田甜*,文金華
廣西民生中檢聯(lián)檢測(cè)有限公司(南寧 530000)
殼斗科(Fagaceae)植物廣泛分布于溫帶、亞熱帶和熱帶森林,是針闊混交林和常綠闊葉林的重要組成??聦伲ㄊ瘷祵伲琇ithocarpus)作為殼斗科中的大屬,共有300余種,主要分布于亞洲東南部,而中國(guó)是世界柯屬植物資源最豐富的國(guó)家,共有柯屬植物123種1亞種13變種,其中69種為中國(guó)特有。該屬植物在我國(guó)主要分布于秦嶺淮河以南地區(qū),各省中云南以47種占第1位[1]??聦僦参锞哂兄匾纳鷳B(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,然而卻很少被關(guān)注。所以保護(hù)和開(kāi)發(fā)柯屬植物資源具有重要意義。
中國(guó)植物志第22卷[2]中記載,厚鱗柯(Lithocarpus pachylepis)屬于殼斗科柯屬的一種,又名捻碇果、輾墊栗(云南)、厚鱗石櫟,生于海拔900~1 800 m山地常綠闊葉林中的喬木,較干燥坡地也有,高10~20 m,花期4~6月,果10~12月成熟。厚鱗柯主要分布在廣西西部(那坡)、云南東南部(金平、屏邊)、廣東、海南、越南北部。據(jù)《中國(guó)植物志》[2]記載“果壁厚角質(zhì)或硬木質(zhì)的種類(lèi),其種仁煮熟后無(wú)澀味,可食用”。
總結(jié)殼斗科柯屬及厚鱗柯植物開(kāi)發(fā)利用價(jià)值以及化學(xué)成分鑒定研究現(xiàn)狀,鑒于市場(chǎng)上偽劣厚鱗柯種子泛濫,歸納食品和中藥材真?zhèn)巫R(shí)別技術(shù)的研究現(xiàn)狀,展望厚鱗柯種子研究方向,以期為食藥監(jiān)管和壯藥資源的開(kāi)發(fā)利用提供參考。
柯屬植物中不少種具有藥用價(jià)值,短尾柯果實(shí)可治濕熱痢疾;厚斗柯樹(shù)皮可治痢疾、燙火傷;白柯的雄花序可順氣消食、健胃殺蟲(chóng),主治食積腹脹,蟲(chóng)積不化[3],葉還具有抗HIV功效[4]?!侗静菥V目拾遺》[5]中記載殼斗科柯樹(shù)皮經(jīng)水煮提煉,可以去除浮氣水腫;《廣西藥植名錄》[6]中記載錐栗種子和果殼可供藥用,有滋補(bǔ)健胃之功效;《全國(guó)中草藥匯編》[7]中記載錐栗種子治腎虛、痿弱、消瘦癥,果殼及葉治濕熱、腹瀉;《中國(guó)中藥資源志要》[8]記載綿柯果實(shí)可以祛風(fēng)除濕,圓錐柯的總苞有清熱、消腫、止瀉功效,箭桿柯的葉和花可以祛風(fēng)除濕、順氣消食。
木姜葉柯(L.litseifolius)和多穗柯(L.polystachyus(Wall.)Rehd.)藥用價(jià)值較高,這2個(gè)種葉片浸提液均有甜味,可制作甜茶或者提取甜味素作為食品、藥品添加劑。研究發(fā)現(xiàn)其葉片提取物中有效成分包括黃酮、甜味素,其中黃酮類(lèi)物質(zhì)具有降血糖、降血脂、降血壓及抗過(guò)敏和抗炎等多種作用[1,9]。甜味素為黃酮苷類(lèi)物質(zhì),屬低熱高甜度保健型物質(zhì)(其甜度是蔗糖的300倍),可將木姜葉柯和多穗柯葉片中的甜味物質(zhì)進(jìn)行提取、分離純化得到一類(lèi)新型甜味添加劑,適宜于糖尿病患者以及肥胖者食用,對(duì)糖尿病有一定療效[10]。有研究[11]開(kāi)展木姜葉柯中有效成分的分析、提取和安全性評(píng)價(jià),各項(xiàng)毒理試驗(yàn)均為陰性,并有相關(guān)藥物膠囊試制。有研究表明,由于多穗柯葉片中大量黃酮類(lèi)物質(zhì)的存在,其葉片在70%乙醇中的提取液對(duì)微生物有一定抑制作用,結(jié)果證明,其對(duì)革蘭陽(yáng)性菌的抑制效果強(qiáng)于革蘭陰性菌,對(duì)藤黃八疊球菌的抑制作用最強(qiáng),最低抑菌濃度(MIC)為0.031 25 g/mL,對(duì)糞腸球菌、金黃色葡萄球菌的抑制作用次之,MIC為0.062 5 g/mL,對(duì)大腸桿菌和普通變形桿菌的抑制作用最差,MIC均為0.125 g/mL[12]。