滇黃精不同部位理化指標與化學成分差異性研究

李玲 黃玉玲 楊玉玲 田迎秋

摘要：研究滇黃精不同組織部位折干率、灰分、浸出物、多糖、皂苷、黃酮、酚類含量差異，以期為滇黃精不同部位充分開發利用提供理論依據。將滇黃精樣品分為8個部位，用電子天平測定折干率，馬弗爐測總灰分含量，醇溶性熱浸法測浸出物含量，采用可見-紫外分光光度計對黃精多糖、總皂苷、總黃酮、酚類進行測定，對測定結果進行主成分分析和聚類分析。結果表明，滇黃精葉片中黃酮、酚類含量較高，分別為1.06、3.46 mg/g；老根莖、新生根莖中多糖含量、皂苷、浸出物含量較高，多糖含量分別為8.18%、7.83%，皂苷含量分別為1.31%、1.85%，浸出物含量分別為63.88%、82.23%。主成分和聚類分析表明，新生根莖、老根莖聚為一類，其他6個部位聚為一類，其中，葉片、莖尖無果莖桿分別單獨聚為一小類。黃精不同部位的成分存在差異。

關鍵詞：滇黃精；根莖；葉；莖桿；理化指標；化學成分；聚類分析；主成分分析

中圖分類號：S567.5+3文獻標志碼：A論文編號：cjas2020-0173

The Difference of Physicochemical Indexes and Chemical Components in Different Parts of Polygonatum kingianum

Li Ling1， Huang Yuling1， Yang Yuling1， Tian Yingqiu1，2

（1Institute of Pharmaceutical Biotechnology， Wenshan Academy of Agricultural Sciences， Wenshan 663000， Yunnan， China； 2College of Panax notoginseng Medicine and Pharmacy， Wenshan University， Wenshan 663000， Yunnan， China）

Abstract： The aim is to study the content difference of dryness， ash， extract， polysaccharides， saponins， flavonoids and phenols in different tissue parts of Polygonatum kingianum， and to provide a basis for the full development and utilization of P. kingianum. The sample was divided into 8 parts， the drying ratio was determined by using electronic scale， the total ash content was measured by muffle furnace， the content of extract was calculated by alcohol soluble hot-dip method， the contents of polysaccharide， total saponins， total flavonids and phenols of P. kingianum were quantified by visible ultraviolet spectrophotometer， and the results were analyzed by principal component analysis and cluster analysis. The content of flavonoids and phenols in the leaves of P. kingianum were 1.06 mg/g and 3.46 mg/g， respectively. The content of polysaccharide， saponin and extract were relatively high in old rhizome and new rhizome， respectively 8.18% and 7.83%， 1.31% and 1.85%， 63.88% and 82.23%. The results of principal component analysis and cluster analysis showed that the new rhizome and old rhizome were clustered into one group， and the other six parts were clustered into one group， among which the leaves and the apetalous stems were clustered into a small group. In conclusion， the components of different parts of P. kingianum are different.

Keywords： Polygonatum kingianum； Rhizome； Leaf； Stem； Physicochemical Index； Chemical Composition； Cluster Analysis； Principal Component Analysis

0引言

滇黃精（Polygonatum kingianum）為百合科黃精屬（Liliaceae）的多年生草本植物，其藥用部位為干燥根莖[1]，始載于《名醫別錄》[2]，具有補氣養陰、健脾、潤肺、益腎的功效[3]，是中國傳統的大宗藥材，用于治療心肺氣虛、脾胃虛衰、腎虛肺燥、肺陰虧虛之虛勞咳血、陰虛內熱之消渴、身體疲倦乏力等癥[4]，主產于云南、四川、貴州、廣西等地。現代研究表明，黃精具有抗衰老[5]、降血糖血脂[6]、改善記憶[7]、調節免疫[8]、抗病毒[9]等功能，黃精及其制劑用于治療糖尿病、冠心病、高血脂癥、低血壓、藥物中毒性耳聾、白細胞減少癥、慢性腎小球腎炎、慢性支氣管炎、缺血性中風等多種病癥[10]。

