遮光對地膽草根系浸出物及黃酮和灰分含量影響研究初報

鄭定華　袁淑娜　陳俊明　李娟　黃堅雄　潘劍　周立軍

摘 要 為初步了解不同遮光強度對地膽草根系品質的影響，對采收自5種不同遮光栽培處理下地膽草根系的浸出物、黃酮及灰分含量進行比較研究。結果表明，3種類型的地膽草根系浸出物得率為：水溶性浸出物>醇溶性浸出物>乙醚浸出物，其中，水熱浸法得率、水冷浸法得率與遮光率間的相關性均不顯著，醇熱浸法得率、醇冷浸法得率與遮光率間均呈極顯著（p<0.01）負相關，乙醚浸出物得率與遮光率間也呈顯著負相關（p<0.05），而根系黃酮、粗灰分、酸不溶性灰分含量與遮光率間的相關性均不顯著。初步認為，生長環境的遮光強度會對地膽草根系的品質產生影響，高遮光率可能有利于地膽草根系水溶性浸出物的獲得，而不利于醇溶性浸出物及乙醚浸出物的累積，但遮光率對地膽草根系黃酮含量及粗灰分、酸不溶性灰分含量的影響相對較小。

關鍵詞 遮光率；地膽草；根系；浸出物；黃酮；灰分

中圖分類號 R282 文獻標識碼 A

Abstract To probe the effects of different shading treatments on the quality of the root in Elephantopus scaber Linn.. Simulating field experiment with net greenhouse was used. The contents of extractives， total flavonoids and ashes that harvested from five different shading treatments were analyzed comparatively. Results showed that， the highest extractive yield of root from Elephantopus scaber Linn. in different solvent was from water， followed by ethanol and ether， the positive correlation relationships between shading rates and hot water extract rates， cold water extractives rates was not significant（p<0.05）. Both hot ethanol extractives rates and cold ethanol extractives rates showed significant negative correlation relationships with shading rates. Ether extractives rates showed negative correlation relationships with shading rates. There were no significant correlation relationships between shading rates and total flavonoids， crude ashes， acid insoluble ash contents. It is supposed the roots of Elephantopus scaber Linn. harvested from high shading rate environment may obtain a high water extractives yield， but the ethanol extractives yield and ether extractives yield may be low. Total flavonoids， crude ashes， and acid insoluble ash contents showed light influences by shading rate.

Key words Shading rate； Elephantopus scaber Linn； Root； Extractives； Total flavonoids； Ashes

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.01.003

地膽草（Elephantopus scaber Linn.），又名草鞋底、苦地膽、鋪地娘、地苦膽、地膽頭、磨地膽等[1]，菊科地膽草屬。為我國華南、港臺地區一味常用民間藥[2]。地膽草味苦、性寒，具有清熱、涼血、解毒、利濕的功效[3]，治感冒、痢疾、胃腸炎、扁桃體炎、咽喉炎、腎炎水腫、結膜炎、癤腫等[4]。目前，我國已有多個含地膽草的復方制劑應用于臨床。地膽草的另一重要用途，系因地膽草根系的獨特香味及藥用功效，其在我國南方多省地向來被當作煲湯輔料廣泛使用。

地膽草用途較廣，主要來源仍然靠野生采挖，面臨野生資源枯竭的危險，對其進行人工栽培勢在必行。近年來，筆者開展了橡膠林下間作地膽草的相關研究工作，并報道了遮光與定植方式對地膽草生長及產量的影響[5]，以及橡膠林下間作地膽草技術[6]，但不同的光照強度是否會對地膽草的藥材品質產生顯著影響尚不明確，基于此，筆者對不同遮光處理下地膽草根系浸出物、黃酮與灰分含量及其相關性進行分析，以期初步了解不同遮光強度對地膽草根系品質的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料 地膽草（Elephantopus scaber Linn.）種苗由中國熱帶農業科學院橡膠研究所試驗基地繁育，源自海南省儋州本地野生種；遮陽網均購自上海大鯉魚繩網有限公司。