劉燦明等[9]發(fā)現(xiàn),3月底到4月初采集的多穗柯鮮葉中水浸出物、黃酮總量、甜味素等有效成分都比較高,利用價(jià)值最高。另外,多穗柯的藥用價(jià)值在《中國(guó)中藥資源志要》[8]中記載,多穗柯葉有清熱利濕、滋陰補(bǔ)腎、解毒降逆的功效,對(duì)癰瘡腫毒、咽喉腫痛效果顯著;多穗柯根入藥,可滋陰補(bǔ)腎,主治虛弱癥;果實(shí)有滋陰補(bǔ)腎、清熱止瀉之功效。
厚鱗柯又名風(fēng)流果、壯陽(yáng)果、益腎子、龜頭子等,其效用民間傳說(shuō)為補(bǔ)腎壯陽(yáng),治療腎虛疾病。Zhang等[13]對(duì)2012年云南省大理三月街民族節(jié)中的中草藥市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查中發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)有出現(xiàn)野生“風(fēng)流果”作為民間中藥材售賣(mài),而且市場(chǎng)上有一些門(mén)店將其作為保健食品售賣(mài),宣稱(chēng)有壯陽(yáng)功效,但對(duì)于厚鱗柯種子的藥用價(jià)值并無(wú)任何書(shū)籍記載,而且國(guó)內(nèi)外對(duì)其藥用價(jià)值缺乏系統(tǒng)研究和報(bào)道,對(duì)其是否有壯陽(yáng)的功效更是模糊不清,所以其藥用價(jià)值有待進(jìn)一步探究。
柯屬植物中紅柯(L.fenzelianus)、白柯(L.deal-batus)、金毛柯(L.chrysocomus)等樹(shù)種材質(zhì)優(yōu)良,有較高木材開(kāi)發(fā)價(jià)值[1,14]。這些樹(shù)種的材質(zhì)堅(jiān)重、結(jié)構(gòu)致密、韌性強(qiáng)、耐濕腐,木材均屬于優(yōu)質(zhì)材,缺點(diǎn)是生長(zhǎng)速度較慢。但厚斗柯(L.elizabe- thae)材質(zhì)好而且有速生特性,其早期生長(zhǎng)速度超過(guò)杉木,且后期胸徑生長(zhǎng)潛力大[15]。該種適應(yīng)性好,是南方建造速生林的良好樹(shù)種。
殼斗科植物種子含有淀粉,可供食用或釀酒,是重要的淀粉資源。據(jù)測(cè)定,栗屬和柯屬種子的淀粉在殼斗科中含量最高,可達(dá)60%~80%[16]。與其他屬相比,柯屬植物種子的淀粉還有產(chǎn)量大、原料易收集、單寧含量低等優(yōu)點(diǎn)[1]??聦僦参锝Y(jié)果量遠(yuǎn)高于殼斗科其他屬,像犁耙柯(L.silviclarum)、勐??拢↙.menghaiensis),一個(gè)果序上可結(jié)20~30個(gè)果??聦僦参锕麑?shí)成熟時(shí)果序整體脫落,果實(shí)多保留在果序上,可整體采集。謝碧霞等[16]測(cè)定9種柯屬植物的單寧含量,結(jié)果均低于4%,而櫟屬植物種子的單寧含量平均為10%。
煙斗柯種子含油17%,主要成分有棕櫚酸21.5%、油酸48.1%、亞油酸28.8%,可以供肥皂、油漆用油。厚鱗柯果殼厚硬,適制活性炭。殼斗科柯屬含鞣質(zhì)較高,可以浸提鞣質(zhì)用于制備栲膠等。波緣柯對(duì)大氣中SO2抗性強(qiáng),是良好的環(huán)保樹(shù)種[14]。
