雪菊活性成分提取及引種研究進展

江虹+秦勇

摘 要：雪菊原產于美國中西部，是中國西部地區廣為栽培的一種植物，現今已逐漸作為一種茶飲普及開來。雪菊中含有多種天然活性成分，具有較高的藥用價值。本文主要對近些年來雪菊活性成分提取、引種及組織培養方面的研究進展進行了綜述，并提出了一些建議，以期能對雪菊的進一步研究、開發利用提供參考。

關鍵詞：雪菊；活性成分；引種；組織培養

中圖分類號：TS201.2 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.08.011

雪菊（Coreopsis tinctoria Nutt.）屬于菊科金雞菊屬，學名雙色金雞菊，又名蛇目菊，俗稱“昆侖雪菊”、“血菊”等[1]。經考證，野生雪菊生長于新疆和田昆侖山區海拔3 000 m以上的雪域區，生長環境極其惡劣，花期較短，采摘非常艱難，產量也極為稀少。由于其獨特的生長環境，使雪菊擁有諸多藥理價值，吸引了眾多研究人員的關注。目前，雪菊已在我國西部地區廣泛種植，國內外研究者也在雪菊化學組成成分、提取制備及其生物活性方面做了大量基礎性的研究工作，取得了一些階段性的成果。本研究通過搜集整理近幾年雪菊方面的研究成果，對有關雪菊活性成分提取、引種及組織培養的研究情況進行綜述。

1 雪菊天然活性成分的提取

目前，已從雪菊中分離鑒定出300多種天然成分，近20余類，其中包括30多種黃酮類物質和人體必需的礦物元素，20多種氨基酸，數十種芳香族化合物，還有豐富的多糖、有機酸、萜烯類、維生素、酶類等具有生物活性的天然成分 [2-3]。木合布力·阿不力孜等[4]曾利用氨基酸自動分析儀測定出雪菊中含有17種氨基酸，其中含有8種人體必需氨基酸。蘭衛等[5]采用相應方法測定出雪菊中蛋白質（13.32%）、總糖（26.81%）、總黃酮（11.6%）、總皂苷（111.44 mg·g-1）、總氨基酸（9.83%）的含量。

1.1 黃酮的提取

黃酮類化合物是雪菊的主要有效活性成分之一，它不僅可以作為評定雪菊質量的標準之一，同時又與雪菊的藥理作用密切相關[6]，近年來有關雪菊黃酮類物質的研究也越來越多。郭玉婷等[7]和張婕[8]均采用分光光度法分別測定比較了和田地區5個鄉鎮（博斯坦鄉、策勒鎮、康克鄉、克里亞鄉、芝來鄉）及達坂城區人工種植的雪菊中黃酮類含量，結果表明：不同產地的雪菊中黃酮含量不同，和田地區5個鄉鎮的雪菊黃酮含量分別為16.3%，16.0%，16.4%，17.5%，13.8%，達坂城區雪菊的總黃酮含量最高達到19.97%。

為了探究能更快、更有效、更方便地萃取高含量黃酮，不少研究人員對其萃取工藝給予了優化。如吳瑛等[9]也以昆侖雪菊為原料，研究提取時間、溫度、料液比和粒度大小4因素對雪菊生物黃酮含量的影響，最終確定當提取溫度90 ℃、提取時間60 min、料液比1：90（g·mL-1）、粒度0.40 mm為水溶液萃取法提取黃酮的最優條件，在此條件下雪菊的水溶性黃酮含量達24.85%。阿不都哈力力·艾力等[10]利用超聲微波協同優化了超聲微波協同萃取雪菊中總黃酮的工藝，結果表明：當料液比為1∶20（W/V），提取液為50%乙醇時，提取時間為60 min，超聲微波提取功率為100 W，黃酮含量高達20.33%。尼娜·馬吾列斯等 [11]則優選了聚酰胺樹脂對雪菊總黃酮純化的工藝條件，結果發現0.15～0.25 mm聚酰胺對雪菊總黃酮的吸附與解吸較好，此時清洗液的最佳pH值為5，乙醇用量為11倍柱體積、濃度為70%，在該純化條件下，總黃酮純度由粗提物22.56%提高到68.04%；蔣莉等[12]則采用隨機質心優化程序（RCO）優化了亞臨界水提取雪菊中的黃酮含量，通過對提取溫度、料液比和提取時間3個因素的優化和驗證，獲得了亞臨界水的最佳提取工藝條件（料液比為0.04，提取溫度160～170 ℃，提取時間47 min），此條件下的黃酮含量達15.81%。

1.2 揮發油的提取

揮發油又稱精油，是存在于植物中的一類具有芳香氣味、可隨水蒸汽蒸餾出來而又與水不相混溶的揮發性油狀成分的總稱。揮發油為一混合物，其組分也較為復雜。研究昆侖雪菊揮發油的化學成分能夠為雪菊質量評價提供科學依據，是近年來研究雪菊化學組分的熱點之一。