1.1.2 儀器 上海天美UV-1102型分光光度計，上海一恒HWS-26型電熱恒溫水浴鍋，上海綠宇生物科技有限公司kxx-12-12型坩堝電阻爐，德國heidolph Laborota 4000 efficient型旋轉蒸發儀，上海安亭科學儀器廠TDL-5-A型離心機，天津市泰斯特儀器有限公司FZ102型小型粉碎機，上海實研電爐有限公司DHG-924B型烘箱，日本島津AUW220D型萬分之一電子天平天平，蛇形索氏提取器。

1.1.3 試劑 乙醇、乙醇、NaNO2、Al（NO3）3、NaOH均為分析純；蘆丁標準品購自中國食品藥品檢定研究院，ID： 278S-LZC7。

1.2 方法

1.2.1 試驗時間及地點 試驗于2014年4月至12月在海南省儋州市中國熱帶農業科學院橡膠研究所五隊基地內進行，試驗地前茬為橡膠育苗地，土壤為典型熱帶磚紅壤，土層深度60 cm以上，地塊均一平整，pH值4.78，有機質含量12.74 g/kg，速效氮25.28 mg/kg，速效磷12.32 mg/kg，速效鉀38.93 mg/kg。

1.2.2 試驗設計 采用大田蔭網大棚模擬試驗的方法，以全自然光照（遮光率記為0，下同）的裸地栽培為對照，再分別隨機排列長寬高規格一致的4個遮光率不同的隧道式蔭棚，除兩頭通透外，頂部及側面均覆蓋透氣、透水型黑色遮陽網，每個蔭棚的脊高1.8 m、寬3.0 m、長30 m，用臺灣泰仕TES-1332A照度計對各蔭棚內的實際遮光率進行多點多次測量，得到4個蔭棚的遮光率分別為35%、47%、69%、82%，每個蔭棚之間留出6 m的空地作為隔離區。2014年4月16日分別在各處理內同步定植已長出3～4片葉的地膽草小苗，單株穴植，株行距30 cm×30 cm，每處理3個重復，每小區有效面積4 m2。定植后澆定根水，兩星期內視天氣情況進行適當澆水確保成活，后期田間管理一致，期間分別于7月中旬及9月中旬大雨后撒施NPK15-15-15的復合肥各1次，用量按12 kg/667 m2計。

1.2.3 測定項目 （1）樣品處理：當年12月11日，進行人工采挖，去除邊行，每小區隨機采集10株地膽草，所得地膽草根系用自來水沖洗干凈，初步晾曬后轉入60 ℃烘箱烘干36 h，粉碎并過2號篩后備用。（2）浸出物含量測定：參照2010年版《中華人民共和國藥典》[7]附錄XA浸出物測定法中水溶法、醇溶法及乙醚浸出法測定地膽草根系浸出物含量，以百分比計算浸出物得率（含量），其中，醇溶性浸出物所用溶劑為95%乙醇。（3）總黃酮的提取及含量測定：亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉顯色法[8-9]并稍作修改，操作步驟為：稱取樣品2 g，加入100 mL 70%乙醇，95 ℃回流提取3 h，提取物旋轉濃縮至體積<50 mL，4 000 r/min離心10 min，轉出上清液并用70%乙醇定容至50 mL，后以蘆丁標準樣作標準曲線，于510 nm處用紫外分光光度儀測定吸光值，計算總黃酮含量。（4）灰分含量測定：參照2010年版《中華人民共和國藥典》[7]附錄ⅨK灰分測定法測定總灰分及酸不溶性灰分含量。

1.3 數據處理

數據分析用Excel 2003與DPS7.05，處理間多重比較用Duncans新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同遮光處理對地膽草根系浸出物含量的影響