殼斗科植物的化學(xué)成分研究報(bào)道主要集中在櫟屬(Quercus)、栗屬(Castanea)和錐屬(Castanopsis)等3個(gè)屬,而柯屬(Lithocarpus)植物報(bào)道甚少。研究表明殼斗科植物含有較多單寧類(lèi)化合物,此外還有三萜、黃酮、生物堿、有機(jī)酸、淀粉、蛋白、色素等成分,這些化合物具有抗氧化、抗菌、抗炎等方面的生物活性[17]。殼斗科植物含有的單寧類(lèi)成分包括水解單寧、縮合單寧及復(fù)合單寧等,且以櫟屬、栗屬和錐屬等3個(gè)屬的研究報(bào)道居多。黃酮類(lèi)的研究主要集中在栗屬和櫟屬2個(gè)屬中。三萜類(lèi)成分的研究,以柯屬(Lithocarpus)和錐屬(Castanopsis)2個(gè)屬較多。對(duì)殼斗科植物中生物堿的研究?jī)H限于栗屬植物。
國(guó)內(nèi)外對(duì)柯屬植物化學(xué)成分鑒定的研究有少許報(bào)道,有研究[18]通過(guò)GC、GC-MS和IR等技術(shù)分析了櫟屬植物加州櫟(Quercus agrifolia)及柯屬植物煙斗柯(Lithocarpus corneus)的揮發(fā)性成分,發(fā)現(xiàn)主要成分為E-己-2-烯醛(E-hex-2-enal)、Z-己-3-烯-1-醇(Z-hex-3-en-1-ol)、Z-己-3-烯-1-烷基乙酸(Z-hex-3-en-1-yl acetate)和壬醛(Nonanal)。柯屬植物中多穗柯可制作甜茶,周文華等[10]對(duì)甜茶(Lithocarpus celebicus)提取物經(jīng)分離和結(jié)構(gòu)鑒定,獲得二氫查耳酮類(lèi)的2種甜味素。這類(lèi)甜味素曾由其他植物中分離得到,但含量過(guò)低,沒(méi)有應(yīng)用價(jià)值,而在多穗柯甜茶中的含量達(dá)12.6%,有較高開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。劉燦明等[12]對(duì)甜茶中的甜味素進(jìn)行提取、分離、純化,獲得3種無(wú)色晶體。經(jīng)分析鑒定,這3種物質(zhì)分別為根皮苷、三葉苷、3-羥基根皮苷。Cheng等[19]由木姜葉柯和煙斗柯的葉和枝中提取并分離出17種三萜類(lèi)化合物,其中4種為新型化合物,3種為首次在生物體內(nèi)提取的天然化合物,6種已知化合物,另外還有4種已知化合物是由煙斗柯中分離出來(lái)的,鑒定新型化合物其化學(xué)結(jié)構(gòu),評(píng)估其抗炎和抗HIV活性。結(jié)果證明其中一種化合物3-epi-Betulinic acid(8)的抗HIV活性強(qiáng)于常用的抗HIV的藥物(阿巴卡韋),另一種3, 4-seco-4(23),20(29)-lupadiene-3, 28-dioic acid(5)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抑制過(guò)氧化陰離子生成的活性。
國(guó)內(nèi)外對(duì)厚鱗柯植物各個(gè)部位中化學(xué)成分進(jìn)行鑒定,并對(duì)其生物活性進(jìn)行研究的報(bào)道更是稀缺,僅有的研究也只限于對(duì)種子中酚類(lèi)化合物的探討。Ma等[20]從厚鱗柯種子中提取并分離出5種酚類(lèi)化合物,其中一種為新型化合物,一種為首次在生物體內(nèi)提取的天然化合物。通過(guò)紅外、紫外、質(zhì)譜、核磁共振等確定其結(jié)構(gòu),探究5種化合物對(duì)脂多糖誘導(dǎo)一氧化氮生成的抑制活性。結(jié)果表明,5種化合物均有抗炎作用,其抗炎活性可能與其直接清除自由基的作用有關(guān),并且呋喃環(huán)和內(nèi)酯環(huán)的存在增強(qiáng)了其抑制活性。Xie等[21]從厚鱗柯種子中提取并分離出12種酚類(lèi)化合物,其中新型化合物有3種。通過(guò)紅外、紫外、質(zhì)譜、核磁共振等確定其結(jié)構(gòu),同樣證明9種化合物均有一定抗炎活性,并推斷各化合物的抗炎活性可能部分由于其酚類(lèi)結(jié)構(gòu),同時(shí)研究表明LPS阻止NO生成可能通過(guò)抑制NF-κB的活性或抑制蛋白質(zhì)和酪氨酸的磷酸化[22]。
