萬俊鵬 崔義真 喻方圓
(南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心,南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,江蘇 南京 210037)
東京野茉莉 (Styraxtonkinensis) 又名越南安息香、白花樹,是安息香科安息香屬落葉喬木,適宜生長在熱帶和亞熱帶海拔100~1 000 m的低山丘陵區(qū)[1]。東京野茉莉主產(chǎn)越南東京灣,在我國云南、貴州、廣西、廣東、湖南、福建和江西等地有分布,是集藥用[2-3]、材用、觀賞于一身的樹種[4]。目前對于東京野茉莉的研究,主要集中于苗木繁育[5]、栽培與生產(chǎn)[6]、木材材性分析[7-8]、種子油提取及油脂分析[9-11]以及生理、生殖生物學(xué)特性[12]等方面,但對于東京野茉莉中安息香主要成分的時空分布鮮有研究。本研究通過對不同樹齡的東京野茉莉主要化學(xué)成分在樹體中的分布進(jìn)行測定和分析,為東京野茉莉樹體的綜合利用提參考依據(jù)。
試驗(yàn)地位于南京市六合區(qū)馬集鎮(zhèn)中華茉莉谷 (32°53′ N, 118°84′ E),屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,氣候溫和濕潤,四季分明,光照充足,降水豐富。年平均氣溫15.1 ℃,夏季最高氣溫36~38 ℃,冬季最低氣溫-8~10 ℃,土壤以黃棕壤為主。試樣采集地為不同年齡東京野茉莉人工林。
本試驗(yàn)的材料采取全挖法,在2、4、6、8、11 a不同年齡的林分中,分別選擇地徑 (或胸徑) 和冠幅中等的東京野茉莉植株,每年齡段挖取3株,共15株作為測定材料,挖取時盡量保持根系的完整性,將根、干、枝和葉分別研磨成粉,過50目篩。同時采集取樣植株的葉片,用干凈柔軟的濕布擦凈后,置于105 ℃的烘箱中殺青15~20 min,之后立即降低烘箱的溫度,維持在70~80 ℃,直至烘干為恒質(zhì)量,用粉碎機(jī)磨碎,過80~100目篩孔的篩子,混合均勻。對1、2、3、4、6、8、11 a的東京野茉莉葉片進(jìn)行可溶性蛋白、纖維素、游離氨基酸含量等指標(biāo)的測定。
1.2.1安息香主要成分含量測定
1) 總香脂酸含量測定。分別精確吸取對照品溶液0.25,0.5,0.75,1.0,1.25 mL,至25 mL容量瓶中,加碳酸氫鈉溶液 (1→20) 定容,搖勻。以碳酸氫鈉溶液 (1→20) 為空白對照,在223 nm處測定其吸光度。以吸光度 (A) 為縱坐標(biāo),對照品濃度 (C) 為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,回歸方程為:A=66.750C+ 0.037 7,R=0.999 1。結(jié)果表明,苯甲酸在0.002~0.01 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
總香脂酸含量的測定采用紫外分光光度法[13]。取1.5 g安息香藥材粉末 (過50目篩),加0.5 mol/L的乙醇制氫氧化鉀溶液25 mL,回流提取1.5 h。在水浴上除去乙醇,殘?jiān)訜崴?0 mL使之均勻散裂,放冷,加冷水150 mL及硫酸鎂溶液50 mL,攪勻,靜置10 min,過濾,以20 mL水洗滌濾渣,濾液加鹽酸調(diào)pH (pH < 3) 至酸性,置分液漏斗中,用乙醚分次振搖4次 (50、40、40、30 mL),合并乙醚液,以碳酸氫鈉溶液分次用力振搖提取5次 (20、20、10、10、10 mL),合并水層,置水浴上揮去乙醚至無乙醚味,取出冷卻至室溫。以5%碳酸氫鈉溶液定容,搖勻,備用;在223 nm波長下測定吸光度。每個處理重復(fù)3次。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總香脂酸含量。
2) 總?cè)坪繙y定。精確吸取齊墩果酸對照品溶液0.2,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45 mL,分別置10 mL容量瓶中,按比色條件正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)條件顯色反應(yīng)后,在550 nm波長處測定吸光度值,以吸光度 (Y) 為縱坐標(biāo)、質(zhì)量濃度 (X) 為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程Y=45.7X- 0.080 9,R=0.998 7。