不同遮光處理下地膽草根系浸出物的測定結果見圖1，浸出物含量、遮光率間的簡單相關系數見表1。不同遮光處理下地膽草根系浸出物得率最高的為水熱溶性浸出物，該法浸出物得率由高到低依次為遮光率82%、遮光率47%、全光照、遮光率69%、遮光率35%的處理，對應得率分別為23.60%、23.56%、22.66%、21.56%、20.06%，其相對得率分別為全光照處理的1.04、1.03、1.00、0.95、0.89倍，5個處理的平均得率為22.23%，除全光照及遮光69%處理的得率較低外，另外3個處理間的差異不顯著，該法得率與遮光率間的簡單相關系數較弱，相關不顯著（p<0.05），說明遮光率對地膽草根系水熱浸出物的影響較小。水冷浸法浸出物得率表現為隨遮光率增加而增加的趨勢，得率由高到低依次為遮光率82%、遮光率69%、遮光率47%、全光照、遮光率35%的處理，對應得率分別為20.92%、18.52%、16.73%、16.59%、15.48%，其相對得率分別為全光照處理的1.26、1.12、1.01、1.00、0.93倍，5個處理的平均得率為17.65%，處理間存在較大差異，該法浸出物得率與遮光率之間的簡單相關未達到、但接近顯著水平（p<0.05），與水熱浸法間的簡單相關也未達顯著水平（p<0.05）。

地膽草根系醇溶性浸出物含量（圖1、表1），無論是醇熱浸法還是醇冷浸法，其浸出物得率均表現為隨遮光率的增加而得率降低的變化趨勢，且整體上醇熱浸法得率高于冷浸法。醇熱浸法得率由高到低依次為全光照、遮光率47%、遮光率35%、遮光率69%、遮光率82%的處理，其對應得率分別為17.39%、16.34%、16.21%、14.60%、13.10%，其相對得率分別為全光照處理的1.00、0.94、0.93、0.84、0.75倍，5個處理的平均得率為15.53%，處理間得率差異較大，浸出物得率與遮光率間呈顯著負相關（p<0.01）。醇冷浸法得率由高到低依次為全光照、遮光率35%、遮光率47%、遮光率69%、遮光率82%的處理，對應得率依次為14.71%、13.13%、13.06%、11.75%、10.53%，其相對得率分別為全光照處理的1.00、0.89、0.89、0.80、0.72倍，5個處理的平均得率為12.64%，處理間得率也存在較大差異，浸出物得率與遮光率間呈顯著負相關（p<0.01）。

地膽草根系乙醚浸出物得率（圖1、表1）整體上低于水溶法及醇溶法，表現為隨遮光率的增加得率降低的變化趨勢，分別為全光照處理的10.05%、遮光率35%處理的9.47%、遮光率47%處理的8.45%、遮光率69%處理的7.79%、遮光率82%處理的5.29%，相對得率分別為全光照處理的1.00、0.94、0.84、0.77、0.53倍，5個處理的平均得率為8.21%，處理間得率差異較大，得率與遮光率間呈顯著負相關（p<0.01）。乙醚浸出物得率與水冷浸出物得率間呈顯著負相關（p<0.01）、與水熱法浸出物得率的負相關不顯著、與醇溶性浸出物得率呈顯著正相關（p<0.01）。

2.2 不同遮光處理對地膽草根系黃酮含量的影響

不同遮光處理下地膽草根系黃酮含量的測定結果見圖2，黃酮含量與遮光率、浸出物含量相互間的簡單相關系數見表2，含量由高到低依次為遮光率47%、遮光率35%、遮光率82%、全光照、遮光率69%的處理，對應的含量分別為30.88、30.47、26.84、25.08、23.79 mg/g，其相對含量分別為全光照處理的1.23、1.22、1.07、1.00、0.95倍，5個處理的平均含量為27.41 mg/g，處理間存在一定差異，各處理黃酮含量與遮光率、及與各類型浸出物含量間的相關性均較弱，都未達到顯著水平（p<0.05）。