近年來(lái),市場(chǎng)上有一些不法分子將厚鱗柯果實(shí)作為保健品售賣(mài),很多甚至以假亂真,欺騙消費(fèi)者,對(duì)老百姓的生命健康和財(cái)產(chǎn)造成損失。但厚鱗柯種子中有效成分或指標(biāo)性成分的研究尚缺乏,對(duì)厚鱗柯種子薄層色譜、紅外光譜、液相色譜等特征圖譜的研究更是未見(jiàn)報(bào)道,所以厚鱗柯種子真?zhèn)巫R(shí)別技術(shù)亟待研究,制定厚鱗柯種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)很有意義。在食品藥品真?zhèn)巫R(shí)別技術(shù)上很多學(xué)者做過(guò)大量研究,常見(jiàn)的技術(shù)主要有特征圖譜法、DNA條形碼、儀器分析與多元統(tǒng)計(jì)相結(jié)合法及新興的電子鼻技術(shù)等。
劉越等[23]收集何首烏及常見(jiàn)的5種混偽品種,建立薄層色譜和高效液相色譜特征圖譜鑒別真?zhèn)蔚姆椒?。結(jié)果發(fā)現(xiàn),何首烏和毛脈蓼的薄層色譜和高效液相色譜特征圖譜相似,而且何首烏中標(biāo)志性成分2, 3, 5, 4’-四羥基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷的色譜峰與毛脈蓼中虎杖苷峰完全重疊,這2個(gè)苷類(lèi)成分的苷元均為茋類(lèi)化合物,但仔細(xì)觀察圖譜,發(fā)現(xiàn)在紫外光365 nm下檢視虎杖苷與2, 3, 5, 4’-四羥基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷顏色有所不同,得出虎杖苷可以作為區(qū)別這2種藥材的標(biāo)志物;而另外4種混偽品種與何首烏的色譜行為均存在明顯差異??讜阅莸萚24]建立19批翻白草藥材樣品和2批委陵菜藥材的高效液相色譜指紋圖譜,采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)》(2004)對(duì)21批藥材樣品進(jìn)行相似度評(píng)價(jià),確定19批翻白草藥材樣品的共有峰,結(jié)果表明,19批翻白草藥材樣品的HPLC圖譜有18個(gè)共有峰,相似度均大于0.9,而2批委陵菜藥材樣品相似度均小于0.7,通過(guò)主成分分析和聚類(lèi)分析,發(fā)現(xiàn)21批藥材樣品可明顯聚為2大類(lèi),即2批委陵菜藥材樣品為一類(lèi),19批翻白草藥材樣品為一類(lèi),且真?zhèn)畏撞菟幉臉悠分刑J丁和槲皮苷的相對(duì)含量均差異顯著,可作為鑒定翻白草的標(biāo)志性成分。張丹等[25]建立了真?zhèn)畏里L(fēng)藥材的液相色譜指紋圖譜,標(biāo)定了其中的9個(gè)共有峰,相似度分析發(fā)現(xiàn)各批次樣品之間的相似度在0.087~0.997之間,說(shuō)明運(yùn)用液相色譜指紋圖譜法可將正品防風(fēng)和偽品防風(fēng)進(jìn)行鑒別。對(duì)4個(gè)色原酮類(lèi)成分(升麻素苷、5-O-甲基維斯阿米醇苷、升麻素、亥矛酚苷)含量進(jìn)行測(cè)定,并進(jìn)行主成分分析和系統(tǒng)聚類(lèi),結(jié)果表明,4個(gè)色原酮類(lèi)成分可作為區(qū)分真?zhèn)畏里L(fēng)藥材的標(biāo)志性成分。