骆绪美,韩文妍,程明伟,兰伟,任杰
(1.安徽省林业科学研究院,安徽合肥 230088;
2.阜阳师范大学生物与食品工程学院,安徽阜阳 236037;
3.安徽省农业科学院农业工程研究所,安徽合肥 230031)
海螺望春花(Yulania denudatecv. Hailuo)原产安徽怀宁县石镜乡邓林村海螺山,为安徽省特有木兰科玉兰属优良种质资源,其干蕾为药用辛夷的一种。从16 世纪起,石镜乡就以采收海螺望春花花蕾作中药而驰名国内外[1-2]。辛夷性温味辛,归肺胃经,具有抗炎、抗菌、抗过敏等作用,主治风寒头痛、鼻塞、鼻渊和鼻流浊涕等病症[3-11]。
辛夷现代研究多集中在挥发油和木兰脂素等化学成分和药理研究上,对其最佳采摘时间多以花蕾形态描述。如宋代《本草图经》[12]和明代《本草品汇精要》[13]均记载:“花蕊缩者良,已开者劣,谢者不佳。”明代《本草纲目》[14]记载:“河尖锐俨如笔头,重重有青黄茸毛顺铺。”《中国药材学》[15]记载:“本品以完整未开花蕾,内瓣紧密,色绿,无枝梗,香气浓郁为佳。”对其花蕾采摘时间描述上有2 个时间点,唐代《新修本草》记载:“正月、二月好采”,《吴普本草》和《名医别录》中记载:“九月采实,曝干。”鉴于各种说法不一,为摸清辛夷最佳采蕾期及优良单株间花蕾生长差异,笔者自海螺望春花当年花蕾花芽分化开始,每月定株定量采摘花蕾,直至翌年3 月花开止,对其花蕾的挥发油等主要化合物含量进行测定分析,旨在掌握花蕾内含物生长规律及其最佳采蕾期,为辛夷采摘时间提供基础依据。
1.1 样品的采集与处理
试验样品采自怀宁县石镜乡海螺山,为前期优选的望春花优良单株,树龄均为100 年以上,样品采集时间自2019 年10 月至2020 年3 月。每个样品采集1 500 g 鲜蕾,将采回的样品进行干燥处理,烘箱中65℃下烘干至恒重,粉碎机打碎后过80 目筛。并将粉末放入样品瓶中置于3℃~4℃的低温样品保存柜中保存备用。
1.2 仪器与试剂
1.2.1 试验仪器。液相色谱仪(Agilent 1260 高效液相色谱仪系统,安捷伦科技公司);
超声波清洗器(KQ-500,江苏昆山超声仪器有限公司);
电子天平(FA1104,上海天平仪器厂);
低速离心机(SC-3610,安徽中科中佳科学仪器公司);
高速离心机(TG16-WS,长沙湘仪离心机仪器有限公司);
氮吹仪(EVAPTM112,美国Organomation Associates,Jnc.公司);
电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9070A,上海一恒科技有限公司);
1 000 mL 和100 mL 移液器(德国艾本德公司);
挥发油提取器(郑州益康化工产品有限公司);
50 mL和15 mL 离心管,10 mL 容量瓶、100 mL 量筒、1 000 mL圆底烧瓶、进样瓶等。
1.2.2 试验试剂。α-蒎烯、桉叶油素(ACROS 公司);
β-蒎烯、月桂烯、樟脑(北京伊诺凯科技有限公司);
乙腈、甲醇(HPLC 级,美国TIDEA 公司);
乙酸乙酯(AR 级,西陇化工股份有限公司);
PSA(40~60 μm)为农残级(北京艾杰尔科技有限公司);
C18为农残级(北京艾杰尔科技有限公司);
GCB 为农残级(Agela Technologies 公司);
超纯水(UPT-II-10T 型,成都超纯科技有限公司)。
1.3 挥发油的提取
