不同来源金槐槐米的红外光谱及芦丁含量的比较

㊀Guihaia㊀Nov.2019ꎬ39(11):1541-1549
http://www.guihaia-journal.com
DOI:10.11931/guihaia.gxzw201811029
引文格式:韦源林ꎬ史艳财ꎬ邹蓉ꎬ等.不同来源金槐槐米的红外光谱及芦丁含量的比较[J].广西植物ꎬ2019ꎬ39(11):1541-1549.WEIYLꎬSHIYCꎬZOURꎬetal.ComparisononinfraredspectraandrutincontentofSophorajaponica Jinhuai inGuangxi[J].Guihaiaꎬ2019ꎬ39(11):1541-1549.
不同来源金槐槐米的红外光谱及芦丁含量的比较
韦源林1ꎬ史艳财2∗ꎬ邹㊀蓉2ꎬ唐健民2ꎬ蒋运生2ꎬ熊忠臣2ꎬ陈建雄3(1.北京化工大学ꎬ北京102200ꎻ2.广西壮族自治区
广西植物研究所ꎬ广西桂林541006ꎻ
中国科学院
3.全州县东泰农业开发有限责任公司ꎬ广西桂林541006)
摘㊀要:金槐是广西特中药材ꎬ具有止血凉血等功效ꎮ不同来源的金槐槐米质量具有一定区别ꎬ但生产中常将其看做同一类别ꎬ严重影响了以槐米为原料的药材质量ꎮ该研究以8个广西栽培金槐主流品种(金槐J2㊁金槐J3㊁金槐J4㊁金槐J5㊁金槐J6㊁金槐J7㊁金槐J8㊁金槐J9)和三种不同年限的野生金槐(20a以下㊁20~30a㊁30a以上)槐米为材料ꎬ采用傅里叶红外光谱法和紫外分光光度法对其红外光谱特征及芦丁含量进行了测定ꎮ结果表明:(1)金槐J3和3个不同生长年限的野生金槐槐米颗粒较大ꎮ(2)栽培品种金槐槐米和野生金槐槐米化学成分类似ꎬ但化学成分含量存在一定差异ꎮ所测槐米样品芦丁含量在22.85%~36.78%之间ꎬ其顺序依次为20~30a野生金槐>30a以上野生金槐>金槐J3>金槐J6>20a以下野生金槐>金槐J2>金槐J8>金槐J4>金槐J9>金槐J5>金槐J7ꎬ11种样品间存在极显著差异(P<0.01)ꎮ(3)基于芦丁含量制定的质量分级标准中ꎬ20~30a野生金槐符合一级标准ꎬ金槐J2㊁金槐J3㊁金槐J6㊁20a以下
野生金槐以及30a以上野生金槐符合二级标准ꎬ金槐J4㊁金槐J5㊁金槐J7㊁金槐J8㊁金槐J9符合三级标准ꎮ(4)栽培金槐可作为野生金槐的替代品ꎬ金槐J3有效成分含量高㊁品相好ꎬ更适于工业提取芦丁和金槐茶等产品的研发ꎮ关键词:金槐ꎬ品种ꎬ芦丁ꎬ比较
中图分类号:Q946ꎬR284.2㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1000 ̄3142(2019)11 ̄1541 ̄09
ComparisononinfraredspectraandrutincontentofSophorajaponica Jinhuai inGuangxi橙子剥皮机
WEIYuanlin1ꎬSHIYancai2∗ꎬZOURong2ꎬTANGJianmin2ꎬJIANGYunsheng2ꎬ
XIONGZhongchen2ꎬCHENJianxiong3
(1.BeijingUniversityofChemicalTechnologyꎬBeijing102200ꎬChinaꎻ2.GuangxiInstituteofBotanyꎬGuangxiZhuangAutonomousRegionandChineseAcademyofSciencesꎬGuilin541006ꎬGuangxiꎬChinaꎻ3.QuanzhouCounty
DongtaiAgriculturalDevelopmentCo.ꎬLtd.ꎬGuilin541006ꎬGuangxiꎬChina)
收稿日期:2019-03-04
基金项目:国家自然科学基金(31860169)ꎻ农业科技成果转化资金项目(桂科转1222017 ̄13)ꎻ广西创新驱动发展专项资金项目(桂科AA17204056)ꎻ广西青年自然科学基金(2017GXNSFBA198011)ꎻ广西科学院基本科研业务费项目(2017YJJ23010) [SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(31860169)ꎻAgriculturalScientificandTechnologicalAchievementsTransformationFundProgram(1222017 ̄13)ꎻScienceandTechnologyMajorProgramofGuangxi(AA17204056)ꎻNaturalScienceFoun ̄dationofGuangxi(2017GXNSFBA198011)ꎻBasicBusinessExpensesProgramofGuangxiAcademyofSciences(2017YJJ23010)]ꎮ作者简介:韦源林(1998-)ꎬ男ꎬ广西桂林人ꎬ研究方向为中药化学成分ꎬ(E ̄mail)weiylbuct@163.comꎮ