黃必勝等[26]采用近紅外光譜法對(duì)真?zhèn)锡堼X進(jìn)行鑒別,發(fā)現(xiàn)真?zhèn)锡堼X的紅外光譜在峰數(shù)和形狀上幾乎一致,而利用一階導(dǎo)數(shù)+矢量歸一化預(yù)處理圖譜后,可以準(zhǔn)確將真?zhèn)锡堼X區(qū)別開(kāi)。段亞萍等[27]基于DNA條形碼和化學(xué)指紋圖譜方法對(duì)雷公藤屬藥材進(jìn)行準(zhǔn)確的鑒定。通過(guò)DNA條形碼技術(shù)、隱馬爾可夫模型的HMMer注釋方法和K2P模型進(jìn)行遺傳距離分析,并結(jié)合最近距離法、相似性搜索法、構(gòu)建NJ 樹(shù)等方法對(duì)雷公藤的DNA序列進(jìn)行鑒定和評(píng)估,建立雷公藤藥材液相色譜指紋圖譜,評(píng)價(jià)不同來(lái)源的藥材指紋圖譜的相似度,結(jié)果表明,藥材基原物種雷公藤的ITS2序列種內(nèi)最大K2P遺傳距離均遠(yuǎn)小于混偽品的種間最小K2P遺傳距離,相似性搜索法分析表明ITS2序列可以初步鑒定雷公藤藥材與其混偽品,在NJ聚類(lèi)樹(shù)上雷公藤藥材與其混偽品聚類(lèi)清晰,結(jié)合液相指紋譜圖可以直觀地區(qū)分雷公藤偽品。
冉堅(jiān)等[28]采用氫核磁共振技術(shù)測(cè)定鹿龜酒樣品的化學(xué)成分,并將所獲得的信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)矩陣,采用有監(jiān)督的分析模式偏最小二乘法-判別分析(PLSDA)建立鹿龜酒的真?zhèn)舞b別方法,即根據(jù)鹿龜酒樣品中各化學(xué)組分相對(duì)含量建立訓(xùn)練集模型,通過(guò)驗(yàn)證樣品集驗(yàn)證模型,將未知樣品集的各化學(xué)組分相對(duì)含量導(dǎo)入模型,進(jìn)而對(duì)未知樣品的真?zhèn)巫龀雠袆e分析。周永峰等[29]通過(guò)高效液相色譜法測(cè)定不同產(chǎn)地五味子藥材中五味子醇甲、五味子醇乙、五味子酯甲、五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素等6種化學(xué)成分的含量,同時(shí)收集不同產(chǎn)地五味子的百粒重、顏色、五味子果肉含量及經(jīng)緯度等指標(biāo),根據(jù)這些指標(biāo)對(duì)3個(gè)不同產(chǎn)地的五味子進(jìn)行PLS-DA分析,結(jié)果表明建立的模型可將3個(gè)不同產(chǎn)地的五味子準(zhǔn)確區(qū)分,結(jié)合因子載荷圖發(fā)現(xiàn),經(jīng)緯度、百粒重及五味子醇乙含量是區(qū)分不同產(chǎn)地五味子的關(guān)鍵指標(biāo),這也為區(qū)分真?zhèn)挝逦蹲铀幉奶峁﹨⒖?。陳安珍等[30]建立一種基于高效液相色譜指紋圖譜結(jié)合PLS-DA統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)真?zhèn)未簏S及不同大黃品種進(jìn)行鑒別的方法。通過(guò)將不同檢測(cè)波長(zhǎng)下各化學(xué)成分響應(yīng)值轉(zhuǎn)換為變量,使用統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選、挖掘與處理,建立可以實(shí)現(xiàn)大黃正品與非正品及3個(gè)種的分類(lèi)預(yù)測(cè)模型。結(jié)果證明該模型對(duì)未知樣品集的真?zhèn)未簏S預(yù)測(cè)結(jié)果與薄層色譜鑒別結(jié)果一致。
