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玉竹化学成分与生物活性的地理变异

张轩铭  
【摘要】: 玉竹【Po1ygonatum odoratum(Mill.)Druce】为百合科黄精属多年生草本植物,以干燥根茎入药。玉竹是我国的传统中草药,且可药食两用。该植物含有各种丰富的甾体皂苷、黄酮、多糖、醌类、木脂素等化学成分,是一种生理活性显著,极具开发利用价值的植物资源。 对于玉竹,前人已做了较多的研究,主要集中在化学成分、显微性状及药理作用方面,但研究发现玉竹还存在着产地来源混乱、化学成分种内变异明显、药材质量不稳定和品质评价不够全面等问题,严重影响和制约了玉竹资源的开发利用和临床疗效。因此,为了确保玉竹药材质量的稳定可控,提高玉竹药材在国际市场上的地位和声誉,非常有必要对不同产地玉竹化学成分和生物活性的种内变异进行研究,为玉竹种源的选择和质量标准的完善提供参考。主要结果如下: 1.首次研究了不同产地玉竹多糖、皂苷、黄酮的含量差异。不同产地玉竹多糖含量在20.3928%~33.1636%之间,其中山东泰安玉竹多糖含量最高,而安徽玉竹多糖含量最低。皂苷类化合物含量在0.0944%~0.2780%间,其中辽宁玉竹的皂苷类化合物含量最高,黑龙江玉竹的皂苷含量最低为0.0944%;黄酮类化合物含量在0.0468%~0.0931%间,其中湖南玉竹中黄酮类化合物含量最高,是泰安玉竹(最低)近2倍多。以多糖、皂苷和黄酮含量为变量进行聚类分析,10个样品共分为4大类,其中第Ⅰ类群三种有效成分含量之和最高,为29.27%,但皂苷含量较低,而第Ⅲ、Ⅳ类群的多糖、黄酮含量较低。在综合考虑多糖、黄酮、皂苷3种有效成分的基础上,结果表明第Ⅱ类群玉竹药材质量较好,其产地为安徽、湖南、山东青岛。 2.应用大孔吸附树脂法连续分离玉竹黄酮和甾体皂苷类化合物,其提取物中有效成分含量比溶剂萃取法好,其中DM130大孔吸附树脂分离效果最好,分离得到的黄酮含量和得率分别为8.24%和0.174%,皂苷含量和得率分别为19.11%和0.81%。 3、采用DPPH法、总还原能力法和·OH自由基法首次对不同产地玉竹各提取物的体外抗氧化作用进行了比较与分析。结果表明,对DPPH法与铁氰化钾还原法来说,玉竹黄酮与皂苷的抗氧化能力的最强,其次分别是水提液、70%乙醇提取液、70%醇沉多糖。对羟基自由基实验而言,70%醇沉多糖具有很好的效果。就不同产地研究对象而言,辽宁,湖南,安徽,山东泰安、山东青岛5个产地玉竹黄酮对DPPH实验与铁氰化钾有着突出的抗氧化效果,其DPPH法的IC50分别为33.96μg/ml、37.44μg/ml、38.02μg/ml、38.15μg/ml、38.65μg/ml,铁氰化钾法A0.1mg/ml分别为0.968、0.806、1.066、1.545、1.272;山东青岛、湖南产地玉竹70%醇沉多糖·OH清除活性要优于其余各类玉竹样品,IC50分别为0.44mg/ml、0.45mg/ml,另外,广西、辽宁、四川、安徽陕西等地玉竹多糖也展现出·OH自由基清除作用,IC50分别为0.52mg/ml、0.53mg/ml、0.54mg/ml、0.56mg/ml。 4、选取6种细菌、13种植物病原菌测试了不同产地玉竹提取物的抑菌活性,结果如下:对细菌来说,湖南玉竹甲醇粗提物在浓度10mg/ml时对产气杆菌和灵杆菌的抑制作用较为突出,抑菌圈直径均在15mm以上;湖南玉竹黄酮对金黄色葡萄球菌和灵杆菌抑制作用较强,抑菌圈均达到14mm;而玉竹皂苷对细菌的抑制能力较弱,湖南玉竹皂苷对产气杆菌和灵杆菌的抑菌圈仅为8mm。对植物病原菌来说,不同产地玉竹甲醇粗提物在浓度10mg/ml时均能较好的抑制黄瓜炭疽病原菌生长,抑菌率55.6%~74.0%之间。河南玉竹对白菜黑斑病原菌抑菌率为72.7%,辽宁、广西、陕西玉竹对黄瓜炭疽病原菌抑菌率为74.0%,在测试样品间较为突出。各产地玉竹黄酮对陕西兴平杨树溃疡病原菌的抑制活性均较强,抑菌率在76.2%~88.2%之间。各产地玉竹皂苷类化合物对植物病原菌的抑菌效果不明显,其中,河南玉竹皂苷对玉米大斑病原菌和黄瓜炭疽病原菌、辽宁玉竹皂苷对山茶炭疽病原菌有一定的抑菌作用,抑菌率均在45%以上。 5、采用TLC与HPLC法对不同产地玉竹皂苷、黄酮进行色谱分析,并研究了黄酮抗氧化作用与HPLC色谱峰的相关性。薄层色谱分析结果表明:河南玉竹的皂苷样品初步分离显色5个斑点,Rf值依次为0.17、0.38、0.61、0.81和0.89。而泰安玉竹皂苷样品仅分离显色2个斑点,Rf值分别为0.17和0.61。其中皂苷单体化合物3和4各样品均有出现,湖南玉竹含有薯蓣皂苷。湖南玉竹与广西玉竹黄酮类化合物种类较多,大约有8种黄酮类成分。其Rf值依次为:0.17、0.36、0.39、0.49、0.59、0.63、0.73和0.77。河南玉竹黄酮与其他样品间差异最大。其中黄酮类化合物B仅黑龙江玉竹没有。10批玉竹黄酮的HPLC色谱的相似度在0.6到0.9之间,差异显著。14个特征峰中2、3、4、5、6、7、8、10、11、13和14号色谱峰与DPPH清除作用呈正相关,其中3、4、5、8和11号峰在自由基清除反应中起主要作用; 2、4、7、9、10、11、12号色谱峰与铁氰化钾还原能力正相关;可以看出2、4、7、11号色谱峰所对应的成分在DPPH实验与铁氰化钾还原实验中均表现出较好的抗氧化能力。 对于不同产地玉竹化学成分和生物活性的上述研究,阐明了地理因素对其化学成分与生物活性的影响,初步探讨了化学成分与生物活性之间的关系,为道地玉竹药材分布中心的确定、玉竹质量标准的完善提供了参考。


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