張彥麗等[13]采用氣相色譜-質譜（GC-MS）聯用技術并結合計算機檢索分析揮發油成分，從昆侖雪菊揮發油中鑒定出了22種成分，主要成分為芋烯 （63.23%）、3-蒈烯（7.05%）、β-對繳花烴（5.23%）。沈維治等[14]采用頂空固相微萃取（HS-SPME）結合氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）對雪菊的揮發性成分進行分析鑒定，結果發現，雪菊中揮發性成分主要以萜烯類和酮類化合物為主，含量最高達到62.23%，其次為醛醇類，含量達6.56%～12.25%；還含有較少量的環氧化合物、芳烴衍生物、雜環類化合物、脂類等，相對含量較高的成分主要有雙戊烯，含量為21.19%；其次是6-環癸二烯、5-亞甲基，1-甲基等，含量為9.37%。迪里努爾· 阿布都熱合曼等[15]采用超臨界CO2流體法萃取得到昆侖雪菊油樹脂精油，并用同樣技術對其成分進行分離鑒定，結果發現昆侖雪菊油樹脂精油有84 種化合物，主要成分為烯類（64.12%）、醇類（11.47%）、烷烴類（8.76%）、酸類（6.31%）、酯類（1.5%），占總化合物含量的92.16%。錢宗耀等[16]也利用相似技術檢測出雪菊中主要揮發性成分有馬鞭草烯醇3-蒈烯、α-檸檬烯、香芹酮等。劉恩乾等[17]則檢測出54個峰，確定了其中的43個化合物，其含量占全油的88.28%，主要成分為大根香葉烯（4.63%）、二十烷（5.2%）、（1R）-右旋樟腦（3.68%）、2-乙基-4-甲基咪唑（8.32%）等。范少麗等[18]利用超臨界流體CO2萃取昆侖雪菊油樹脂，確定萃取了最優工藝條件。在萃取時間100 min、萃取溫度45 ℃、萃取壓力20 MPa、夾帶劑用量150 mL的條件下萃取效果最優，雪菊油樹脂萃取得率為18.42%。

1.3 多糖及皂苷提取

邵理等[19]利用響應面法優化雪菊多糖提取工藝，結果表明，超聲時間53 min，液料比60 mL·g-1，溫度68 ℃條件下雪菊中多糖萃取率可高達9.85%；馬超等[20]采用相似方法優化了雪菊皂苷提取工藝，得出皂苷最優提取工藝條件為：超聲溫度61 ℃，超聲時間29 min，水料比21∶1（mL∶g），在此工藝條件下雪菊總皂苷的提取率高達7.57%。

1.4 綠原酸、木犀草苷和槲皮苷的提取

Christina等[21]以雪菊為材料，使用不同濃度的溶劑（55%，78%，96%的含水乙醇）測定出提取物中含有較多種類的抗氧化活性物質如大花金雞菊素、木犀草素、芹菜素及酚酸類的綠原酸、咖啡酸。王亮等[22]用RP-HPLC法測定了雪菊、杭菊和貢菊中綠原酸、木犀草苷和槲皮苷的含量，結果表明：不同種類菊花的綠原酸、木犀草苷和槲皮苷含量存在顯著性差異。雪菊的綠原酸含量最高，質量分數為7.46 mg·g-1，杭菊含量次之，質量分數為3.28 mg·g-1，貢菊的綠原酸含量最低，質量分數為2.15 mg·g-1；雪菊的木犀草苷含量最高，質量分數為46.58 mg·g-1、杭菊含量次之，質量分數為12.39 mg·g-1，貢菊木犀草苷含量最低，質量分數為7.41 mg·g-1；雪菊的槲皮苷含量最高，質量分數為28.6 mg·g-1，杭菊含量次之，質量分數為24.23 mg·g-1，貢菊木犀草苷含量最低，質量分數為2.2 mg·g-1。

1.5 花青素的提取

花青素類是一類生物活性物質，是藥用植物中的功能性有效成分，花青素的研究對研究雪菊藥理作用提供了一定的幫助。目前，關于雪菊花青素的研究報道不多，通常都是以乙醇為提取溶劑，回流提取雪菊原花青素。如趙文杰等[23]確定了回流提取昆侖雪菊原花青素的最佳工藝條件。在乙醇濃度60%、料液比為1∶16、浸提時間為2.5 h、浸提溫度為60 ℃的條件下昆侖雪菊原花青素的提取率可達到10.24%。迪拉熱木· 熱黑木等[24]則確定了超聲波輔助提取昆侖雪菊原花青素的最佳工藝條件為：超聲溫度44 ℃，乙醇體積分數60%，超聲功率240 W，料液比為1∶22（g·mL-1），浸提時間33 min，反復浸提2次，在此條件下雪菊原花青素的提取率達到13.29%。