總?cè)坪康臏y定采用香草醛-冰醋酸體系分光光度法[14]。將根、干、枝、葉研磨成粉 (過50目篩),稱取樣品15 mg,置10 mL容量瓶中,加甲醇溶解并稀釋至刻度,超聲提取15 min,過濾,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 ℃的水浴中加熱15 min,取出,放至室溫。在550 nm波長測定吸光度。每個處理重復(fù)3次。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總?cè)坪俊?/p>
1.2.2葉片營養(yǎng)成分含量測定
1) 蛋白質(zhì)含量測定。選用考馬斯亮藍(lán)G-250法測定蛋白質(zhì)含量。隨機(jī)稱取剪碎葉片0.5 g,用3 mL蒸餾水研磨勻漿,轉(zhuǎn)移到離心管中,用2 mL蒸餾水沖洗研缽,一并轉(zhuǎn)入離心管中,然后在6 000 r/min下離心20 min。取上清液1 mL,加5 mL考馬斯亮藍(lán)試劑,搖勻后放置2 min,于595 nm下測其吸光度。
2) 纖維素含量測定。測定方法參照硫酸法[15]。隨機(jī)稱取剪碎葉片0.4 g于燒杯,將燒杯置冰水浴中加60%硫酸60 mL,并消化處理30 min,將消化好的纖維素溶液轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶,并用60%硫酸定容至刻度,搖勻后用布氏漏斗過濾于另一燒杯中。取過濾溶液5 mL放入100 mL容量瓶,在冷水浴中加蒸餾水稀釋至刻度,搖勻備用。取備用液2 mL于具塞試管中,加入0.5 mL 2%蒽酮試劑,并沿管壁加5 mL濃硫酸,塞上塞子,搖勻,靜置1 min,在620 nm波長下測吸光度。
3) 游離氨基酸含量測定。采用茚三酮比色法[16],隨機(jī)稱取剪碎葉片0.3 g,于研缽加入5 mL 10%乙酸。研磨勻漿后,加蒸餾水稀釋至10 mL,過濾到三角瓶中,取上清液1 mL,加1 mL蒸餾水、3 mL水合茚三酮、0.1 mL 0.1%抗壞血酸,置沸水浴15 min,取出后用冰水快速冷卻并不時搖動,使加熱時形成的紅色被空氣逐漸氧化而褪去,呈現(xiàn)藍(lán)紫色時,用60%乙醇定容至20 mL,混勻后在570 nm波長下測其吸光度,通過標(biāo)準(zhǔn)曲線查得含氮量。
利用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,SPSS 18.0進(jìn)行單因素方差分析 (ANOVA),計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤并進(jìn)行多重比較。圖表繪制由SPSS 18.0軟件完成。
不同樹齡東京野茉莉各器官總香脂酸在不同器官分布狀況不同,如圖1。2年生葉片 (4.13%)> 枝條 (3.07%)> 根部 (3.02%)> 樹干 (2.06%);4年生葉片 (4.37%)> 根部 (3.48%)> 枝條 (2.26%)> 樹干 (1.85%);6年生葉片 (4.65%)> 根部 (2.99%)> 枝條 (2.37%)> 樹干 (2.06%);8年生葉片 (4.51%)> 根部 (2.71 %)> 枝條 (2.36%)> 樹干 (1.26%);11年生葉片 (4.81%)> 根部 (3.06%)> 枝條 (2.24%)> 樹干 (2.15%)。
不同字母表示差異顯著。
圖1不同樹齡東京野茉莉各器官總香脂酸含量
Fig.1 The total balsamic acid content in different organs ofS.tonkinensisat different ages
從圖1可知,東京野茉莉總香脂酸含量基本上為葉片中最高,根部次之,枝條和樹干最少。這樣分布的原因可能是總香脂酸在葉片中合成,含量最多,根部儲存總香脂酸,含量次之,而樹干和枝條對于有機(jī)物只起到運(yùn)輸作用,含量較少。隨著樹齡的增長,東京野茉莉的葉片、根部和枝條總香脂酸含量呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢,樹干總香脂酸含量呈現(xiàn)先下降再上升再下降再上升的趨勢。方差分析結(jié)果表明,6年生葉片和8年生葉片總香脂酸含量的差異沒有達(dá)到顯著水平,其他不同樹齡東京野茉莉葉片、根部、枝條、樹干中總香脂酸含量差異達(dá)到顯著水平 (P< 0.05)。
不同樹齡東京野茉莉各器官總?cè)坪繙y定結(jié)果如圖2所示??梢钥闯?,東京野茉莉總?cè)坪糠植己涂傁阒岷吭诟髌鞴僦械姆植家恢?,基本上葉片含量最高,根部次之,枝條和樹干最少,與楊萬霞[17]研究青錢柳藥用成分總?cè)圃诓煌鞴僦械姆植家?guī)律一致。
不同字母表示差異顯著。