對黃精化學成分的研究表明，其藥用部位根莖中主要含有多糖、皂苷、黃酮、酚類等活性成分[11-12]。如Kintya等[13]從黃精中首先分離出延齡草素等8種化學成分。孫隆儒等[14]從黃精的干燥根莖乙醇提取物中分離得到28個化學成分，其中甾體皂昔及其苷元共19個，且均為首次分離得到的新化合物。范書珍等[15]采用超聲波提取法，每100 g多花黃精根莖干粉能提取總皂甙約702 mg。劉柳等[16]利用DEAE-纖維素柱層析色譜及凝膠柱層析色譜等對黃精多糖進行分離純化，共得到5種多糖類成分。王曉丹等[17]采用改進的硫酸-苯酚法，比較不同產地黃精根莖中黃精多糖含量，結果表明不同產地黃精多糖含量有較大差異，多糖成分量為4.47%～21.34%。王易芬等[18]從滇黃精根莖分離并鑒定了9個化合物，其中有4個黃酮類化合物。劉怡菲[19]通過乙醇浸提法對黃精凍干粉中黃精多酚浸提提取，每100 g黃精的多酚含量最高1.07 g。焦劼等[20]對不同產地黃精的主要化學成分（多糖、總酚、總黃酮、薯蕷皂苷元）進行比較研究，發現不同產地、不同種間的化學成分含量差異顯著。此外，也有少數報道對黃精葉片的化學成分進行研究，Jean、Chpoin等[21-22]從多花黃精新鮮葉子中首次分離得到2個碳苷類黃酮。目前，尚未見對滇黃精不同部位化學成分進行研究分析的文獻報道。滇黃精莖高1～3 m，葉片較多，地上部分生物量豐富，因此，筆者對滇黃精的不同部位進行全面研究，探究滇黃精中不同部位主要成分的含量差異，以期為滇黃精植物全株不同部分的充分利用和合理開發提供參考。

1材料與方法

1.1實驗材料

將取自文山陽禾旭中藥材種植有限公司黃精基地的滇黃精植株作為實驗材料。文山陽禾旭中藥材種植有限公司黃精基地位于云南省文山州文山市簿竹鎮木期黑村，基地海拔1679.0 m，北緯23°43’43’，東經103°99’42’。

通過隨機抽樣法，于2019年2月在黃精基地選取無病蟲害、生長年限一致的滇黃精進行掛牌，2019年10月對掛牌的植株進行整株取樣。共取樣5株。滇黃精植株洗凈后，將其分為須根、老根莖、新生根莖、葉片、靠地部分無果莖桿、靠果部分無果莖桿、帶果莖桿、莖尖無果莖桿共8個部分。8個部分的具體分割情況如圖1。

1.2儀器與試劑

T6新世紀型紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司），電熱鼓風干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司），SX2-4-10A型箱式電阻爐（紹興市上虞道墟科析儀器廠），Advanced-I-12型超純水機（成都艾柯水處理設備有限公司），HHS型電熱恒溫水浴鍋（上海博訊實業有限公司醫療設備廠），FA2004型電子天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司），C10002型電子天平（杭州萬特衡器有限公司），SB-5200D型超聲波清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司）。

人參皂苷Re對照品購自成都格萊特生物科技有限公司（批號DST180226-014），蘆丁對照品購自四川省維克奇生物科技有限公司（批號wkq19010203），沒食子酸對照品購自成都格萊特生物科技有限公司（批號DST190715-008），葡萄糖對照品購自成都格萊特生物科技有限公司（批號DST190624-005），蒽酮、濃硫酸、無水乙醇、高氯酸、NaNO2、Al（NO3）3、NaOH、福林酚、Na2CO3、香草醛、冰醋酸等試劑均為國產分析純。

1.3實驗方法

折干率參照文獻[23]進行，總灰分、浸出物、黃精多糖含量參照2020版《中國藥典》第一部進行測定，皂苷參照文獻[24]的方法進行，總黃酮、酚類參照文獻[20]的方法測定。

實驗數據統一采用DPS 9.01和Microsoft Office Excel 2007進行分析，同一類型不同樣品相同指標比較采用LSD比較。

2結果與分析

2.1不同部位理化指標分析

測定結果（表1～2）表明，不同部位折干率、灰分、浸出物含量存在顯著差異。折干率14.18%～41.09%，以莖尖無果莖桿最高，為41.09%；其次為新生根莖，為27.60%；以須根最低，為14.18%。總灰分含量1.67%～ 10.10%，以新生根莖灰分最低，為1.67%；其次為老根莖，為3.19%，這2個部分均達到《中國藥典》2020版的要求（總灰分低于4%），其他部分的總灰分均在6%以上，以須根最高，為10.10%。浸出物含量18.18%～ 82.23%，以新生根莖含量最高（82.23%），其次為老根莖（63.88%），這2個部分浸出物均達到《中國藥典》2020版的要求（高于45%），其他部分浸出物均在40%以下，以莖尖無果莖桿最低，為18.18%。