2 雪菊引種

近年來，由于愈來愈多的人對雪菊的認識更深一步，雪菊的栽培范圍不斷擴大，繼而使得雪菊的引種量也逐年增加。為了探究雪菊高產栽培技術，研究人員對雪菊引種方面也進行了研究。袁翠蓮等[25]針對不同海拔高度、不同密度進行對比種植試驗，結果表明：（1）雪菊生育周期短，適應性較強，抗病性和豐產性較好，開花期長，可達70 d左右，產量高；（2）高海拔區雪菊比低海拔區病害發生輕，產量高，花朵大，植株粗壯，開花期延后5 d；（3）摘心處理的產量比不摘心的產量低；（4）不同海拔同等面積下不同密度種植的雪菊小區產量不同，株行距在44.5 cm×50 cm的小區植株開展度最好，植株分枝較多，花朵大，植株強，產花量多。

種子萌發的條件與引種、高產栽培技術等方面因素息息相關，有關雪菊種子相關特性的研究也為雪菊引種工作的進一步進行提供了理論依據。研究人員發現溫度、相對濕度、激素對雪菊種子萌發有一定的影響，而雪菊種子萌發對光照無特殊要求。朱軍等[26]測定了種子在不同溫度梯度（5，10，15，20，25，30，35 ℃）、不同濕度梯度（20%，35%，50%，65%，75%，90%，100%）各個處理的發芽率。結果發現，最適雪菊種子萌發溫度為15～25 ℃，相對濕度為65%～75%；在用100 mL·L-1的吲哚丁酸（IBA）、吲哚乙酸（IAA）、6芐基腺嘌呤（6-BA）、赤霉素（GA）不同激素處理的雪菊的種子中發現：6-BA處理種子發芽較為整齊，IAA處理種子發芽率最高，表明激素處理能夠明顯提高雪菊種子的發芽勢。在光照為0 ，12 h·d-1處理后發現，雪菊種子在黑暗和光照條件下均可正常發芽，證明了雪菊種子是光不敏感型種子，播種時不需要特殊處理。

郭艷超等、秦勇等[27-28]還發現雪菊種子有一定的耐鹽性，種子的發芽與鹽溶液的濃度呈負相關關系。郭艷超等[27]、秦勇等[28]分別用不同濃度NaCl單鹽溶液（0%，0.3%，0.6%，0.9%，1.2%）5個梯度和（1，2，3，4 ，5，10 ，15 ，20 ，25 ，30 g·L-1）10個梯度處理雪菊種子，研究不同濃度鹽脅迫對雪菊種子萌發的影響，結果均表明：雪菊種子具有一定耐鹽性，且隨著鹽濃度的升高，種子的發芽勢、發芽率、活力指數等都有所降低。在郭艷超的研究結果中，在0%～0.9%鹽濃度梯度范圍內，各性狀指標與對照差異不顯著，1.2%鹽濃度下與對照形成的差異顯著；鹽濃度為0.3%對種子萌發有促進作用，發芽率為87%；鹽濃度超過0.9%時，種子發芽時間明顯延遲，發芽率變為57%；種子萌發時的耐鹽極限濃度為3.83%；耐鹽適宜范圍在0%～0.3%；耐鹽半致死濃度為2.25%。秦勇的研究結果發現，較低濃度的NaCI溶液對雪菊種子萌發影響較小，高濃度的NaCI溶液對雪菊種子萌發影響較大，當NaCI溶液達到15 g·L-1濃度時，雪菊種子不發芽。

3 雪菊的組織培養

迄今為止，有關雪菊的組培研究相對還較少。唐建卓等[29]以帶芽莖段、莖尖、葉片為外植體，MS為培養基，添加不同濃度6芐基腺嘌呤（6-BA）和萘乙酸（NAA），進行組織培養試驗研究。結果表明：MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.3 mg·L-1的培養基適合于帶芽莖段愈傷組織誘導；MS+6-BA 3.0 mg·L-1+NAA 0.3 mg·L-1的培養基適合于葉片愈傷組織誘導；MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1的培養基適合于莖尖愈傷組織誘導；MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.3 mg·L-1的培養基適合于雪菊愈傷組織增殖和不定芽誘導；適合雪菊試管苗生根的培養基為1/2MS+6-BA 0.3 mg·L-1+NAA 0.03 mg·L-1，蔗糖減半，平均生根數為8.47條。以雪菊無菌苗的帶芽莖段、莖尖和葉片為外植體，成功地誘導出了愈傷組織，其中帶芽莖段愈傷組織誘導率最高，時間最短，效果最好，莖尖次之，葉片最差。

4 建議與展望

相對于國外，我國對雪菊的研究起步較晚。目前，我國主要對雪菊藥理功能的研究較為普遍，迄今為止已報道的雪菊藥理作用也頗多，主要包括抗炎[30]、降血脂[31-33]、降血壓[34]、降血糖[35-37]、抗凝血[38]、抗氧化[39-40]等，在雪菊的生物學特性、生長發育、光合生理、逆境生理等方面的研究方面均處于初級階段，對其天然化學物質的提取、生物活性成分鑒定等方面仍需進一步深入研究，而有關雪菊傳粉生物學等方面的研究還未見報道。隨著人們對雪菊的關注度不斷提高，飲用雪菊產品的人數將越來越多，今后進一步開發利用雪菊也顯得尤為重要，可見雪菊仍存在較高的研究價值。

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