采用《药典》提供的水蒸馏提取法提取挥发油[4]。取50 g 干燥海螺望春花粉末置于容量1 000 mL 蒸馏烧瓶中,加入适量的去离子水与其混合均匀,并将其进行加热回流。加热至微沸时,保持5 h 的微沸状态进行提取,蒸馏结束后关闭电源。冷却1 h 后,读取并收集所提取的挥发油,用无水硫酸钠去水,避光封闭保存,放置过夜,滤除固体无水硫酸钠后,称重[16]。
1.4 挥发油中活性成分的GC-MS 测定
气相色谱- 质谱分析:HP-GC-5890-5970BMSD 型色谱-质谱联用仪;
色谱柱:SE-54(25 m×0.25 mm,0.25 μm)弹性石英毛细管柱;
色谱柱程序升温条件:初始温度80℃,保持8 min 后,以4℃/min 的速率升温至220℃并保持15 min;
载气He,柱前压为49 kPa,分流比为1∶50;
进样口温度250℃,离子源温度260℃;
电离电压70 eV;
质量扫描范围:30~400 amu。
1.5 活性成分的标准曲线
分别将1 000 mg/L 的α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、桉叶油素、樟脑标准溶液用色谱正己烷稀释配得50、30、20、10、5 mg/L 等系列标准工作溶液,在上述气相色谱-串联质谱条件下进行测定,以5 种有效成分的质量(ng)与峰面积作标准曲线。其中y 为5 种有效成分峰面积,x 为有效成分浓度(mg/L)。由图1 可知,5 种活性成分的样量均在5~50 mg/L 范围内线性关系良好。
图1 挥发油活性成分的标准曲线与方程
2.1 优株花蕾不同时期总挥发油含量
对3 株优株不同时期的挥发油含量进行测定分析,得出(表1):1~3 号优株干燥花蕾的挥发油净提取率均在1%以上,符合《药典》对于辛夷的质量标准要求。1 号优株不同时期的挥发油净提取率介于3.31%~6.71%,其中翌年1、2 月(6.71%)最高,3 月(3.31%)最低。2 号和3 号优株的挥发油净提取率较为相近;
2 号优株挥发油净提取率介于2.60%~3.96%,翌年2 月(3.96%)最高,3 月(2.60%)最低;
3号优株挥发油净提取率介于1.73%~3.37%,2 月(3.37%)最高,3 月(1.73%)最低。
表1 优株花蕾不同时期总挥发油含量
2.2 优株花蕾不同时期5 种有效成分含量
不同时间段(10 月、11 月、12 月、翌年1 月、2 月、3 月)对优株花蕾的α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、1,8-桉叶素、樟脑内含物含量进行测定分析得出(表2):1 号优株α-蒎烯提取率介于0.11%~0.28%,最高为11 月(0.28%);
2 号优株α-蒎烯提取率介于0.06%~0.20%,最高为1 月(0.20%);
3 号优株α-蒎烯提取率介于0.04%~0.17%,最高为12 月(0.17%)。1 号优株β-蒎烯提取率介于0.30%~0.73%,最高为11 月(0.73%);
2号优株β-蒎烯提取率介于0.11%~0.46%,最高为2 月(0.46%);
3 号优株β-蒎烯提取率介于0.09%~0.47%,最高为12 月(0.47%)。1 号优株月桂烯提取率介于0.13%~0.40%,最高为11 月(0.40%);
2 号优株月桂烯提取率介于0.02%~0.88%,最高为11 月(0.88%);
3 号优株月桂烯提取率介于0.04%~0.17%,最高为3 月(0.17%)。1 号优株1,8-桉叶素提取率介于0.81%~1.83%,最高为11 月(1.83%);