∗通信作者:史艳财ꎬ博士ꎬ副研究员ꎬ主要从事药用植物研究ꎬ(E ̄mail)shiyancainan@163.comꎮ
Abstract:Sophorajaponica Jinhuai isatraditionalChinesemedicinefromGuangxiꎬwhichhastheeffectsofstoppingbleedingandcoolingblood.BudqualityofSophorajaponica Jinhuai fromdifferentsourcesisdifferenttosomeextentꎬbutitisoftenregardedasthesamecategoryintheproductionꎬwhichseriouslyaffectsthequalityofthemedicinalwith
Sophorajaponica Jinhuai astherawmaterial.Tocomparetheinfraredspectraandrutincontentofeightmainvarieties(JinhuaiJ2ꎬJinhuaiJ3ꎬJinhuaiJ4ꎬJinhuaiJ5ꎬJinhuaiJ6ꎬJinhuaiJ7ꎬJinhuaiJ8ꎬJinhuaiJ9)andthreedifferentseedlings(below20aꎬ20to30aꎬabove30a)ofSophorajaponica Jinhuai inGuangxiꎬfouriertransforminfraredspectroscopyandultrav
ioletspectrophotometrywereusedtodetermineitsinfraredspectralcharacteristicsandrutincon ̄tent.Theresultswereasfollows:(1)JinhuaiJ3andwildseedlingwiththreedifferentgrowthhadlargerparticles.(2)ThechemicalcompositionofSophorajaponica Jinhuai fromdifferentcultivatedvarietiesandseedlingwassimilarꎬbutthereweresomedifferencesinthecontent.Therutincontentofsampleswas22.85%to36.78%ꎬwhichwasintheorderseedlingof20to30a>seedlingofabove30a>JinhuaiJ3>JinhuaiJ6>seedlingofbelow20a>JinhuaiJ2>JinhuaiJ8>JinhuaiJ4>JinhuaiJ9>JinhuaiJ5>JinhuaiJ7ꎬthereweresignificantdifferencesamongtheelevensamples(P<0.01).(3)Forthequalityclassificationstandardbasedonrutincontentꎬonlyseedlingof20to30aconformstothefirstclassstandardꎬwhileJinhuaiJ2ꎬJinhuaiJ3ꎬJinhuaiJ6ꎬbelow20aandabove30aofseedingmeetth
esecondclassstandard.JinhuaiJ4ꎬJinhuaiJ5ꎬJinhuaiJ7ꎬJinhuaiJ8andJinhuaiJ9meetthethirdclassstandard.JinhuaiJ3hadhighcontentofactiveingredientsandgoodquality.(4)VarietyofSophorajaponica Jihuai ismoresuitablefortheresearchanddevelopmentofproductssuchasindustrialextractionrutinandteaꎬandcanbeusedasthefirstchoiceforpurcha ̄singorexpandingcultivation.
