、顯微特征、功能主治、化學(xué)成分、理化特征等對(duì)黃芪與其偽品蜀葵、刺果甘草進(jìn)行鑒別，以免藥房中使用混淆。黃冬蘭等[21]研究發(fā)現(xiàn)，采用紅外光譜的三級(jí)鑒定法可鑒定黃芪及其偽品刺果甘草，譜圖的三級(jí)鑒定表明黃芪及其偽品刺果甘草的糖苷類(lèi)化合物、芳香類(lèi)化合物和有機(jī)酯類(lèi)化合物的相對(duì)含量不一致。虞文妹[22]研究鑒別了同科屬植物苦參與刺果甘草?？鄥⒅匈|(zhì)堅(jiān)韌，難折斷，折斷面纖維性，黃白色，氣微，味極苦；刺果甘草質(zhì)堅(jiān)硬，氣弱，味苦澀。兩種植物的薄壁細(xì)胞均含有眾多淀粉粒及草酸鈣方晶，刺果甘草經(jīng)理化鑒別可知含有黃酮。試驗(yàn)還采用色譜鑒別（薄層色譜法）法檢測(cè)兩種植物，其中苦參兩個(gè)斑點(diǎn)與對(duì)照品色譜位置相同；而刺果甘草的色譜中，在與對(duì)照品色譜相應(yīng)的位置上未見(jiàn)相同顏色的斑點(diǎn)。

林玉蓮等[23]研究表明，苦參及其混淆品刺果甘草的性狀、顯微、理化反應(yīng)、薄層色譜法及紫外光譜特征均具有不同之處，可作為鑒別依據(jù)，且刺果甘草不含苦參堿和槐定堿，不能混用。王智勇[24]指出，黃芪的功能主治主要是補(bǔ)氣固表，刺果甘草主要是外用殺蟲(chóng)；此外，黃芪僅含微量皂苷，刺果甘草含大量皂苷，兩者間差異明顯。王淑紅等[25]對(duì)蒼耳子的混淆品刺果甘草的果實(shí)進(jìn)行了生藥性狀、顯微特征和薄層層析鑒別，并與正品蒼耳子進(jìn)行對(duì)比，為鑒別二者提供了參考依據(jù)。

4.2 種子

刺果甘草種子休眠深而長(zhǎng)，因此有學(xué)者對(duì)其種子萌發(fā)特性進(jìn)行了研究。林艷艷[26]研究發(fā)現(xiàn)，采用98%硫酸處理刺果甘草種子8 min效果最佳，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)分別達(dá)20%、15%。初艷[27]研究中闡述了選用的激素及其濃度、處理時(shí)間對(duì)發(fā)芽率無(wú)影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，種子類(lèi)型對(duì)發(fā)芽率有顯著影響，扁形種子發(fā)芽率高，為87.6%；而圓形種子發(fā)芽率低，僅為7.5%。劉杰淋等[28]研究破除刺果甘草種子休眠的方法，分析種子發(fā)芽指標(biāo)及幼苗生長(zhǎng)的指標(biāo)，探究濃硫酸對(duì)破除刺果甘草種子休眠的影響。結(jié)果顯示，刺果甘草在濃硫酸處理后24 h播種最佳。

4.3 其他

張繼等[29]研究表明，烏拉爾甘草莖葉氨基酸含量為26.96%，粗蛋白含量為23.56%，總糖含量為14.05%，粗纖維含量為19.6%；刺果甘草氨基酸、鈣、鉀含量較高，分別為28.24%、1.41 mg/g、1.47 mg/g。劉方明等[30]研究發(fā)現(xiàn)，刺果甘草植株各部分水浸液化感作用順序?yàn)楦?莖>根際土。

5 展望

刺果甘草的莖、葉、根含有多種化學(xué)成分，主要包括皂苷類(lèi)、黃酮類(lèi)、香豆素和生物堿、后莫紫檀素、美迪紫檀素等多種化學(xué)物質(zhì)，且具有多種生物活性，如抗菌、殺蟲(chóng)、增強(qiáng)免疫力作用、抗腫瘤作用。前人對(duì)刺果甘草的化學(xué)組分及藥用開(kāi)發(fā)等方面研究較多。刺果甘草屬于豆科植物，植株高大，根系發(fā)達(dá)，產(chǎn)量尤為高，可作為飼料也可作為生態(tài)草，后續(xù)可針對(duì)其固土能力及飼料方面開(kāi)展研究。