2 号优株1,8-桉叶素提取率介于0.23%~0.80%,最高为1 月(0.80%);
3 号优株1,8-桉叶素提取率介于0.17%~0.45%,最高为12 月(0.45%)。樟脑的提取量较少,株间差距较大,仅1 号优株能提取,且各月份间差异不大。
表2 优株花蕾不同时期5 种有效成分的含量%
总体来看(图2),1 号优株的5 种有效成分提取量均高于其他优株,最高提取量为11 月(3.25%);
2 号优株5种有效成分最高提取量为1 月(2.23%);
3 号优株的5 种有效成分最高提取量为12 月(1.22%)。
图2 优株花蕾不同时期5 种有效成分含量总和变化
2.3 花蕾最佳采集时间和最佳优良单株
对3 株优株不同月份挥发油净提率进行比较(图3)可知,1 号优株的月挥发油提取率远高于2 号、3 号优株,1号优株挥发油提取率最高为1—2 月,2 号、3 号优株挥发油提取率最高为2 月。3 种优株挥发油含量月变化规律较为一致,10 月至翌年1 月花蕾挥发油含量一直处于上升积累期,至2 月达最高值,3 月花即将开放时明显下降,故2 月为其花蕾采集最佳时间。
图3 优株花蕾不同时期挥发油提取率
海螺望春花优株10 月至次年3 月花干蕾挥发油含量月平均值及标准差(表3)结果显示,1 号优株的挥发油月平均提取率(5.00%)高于2 号优株(2.99%)和3 号优株(2.55%),且具有显著的差异性(P<0.05)。
表3 优株花蕾挥发油提取率月平均值
海螺望春花优株从10 月至次年3 月花干蕾5 种有效成分总量平均值以及标准差(表4)的结果显示,1 号优株的5 种有效成分总含量(2.3%)均高于2 号(1.2%)和3 号优株(0.07%),具有显著的差异性(P<0.05)。
表4 优株花蕾5 种有效成分总和的平均值
3.1 最佳优良单株选择
海螺望春花干燥花蕾的挥发油净提取率远高于《药典》中规定的辛夷质量标准(1%)。1 号优株不论是挥发油提取率还是5 种有效成分的总含量均显著高于2 号和3号优株,其单株花蕾结实量大(前期研究基础上),花蕾挥发油提取率最高,为6.71%,5 种共有成分总量也为最高(3.25%);
1 号优株的挥发油月平均提取率(5.0%)明显高于2 号优株(2.99%)和3 号优株(2.55%),差异显著。因此1 号优株为最佳药用辛夷采蕾优良单株。
3.2 优株不同生长期挥发油提取的规律性
海螺望春花优株的挥发油提取率在不同的生长期内均呈抛物曲线变化,挥发油的提取率随花蕾生长而增加,至翌年1、2 月相对较高,2 月达峰值,翌年3 月均明显下降。这与徐植灵等[17]研究发现海螺望春花提取率在不同的生长期规律性较为一致。该研究结果表明,2 月为海螺望春花优株花蕾最佳采集时期。
3.3 优株不同生长期5 种有效成分提取的规律性
徐植灵等[17]曾对市面上9 种海螺望春花花蕾有效成分进行了对比,其中α-蒎烯、β-蒎烯、1,8-桉叶素、樟脑、α-松油醇等是辛夷挥发油所共有的化学成分。该试验对选取的5 种有效成分进行分析发现,不同活性成分所表现出的高低规律有较大差异,无显著相关性,1、2 号优株5种有效成分含量月变化规律较为一致。每种活性成分的最高值出现在不同的月份,故可针对性地在不同时间内提取,以获取单种成分最高值。
海螺望春花优株花蕾活性成分在生长期内没有呈现一致的规律性,可能有以下几点原因:其一,花蕾生长至开花前,要褪去3 层苞片,部分月份在采摘花蕾时可能正在褪苞片,影响其当月试验测定结果;
其二,该试验仅采集了3 株优株,数量较少,会对试验数据造成较大的影响,故后期应加大试验样品的数量,重复验证试验结果。