Keywords:Sophorajaponica Jinhuai ꎬvarietyꎬrutinꎬcompare
㊀㊀豆科植物槐树(Sophorajaponica)的干燥花蕾被称为槐米ꎬ富含芦丁㊁黄碱素等活性成分ꎬ具有清肝泻火㊁止血凉血等功效ꎬ«中国药典»自1990版至今均有收载ꎮ金槐(因槐米呈金黄而得名)是众多槐树品种的一个分支ꎬ品相好㊁有效成分芦丁含量高(>30%)ꎬ深受消费者青睐(李锋等ꎬ2009)ꎮ近年来ꎬ已有对金槐的栽培技术(史艳财等ꎬ2018a)㊁营养成分(陈宗游等ꎬ2012)㊁光合生理(王满莲等ꎬ2008)等方面的相关研究报道ꎬ其中多数研究集中在金槐活性成分  芦丁方面ꎮ如舒文将等(2017)对不同产地㊁不同采收期金槐芦丁含量进行了研究ꎻ朱华等(2013)对
土壤因子与金槐槐米有效成分含量的相关性进行了研究ꎮ据调查ꎬ广西槐米主要来源于栽培和野生金槐ꎬ栽培金槐可分为不同品种ꎬ不同来源的槐米在品相㊁有效成分含量等方面存在很大差别ꎬ而以往研究通常将金槐看做一个品种进行研究ꎬ未做更为详细的划分ꎬ这会严重影响以槐米为原料的药物质量ꎮ对栽培金槐和野生金槐的化学成分进行系统研究ꎬ对于槐米药材选购㊁产品开发等具有重要意义ꎮ
傅里叶红外光谱(fouriertransforminfraredspectraꎬFTIRspectra)利用分子振动跃迁吸收原理ꎬ不同检测对象可形成各具特的官能团吸收图谱ꎬ从而反映其主要官能团及化学成分信息ꎮ将这些化学成分信息与化学统计学方法相结合ꎬ可对中药材产地㊁综合质量等方面进行高效的鉴定与评价(徐亚等ꎬ2015ꎻ白钢等ꎬ2016ꎻ李真等ꎬ2016)ꎮ目前ꎬ广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所已从野生金槐种质资源中选育出8个具有鲜明特点的金槐良种在广西推广种植ꎬ这些品种也是目前金槐种植中所用的主流品种(史艳财等ꎬ2018b)ꎮ本研究拟以金槐主流品种和不同年限的野生金槐槐米为对象ꎬ对其红外光谱特征和芦丁含量进行比较研究ꎬ为金槐质量评价和综合开发利用提供科学依据ꎮ
1㊀材料与方法
1.1材料
1.1.1器材和试剂㊀器材:FW ̄100型高速万能粉碎机(天津泰斯特仪器有限公司)ꎻXSI05D
Ud电子分析天平(上海梅特勒 托利多仪器有限公司)ꎻ
2451广㊀西㊀植㊀物39卷
YP ̄2压片机(上海山岳科学仪器有限公司)ꎻNicolet5700型智能傅里叶红外光谱仪(美国尼高力公司)ꎻTU ̄1901型双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)ꎻDL ̄720E智能超声波(上海之信仪器有限公司)ꎻ台式高速常温离心机(美国ThermoPrimo)ꎮ
试剂:光谱纯溴化钾(天津市光复精细化工研究所)ꎻ芦丁标准品(批号:100080 ̄200707)购自中国药品生物制品检定所ꎻ氧化钙㊁乙醇㊁氢氧化钠㊁亚硝酸钠㊁硝酸铝等试剂均为分析纯ꎬ购自西陇化工股份有限公司ꎻ水为纯净水ꎮ
正弦波发生器1.1.2样品采集和处理㊀2017年7月ꎬ于广西全州县的永岁㊁龙水㊁两河㊁东山等乡(镇)采集不同金槐品种(嫁接树)的槐米样品(由于不同品种种植面积不同ꎬ故所采的不同品种的样品数量有所差异)ꎬ经广西植物研究所蒋运生研究员鉴定ꎮ在每个金槐园采集3株长势基本一致的植株的槐米枝(每株从东㊁南㊁西㊁北4个方向的中上部采集成熟槐米枝ꎬ每株采集的槐米枝重约200g)ꎬ将槐米米粒从枝条上剥下后混合(文怀秀等ꎬ2015)ꎮ与此同时ꎬ先将装有1/3水的不锈钢锅烧开ꎬ将槐米置于蒸笼上蒸15minꎬ然后置于烘箱中60ħ烘干至恒重ꎬ用微型粉碎机粉碎ꎬ过1mm孔径的筛ꎬ备用ꎮ
微型立交桥1.2方法
1.2.1槐米生物性状测定㊀随机从样品袋中选择100粒无病虫害的㊁完整的槐米采用电子游标卡尺测定其长和宽ꎬ采用电子天平测定其百粒重ꎮ1.2.2傅里叶红外光谱测定㊀精密称取100.0mg溴化钾和1.0mg粉碎的槐米样品ꎬ置于玛瑙研钵中研磨均匀(侧面看无反光为止)ꎬ用压片机制成厚度约1mm的锭片ꎬ每个样品重复10次ꎮ制备好锭片后马上将锭片置于红外光谱仪的样品槽中进行检测ꎮ每个锭片随机扫3个不同的点ꎮ取平均光谱为最后的光谱图ꎮ具体测试条件:光谱范围4000~400cm ̄1ꎬ光谱分辨率为4cm ̄1ꎬ扫描64次ꎬ扣除CO2和H2O干扰(苏敏等ꎬ2017ꎻ史艳财等ꎬ2018a)ꎮ