2.3 不同遮光處理對地膽草根系灰分含量的影響

不同遮光處理下地膽草根系粗灰分及酸不溶性灰分含量測定結果見圖3，其中，全光照、35%遮光、47%遮光、69%遮光、82%遮光處理下的粗灰分含量分別為8.19%、8.89%、7.65%、9.21%、8.37%，整體平均值8.46%，各處理間差異較小，均未達到顯著水平（p<0.05），而酸不溶性灰分含量依次為0.84%、0.83%、0.78%、0.94%、0.73%，整體均值0.83%，各處理間的差異也均未達到顯著水平（p<0.05）。由表3可知，地膽草根系粗灰分、酸不溶性灰分含量、遮光率兩兩間的相關性較弱，也未達到顯著水平（p<0.05）。

3 討論與結論

在遮光栽培或者林下間作系統中，作物有可能因光照相對不足而遭受弱光逆境脅迫，造成減產或品質下降。但“逆境效應理論”認為[10]：環境脅迫可能有利于某些中藥次生代謝產物的形成和積累，這一理論在一些中藥材的脅迫試驗中已得到了部分驗證，比如印度藏茴香[11]、玄參[12]、柴胡[13]、丹參[14]的干旱脅迫以及中華蘆薈[15]、當歸[16]、馬蘭[17]的遮光/遮蔭試驗等。地膽草的野生分布較廣，既常見于開曠山坡、路旁、或山谷林緣，也可發現于蔭蔽度較高的熱帶經濟林下，因此，野生采集的地膽草可能因來自不同光照生境而內在品質存在差異。筆者前期的研究結果表明，地膽草產量隨遮光率的增加而下降，當遮光率達85%時其產量仍然可達全自然光照的四成左右，說明地膽草可耐受較大程度的遮蔭[5]，林下間作地膽草可作為橡膠園創收的一種備選途徑[6]，但林下間作相對不足的光照條件是否會對地膽草的品質產生顯著影響是必須關注的問題，如果在產量降低的同時內在品質得到提高也是十分有意義的。

本研究結果表明，地膽草根系水熱浸出物得率與遮光率的相關性較弱，但得率最高的為遮光率最大的處理，水冷浸出物也表現為遮光率高的得率較高，且與遮光率的正相關接近顯著水平，意味著弱光的逆境條件可能有利于地膽草根系水溶性成分的形成和累積，低光照栽培的地膽草有可能獲得較高的根系水溶性浸出物含量，這也一定程度上驗證了“逆境效應理論”；地膽草根系乙醇浸出物無論是熱浸法還是冷浸法，得率與遮光率間的負相關均達到極顯著水平，說明要獲得較高的根系乙醇浸出物得率則要求地膽草生長環境的光照強度越高越好，這一結果與水溶性浸出物的相反；地膽草根系乙醚浸出物得率受遮光率的影響與乙醇浸出物的結果類似，要獲得較高的乙醚浸出物得率也需要較好的栽培光強，其原因可能是乙醚與乙醇同屬有機溶劑，其中的溶出物類似。不同遮光處理地膽草根系黃酮、粗灰分及酸不溶性灰分含量雖然存在一定差異，但它們與遮光率間的相關性均不顯著，說明它們受生長環境遮光強度的影響相對較小。不同遮光處理下地膽草根系各類型浸出物、黃酮、灰分含量的這些差異表現，說明栽培光強會對地膽草根系品質產生影響，筆者分析認為，這種差異更多的應該是來源于不同處理的根系中水溶性及有機溶解性物質含量的差別，這是值得進一步研究的。

據研究，地膽草中含有三萜類、倍半萜內酯類、甾體類、黃酮類、蒽醌類、肽類等復雜成分[18]，雖曾被收入1977年版《中華人民共和國藥典》[19]，但并未對其品質檢測標準進行過界定，也尚未見地膽草品質標準的相關研究報道。從本研究的初步結果來看，如果以水溶性浸出物作為地膽草根系品質考察指標之一，那么林下間作的地膽草根系品質可能比露地栽培的更優，但如果以乙醇浸出物或者乙醚浸出物作為考察指標之一其結果相反。但作為一個固定采收時期的靜態分析，本結果也有明顯的局限性，因此，有待于對地膽草作更深入的研究，才能更好地為地膽草的品質評價及人工栽培提供更多有益參考。