圖2不同樹齡東京野茉莉各器官總?cè)坪?br/>Fig.2 The content of total triterpenes in different organs ofS.tonkinensisat different ages
另外,葉片、枝條、樹干、根部總?cè)坪侩S著樹齡的增加呈現(xiàn)先下降再上升再下降的變化趨勢。方差分析結(jié)果表明,不同樹齡東京野茉莉葉片、根部、枝干、樹干中總?cè)坪坎町惥_(dá)到顯著水平 (P< 0.05)。
由表1可知,干物質(zhì)含量從3年生葉片的38.809%增加到6年生葉片的44.416%,8年生葉片含量為37.342%,11年生葉片含量達(dá)到最大值為44.547%;粗蛋白在1年生葉片上含量達(dá)到8.179%,然后隨之降低,3年生葉片含量降為6.542%,4年生葉片含量上升為6.75%,8年生葉片含量降為4.371%,隨后增長到最高值11年生含量為9.076%;纖維素含量在2年生葉片中達(dá)到高峰,隨之下降至4年生葉片含量為13.309%,在6年生葉片中含量增長到16.546%,然后隨之降低;氨基酸含量在2年生葉片中為2.578%,然后隨葉齡增長氨基酸含量降低,在3年生葉片中含量降低為1.175%,隨之含量在8年生葉片中達(dá)到最大值為3.983%。
表1 不同樹齡葉片的營養(yǎng)成分Table 1 The nutritional content of different ages leaves
注:不同字母表示差異顯著。
干物質(zhì)、粗蛋白含量及氨基酸含量在不同樹齡葉片之間的差異不顯著,纖維素含量隨葉齡增長而降低,且纖維素含量在不同樹齡葉片之間差異顯著 (P< 0.05)。
本研究對不同樹齡東京野茉莉樹體中安息香主要化學(xué)成分的空間分布以及葉片內(nèi)主要營養(yǎng)成分的含量進(jìn)行了分析比較,揭示東京野茉莉樹體內(nèi)主要化學(xué)成分的分布規(guī)律,為東京野茉莉樹體的合理開發(fā)和利用提供參考。
分別采取相同年齡段的根、枝條、樹干和葉作為測定樣品,既能橫向比較相同年齡段樹體不同器官的安息香主要化學(xué)成分差異,也能縱向比較相同器官在不同年齡段的安息香主要化學(xué)成分的差異,以便對東京野茉莉樹體內(nèi)安息香成分的產(chǎn)生、運(yùn)輸、積累有一個更深入的了解,為將來從東京野茉莉樹體中提取安息香類物質(zhì)提供借鑒。
東京野茉莉藥用成分安息香是采用割脂方式收集樹干流出的樹脂,藥用部位一直是樹干。本研究表明,葉片中藥用成分的含量高于樹干,建議采集東京野茉莉葉片,對其加工利用,既可提高生產(chǎn)效益,也可使東京野茉莉的藥用價值得到充分的利用。但受試驗(yàn)材料采樣時間的限制,還需進(jìn)一步研究確定最佳采葉季節(jié)。
東京野茉莉中總?cè)坪咳~片中最高,根部次之,枝條和樹干最少,與楊萬霞[17]研究青錢柳藥用成分總?cè)圃诓煌鞴僦械姆植家?guī)律一致。不同樹齡東京野茉莉不同器官總?cè)坪坎町惥_(dá)到顯著水平,與王文娟[18]研究青海沙棘總?cè)坪颗c樹齡和部位的關(guān)系的結(jié)論一致。
東京野茉莉干物質(zhì)含量平均值為41.35%,粗蛋白含量為7.08%,纖維含量為15.86%,氨基酸含量為2.15%,與常見樹種泡桐 (Paulowniasieb)、刺槐 (Robiniapseudoacacia) 和楊樹 (Populussp.) 等相比是比較低的。據(jù)郭良[19]對常見樹種葉片進(jìn)行營養(yǎng)成分分析,泡桐葉干物質(zhì)含量為88.99%,粗蛋白含量為16.41%,粗纖維10.46%;刺槐葉干物質(zhì)量88.35%,粗蛋白17.78%,粗纖維11.33%,氨基酸含量為13.61%[19-20];沙蘭楊 (Populuseuramericanacv. ‘Sacrau 79’) 葉干物質(zhì)含量為92.22%,粗蛋白含量11.29%,粗纖維含量14.27%,柳樹葉粗纖維含量19.3%,刺槐葉粗纖維含量為17.5%[21]。東京野茉莉樹葉除纖維素含量外,其他營養(yǎng)成分均小于常見樹種,說明飼用價值不高,但葉片中含有藥用成分,可以開發(fā)某些具有特殊價值的飼料。葉片中藥用成分的含量高于樹干,而葉片內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)在不同年齡段也存在變化,但這種變化是否與安息香類物質(zhì)的產(chǎn)生有關(guān)系,尚不能確定,還需要更多的試驗(yàn)來驗(yàn)證和分析。
[1] 中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會. 中國植物志: 第60卷 第2分冊[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2004.