1.2.3芦丁含量测定
1.2.3.1标准曲线制备㊀精密称取25mg芦丁标准品ꎬ先用少量75%酒精溶解ꎬ再用纯净水定容至50mLꎮ取0㊁1㊁3㊁5㊁7㊁9mL母液加入25mL容量瓶中ꎬ加5%的亚硝酸钠1mLꎬ静置5minꎻ加10%硝酸铝1mLꎬ静置5minꎻ加4%的氢氧化钠10mLꎬ定容ꎬ混匀ꎬ静置15minꎬ510nm波长处检测ꎮ以芦丁含量(mg mL ̄1)为纵坐标ꎬ吸光度值为横坐标作标准曲线ꎬ得C=0.1063A+0.0018ꎬr=0.9992ꎬ线性范围0.02~0.18mg mL ̄1(收等ꎬ2018)ꎮ1.2.3.2供试溶液制备㊀称取2.0g槐米ꎬ置于离心管中ꎬ按1ʒ5的比例加
入纯净水ꎬ用饱和石灰水调pH至8~9ꎻ超声波提取30minꎬ离心ꎻ将上清液转移至另一离心管中ꎻ重复以上操作步骤2次ꎻ将收集好的上清液用pH2~3的盐酸溶液调节pH至2~3ꎻ静置过夜ꎻ离心ꎻ倒掉上清液ꎬ加少量75%酒精使沉淀溶解ꎮ取1mL溶解液至25mL容量瓶中ꎬ加5%的亚硝酸钠1mLꎬ静置5minꎻ加10%硝酸铝1mLꎬ静置5minꎻ加4%的氢氧化钠10mLꎬ定容ꎬ混匀ꎬ静置15minꎬ510nm波长处检测ꎮ1.3统计分析
使用OMNIC8.0软件对傅里叶红外原始光谱进行自动基线校正㊁平滑㊁纵坐标归一化处理ꎮ使用Origin9.0软件作图ꎮ使用SPSS20.0软件进行系统聚类ꎮ使用SPSS20.0软件对芦丁含量进行方差和K类中心聚类分析ꎮ
2㊀结果与分析
2.1栽培金槐和野生金槐槐米的生物性状
8个主流栽培品种和3个不同生长年限野生金槐槐米的生物性状如表1所示ꎮ由表1可知ꎬ槐米长一般为4.37~5.26mm㊁宽为1.36~1.99mm㊁百粒重为0.53~0.76gꎬ20a以下野生金槐槐米最长(5.26mm)ꎬ30a以上野生金槐槐米最宽(1.99mm)ꎬ金槐J4和30a以上野生金槐槐米的百粒重最大(0.76g)ꎮ
2.2基于生物性状的栽培金槐和野生金槐槐米系统聚类
8个主流栽培品种和3个不同生长年限野生金槐槐米基于生物性状的系统聚类结果如图1所示ꎮ由图1可知ꎬ11种槐米可分为两组ꎬ一组是金槐J3和3个不同生长年限的野生金槐ꎬ另一组是
3451
11期韦源林等:不同来源金槐槐米的红外光谱及芦丁含量的比较mvr蒸发浓缩
表1㊀栽培金槐和野生金槐槐米的生物性状
Table1㊀CharacteristicofbudfrommainvarietiesandwildseedlingsofSophorajaponica Jinhuai
品种Variety
Length(mm)宽
Width(mm)百粒重
100 ̄grainweight(g)
金槐J2JinhuaiJ24.71ʃ0.02f1.36ʃ0.01h0.53ʃ0.01d金槐J3JinhuaiJ35.01ʃ0.02b1.82ʃ0.02c0.53ʃ0.01d金槐J4JinhuaiJ44.82ʃ0.01de1.61ʃ0.02f0.76ʃ0.04a金槐J5JinhuaiJ54.67ʃ0.01f1.44ʃ0.02g0.53ʃ0.02d金槐J6JinhuaiJ64.37ʃ0.02i1.41ʃ0.01g0.53ʃ0.01d金槐J7JinhuaiJ74.79ʃ0.02e1.30ʃ0.02i0.60ʃ0.03bc金槐J8JinhuaiJ84.49ʃ0.01g1.90ʃ0.03b0.66ʃ0.02b金槐J9JinhuaiJ9
4.44ʃ0.02h1.83ʃ0.01d0.66ʃ0.02b20a以下野生金槐Seedlingofbelow20a5.26ʃ0.01a1.74ʃ0.01e0.66ʃ0.02b20~30a野生金槐Seedlingof20to30a4.83ʃ0.02d1.87ʃ0.01b0.60ʃ0.02dc
30a以上野生金槐Seedlingofabove30a
4.89ʃ0.03c
1.99ʃ0.02a
0.76ʃ0.01a
㊀注:数值后相同字母表示无显著差异ꎬ不同字母表示差异显著(P<0.05)ꎮ下同ꎮ
㊀Note:Thesamelettersindicatenosignificantdifferencesꎬdifferentlettersindicatesignificantdifferences(P<0.05).Thesame
below.