氣味指紋分析技術(shù)是近年來(lái)針對(duì)復(fù)雜介質(zhì)和含協(xié)同作用的樣品而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)。電子鼻是一種新穎的分析、識(shí)別和檢測(cè)復(fù)雜嗅味和揮發(fā)性成分的人工嗅覺(jué)裝置。它是模擬人的鼻子聞到目標(biāo)總體氣息,它不僅可以根據(jù)各種不同的氣味測(cè)到的不同信號(hào),而且可以將這些信號(hào)經(jīng)訓(xùn)練后與建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中的信號(hào)加以比較,進(jìn)行判斷識(shí)別,因而具有類(lèi)似鼻子功能[31]。近年來(lái),有學(xué)者將電子鼻技術(shù)應(yīng)用于食品和藥材的真?zhèn)舞b別中。張冬月等[32]采用PEN3電子鼻系統(tǒng)對(duì)多批次不同產(chǎn)地通關(guān)藤及其混淆品進(jìn)行鑒定,通過(guò)對(duì)樣品氣味進(jìn)行定量表征,通過(guò)傳感器區(qū)別貢獻(xiàn)率分析法優(yōu)化傳感器個(gè)數(shù),對(duì)不同產(chǎn)地通關(guān)藤及其混淆品的氣味指紋信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì),建立真?zhèn)纹纷R(shí)別模型,結(jié)果表明識(shí)別準(zhǔn)確性可達(dá)90%以上。田耀偉等[33]采用電子鼻對(duì)6個(gè)牌號(hào)卷煙樣品的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,采集響應(yīng)數(shù)據(jù),使用主成分分析對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,通過(guò)線(xiàn)性判別分析鑒別,結(jié)果表明,電子鼻技術(shù)快速且準(zhǔn)確率高。基于電子鼻技術(shù)的小漿果果汁真?zhèn)舞b別方法。俞邱豪[31]通過(guò)電子鼻對(duì)小漿果果汁進(jìn)行真?zhèn)舞b別,通過(guò)優(yōu)化并建立PCA和DFA模型,證明該方法能夠快速鑒別鮮榨藍(lán)莓汁和蔓越莓汁,并預(yù)測(cè)摻假量在10%左右。
國(guó)內(nèi)外對(duì)厚鱗柯種子中化學(xué)成分的鑒定研究甚少,對(duì)厚鱗柯種子真?zhèn)巫R(shí)別技術(shù)及種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究更是處于空白。后續(xù)研究中,可對(duì)厚鱗柯種子中各類(lèi)化合物進(jìn)行提取、分離和純化,通過(guò)紅外光譜和核磁共振等技術(shù)對(duì)主要化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定,探討厚鱗柯種子有無(wú)藥用價(jià)值;通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)分析與特征圖譜相結(jié)合方式,建立真?zhèn)巫R(shí)別模型,找到區(qū)分真?zhèn)魏聍[柯種子的關(guān)鍵化學(xué)成分,為食品監(jiān)管和藥材質(zhì)量控制提供依據(jù);進(jìn)一步探求指標(biāo)性成分定性定量的測(cè)定方法,并建立厚鱗柯種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)草案,為食藥監(jiān)管和壯藥資源的開(kāi)發(fā)利用提供參考。