[2] 林競成, 郭光輝. 速生多用樹種越南安息香的引種環(huán)境與藥用價值[J]. 海峽藥學(xué), 1998(1): 48-49.
[3] 楊樺, 唐仕斌, 岳軍偉, 等. 優(yōu)良生物質(zhì)能源樹種東京野茉莉研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012(36): 17648-17649.
[4] 徐京萍, 湯敏, 彭芳檢. 提高東京野茉莉造林成活率的技術(shù)[J]. 國土綠化, 2009(3): 49.
[5] 范蘭禮. 東京野茉莉育苗和造林試驗(yàn)[J]. 江西林業(yè)科技, 2001(4): 3-4, 8.
[6] 謝建秋, 柳新紅, 王軍峰, 等. 東京野茉莉引種試驗(yàn)初報[J]. 浙江林業(yè)科技, 2006, 26(4): 33-35.
[7] 駱昱春, 楊樺, 曾志光, 等. 東京野茉莉木材性質(zhì)分析與利用[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2007, 29(1): 77-80.
[8] 宋氏鳳. 越南安息香木材性質(zhì)與熱處理改性研究[D]. 南京: 南京林業(yè)大學(xué), 2011.
[9] 胡文杰, 陶遠(yuǎn)勝, 劉勝, 等. 索氏提取法提取東京野茉莉種子油的工藝[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 52(1): 168-170.
[10] 肖復(fù)明, 曾志光, 楊樺, 等. 東京野茉莉種子油營養(yǎng)成分研究[J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā), 2005, 17(3): 344-345, 348.
[11] 劉光斌, 黃長干, 劉苑秋, 等. 東京野茉莉油的提取及其制備生物柴油的初步研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2007, 29(4): 685-689.
[12] 徐麗萍, 喻方圓. 東京野茉莉花色成分的初步研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2016, 38(5): 935-939.
[13] 陳勝璜, 楊德俊, 黃志超. 安息香樹葉中總香脂酸的含量測定[J]. 中國醫(yī)藥報, 2007, 4(12): 108.
[14] 蔡偉杰, 王一波, 朱海琪, 等. 安息香中總?cè)瞥煞值暮繙y定[J]. 中國藥業(yè), 2014(15): 13-15.
[15] 陳為健, 程賢甦, 陳躍先, 等. 硫酸法測定花生殼中木質(zhì)素的含量[J]. 閩江學(xué)院學(xué)報, 2002, 23(6): 72-73.
[16] 周國蘭, 劉曉霞, 何萍, 等. 茚三酮比色法測定茶葉中游離氨基酸總量方法的疑點(diǎn)研究[J]. 貴州茶葉, 2007(1): 24-25, 29.
[17] 楊萬霞. 不同種源青錢柳苗期生長及葉藥用成分含量的差異性研究[D]. 南京: 南京林業(yè)大學(xué), 2013.
[18] 王文娟. 青海沙棘總?cè)坪颗c樹齡和部位的關(guān)系[J]. 草業(yè)科學(xué), 2014, 31(2): 342-345.
[19] 郭良. 河南地區(qū)常見樹種產(chǎn)葉量及營養(yǎng)成分分析[J]. 河南畜牧獸醫(yī) (綜合版), 2007, 28(11): 31-32.
[20] 袁麗環(huán), 魏學(xué)智. 榛子葉片營養(yǎng)成分的研究[J]. 中國野生植物資源, 2009, 28(1): 48-49.
[21] 孔凡真. 樹葉飼料值得開發(fā)[J]. 飼料與畜牧, 2005(5): 34-35.