參考文獻

[1] 劉 圓， 王 杰， 孟慶艷. 民族藥地膽草的生藥學鑒定[J]. 西南農業大學學報（自然科學版）， 2006， 28（4）： 640-642.

[2] 曹 暉， 劉玉萍， 畢培曦. 中藥苦地膽的本草學研究[J]. 中國中藥雜志， 1997（7）： 387-389.

[3] 黃 婷. 地膽草化學成分的研究[D]. 廣州： 暨南大學， 2010.

[4] 王 莉. 華南地膽草植物的居群遺傳結構與精油成分變異分析——兼論系統發育與進化分析方法及其應用[D]. 上海： 復旦大學， 2006.

[5] 鄭定華， 謝學方， 高宏華， 等. 遮光與定植方式對地膽草生長及產量的影響[J]. 中藥材， 2015， 38（3）： 433-437.

[6] 鄭定華， 王秀全， 余樹華， 等. 橡膠林下間種地膽草技術及其效益分析[J]. 熱帶農業科學， 2014， 34（7）： 12-15.

[7] 國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典（一部）2010版[S]. 北京： 中國醫藥科技出版社， 2010.

[8] 王 艷， 張彥麗， 阿依吐倫·斯馬義. 分光光度法測定新疆昆侖雪菊中總黃酮的含量[J]. 新疆醫科大學學報， 2011， 34（8）： 817-819 .

[9] 袁橋玉， 劉新橋. 藤茶中總黃酮的含量測定[J]. 內蒙古中醫藥， 2014（30）： 126-127.

[10] 黃璐琦， 郭蘭萍. 環境脅迫下次生代謝產物的積累及道地藥材的形成[J]. 中國中藥雜志， 2007， 32（4）： 277-280.

[11] Azhar N， Hussain B， My A， et al. Water stress mediated changes in growth， physiology and secondary metabolites of desi ajwain（Trachyspermum ammi L.）[J]. Pak J Bot， 2011， 43： 15-19.

[12] Wang D H， Du F， Liu H Y， et al. Drought stress increases iridoid glycosides biosynthesis in the roots of Scrophularia ningpoensis seedlings[J]. J Med Plants Res， 2010， 4（24）： 2 691-2 699.

[13] Zhu Z B， Liang Z S， Han R L， et al. Impact of fertilization on drought response in the medicinal herb Bupleurum Chinense DC. ： growth and saikosaponin production[J]. Ind Crops Pro， 2009， 29（2）： 629-633.

[14] 劉大會， 郭蘭萍， 黃璐琦， 等. 土壤水分含量對丹參幼苗生長及有效成分的影響[J]. 中國中藥雜志， 2011， 36（3）： 321-325.

[15] 王紅星， 常云霞， 李景原. 遮蔭對3 種蘆薈蒽醌類物質的影響[J]. 熱帶作物學報， 2010， 31（12）： 2 238-2 242.

[16] 武延安， 藺海明， 趙貴賓， 等. 遮光對當歸栽培的效應[J]. 中藥材， 2008， 31（3）： 334-336.

[17] 李中林， 郭開秀， 周守標， 等. 光強對馬蘭形態、 生理及黃酮類化合物含量的影響[J]. 草業學報， 2014， 32（4）： 162-170.

[18] 左愛學， 饒高雄. 地膽草的化學成分和藥理作用研究進展[J]. 中國藥業， 2014， 23（17）： 3-7.

[19] 中華人民共和國衛生部. 中華人民共和國藥典1977年版一部[S]. 1977： 202.

責任編輯：沈德發