图1㊀基于生物性状的栽培金槐和野生金槐槐米系统聚类
Fig.1㊀Dendrogramgeneratedbythebiologicalcharacterofbudfrommainvarieties
andwildseedlingsofSophorajaponica Jinhuai
金槐J9㊁金槐J8㊁金槐J2㊁金槐J5㊁金槐J7㊁金槐J4㊁金槐J67个品种ꎬ第一组的槐米颗粒较大ꎮ
2.3栽培金槐和野生金槐槐米红外光谱分析为快速鉴别不同栽培品种及不同年限野生金槐槐米主要化学成分差异ꎬ本研究利用傅里叶红外光谱对槐米样品进行测定ꎬ在1800~700cm ̄1范围提取平均红外图谱进行分析(图2)ꎮ1656㊁1601㊁1505㊁1455㊁1363cm ̄1等显示为黄酮类化合物的红外吸收ꎬ1295㊁1203cm ̄1与羧酸C-O振
动有关ꎬ1063㊁1011cm ̄1与羧酸OH有关ꎮ此外ꎬ槐米在1800~700cm ̄1区域图谱振动特征相似ꎬ化学成分吸收峰较多ꎬ但吸收峰强度存在差异ꎮ这说明不同栽培品种金槐槐米和野生金槐槐米化学成分类似ꎬ但不同槐米化学成分含量存在一定差异ꎮ
2.4栽培金槐和野生金槐槐米红外光谱聚类分析
为更直观地反映不同金槐栽培品种间及栽培金槐与野生金槐化学成分的差异ꎬ采用系统聚类法
4451广㊀西㊀植㊀物
39卷
图2㊀栽培金槐和野生金槐槐米一维红外光谱
Fig.2㊀FTIRspectraofmainvarietiesandwildseedlingsofSophorajaponica
Jinhuai
图3㊀栽培金槐和野生金槐槐米FTIR光谱系统聚类
Fig.3㊀DendrogramgeneratedbytheFTIRspectraofmainvarietiesandwildseedlingsofSophorajaponica Jinhuai
将11种槐米样品的红外光谱进行聚类分析(图3)ꎮ在二维图上11种金槐槐米可明显分为四组ꎬ金槐J8㊁金槐J6㊁20~30a以下野生金槐㊁金槐J2可聚为一组ꎬ金槐J7和金槐J3两个品种聚为一组ꎬ金槐J4和金槐J5聚为一组ꎬ30a以上野生金槐㊁20a以下野生金槐㊁金槐J9聚为一组ꎮ2.5栽培金槐和野生金槐槐米芦丁含量
由表2可知ꎬ11种槐米芦丁含量在22.85%~
36.78%之间ꎬ金槐J3㊁金槐J8㊁金槐J9㊁30a以上野生金槐槐米芦丁含量较高ꎬ在29.59%~36.78%之间ꎮ2.6栽培金槐和野生金槐槐米芦丁含量方差分析
由表3可知ꎬ所测的11种样品间存在极显著差异(P<0.01)ꎮ表3是栽培和野生金槐槐米芦丁
含量的方差分析ꎮ由表3可知ꎬ所测的11种槐米样品:金槐J2㊁金槐J3㊁金槐J4㊁金槐J5㊁金槐J6㊁金槐J7㊁金槐J8㊁金槐J9㊁20a以下野生金槐㊁20~30a野生金槐㊁30a以上野生金槐芦丁含量存在极显著差异(P<0.01)ꎮ
2.7栽培金槐和野生金槐槐米芦丁含量统计分析财务报销管理系统
由表4可知ꎬ11种槐米芦丁含量的顺序依次为20~30a野生金槐>30a以上野生金槐>金槐J3>金槐J6>20a以下野生金槐>金槐J2>金槐J8>金槐J4>金槐J9>金槐J5>金槐J7ꎮ金槐
沼气储气罐J3㊁20a以下野生金槐的极小值和极大值都相对较高ꎮ20~30a野生金槐㊁30a以上野生金槐的极小值和
极大值同样较高ꎬ且其变异系数最小ꎮ
45111期韦源林等:不同来源金槐槐米的红外光谱及芦丁含量的比较

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