2.2不同部位化學成分分析

測定結果（表2）表明，不同部分多糖、總皂苷、總黃酮、酚類含量存在差異。多糖含量0.64%～8.18%，以老根莖含量最高（8.18%），其次為新生根莖（7.83%），這2個部分均達到《中國藥典》2020版的要求（多糖高于7.0%），2個部分之間的含量無顯著差異，其他6個部分的多糖含量均較低，在2.0%以下，且6個部分的多糖含量無顯著差異。總皂苷含量0.31%～1.86%，以新生根莖最高（1.86%），其次為老根莖（1.31%），其他6個部分均低于5%，以須根含量最低（0.31%）。總黃酮含量0.40%～1.06%，以葉片含量最高（1.06%），其他7個部分含量均低于1%，以新生根莖含量最低（0.40%）。酚類含量0.41%～3.46%，不同部位酚類含量有顯著差異，其中，以葉片含量最高（3.46%），其次為須根（1.39%），以新生根莖酚類含量最低（0.41%）。

2.3聚類分析

以7種滇黃精的理化指標成分和化學成分為參數對滇黃精8個部位進行聚類分析。結果（圖2）表明，滇黃精不同部位物質基礎存在顯著差異，滇黃精不同部位根據其化學成分的差異大致可分為4類，其中，新生根莖和老根莖的化學成分含量相近，聚為一類；葉片因酚類和黃酮含量較高，可單獨分為一類；莖尖無果莖桿因折干率較高，單獨聚為一類；靠果部分無果莖桿、帶果莖桿、須根、靠地部分無果莖桿聚為一類。

2.4主成分分析

2.4.1指標間相關性檢驗、KMO和Bartlett球形度檢驗因子分析的必要條件是各指標間存在相關性，而SPSS軟件中的主成分分析是采用因子分析中的主成分提取，因此，對不同部位滇黃精的各項指標折干率、黃精多糖、浸出物、總皂苷、總黃酮、酚類、灰分采用描述性統計得到標準化數據，計算其相關系數，從相關系數的矩陣（表3）可以看出，2個類型滇黃精各自檢測的7個指標間存在不同程度的相關性。經KMO和Bartlett球形度檢驗，檢驗結果為KMO值大于0.5，Bartlett球形度檢驗的相伴概率P<0.05（顯著水平），進一步說明樣品各成分間存在相關性，適合采用主成分分析方法進行評價。

2.4.2主成分分析采用SPSS 17.0統計軟件對不同采收月份滇黃精樣品的測定結果進行主成分分析，計算相關矩陣特征值和特征向量，得到特征值和貢獻率。由表2可知，特征值大于1的有2個主成分，兩者的方差累計率為84.103%（>80%），能夠客觀反映滇黃精不同部位的內在質量，因此選取F1、F2進行分析。根據主成分載荷向量與主成分特征值，可得出主成分的綜合得分線性表達式，如式（1）～（2）。

根據主成分的綜合得分線性表達式計算不同部位的主成分得分，繪制不同部位主成分得分散點圖。由圖3可知，新生根莖和老根莖距離較近，其成分相近，成為一類；靠果部分無果莖桿、帶果莖桿、須根、靠地部分無果莖桿分布較為集中，可成為一類；葉片與其他部位距離較遠，可成為一類。此結果與聚類分析結果一致。

3結論與討論

本研究對滇黃精不同部位理化指標的測定結果表明，滇黃精不同部分的理化指標和化學成分存在較大差異，須根部分總灰分最高，折干率最低，這可能是由于須根外露面積較多，雖然在檢測前進行認真清洗，但還是有一些難于洗去的附著物，增加的總灰分含量，另一方面可能是由于體內營養輸送到其他部位，須根部分的營養物較少，所以總灰分含量較高，折干率最低，其浸出物含量也較低；此外，葉片、不同部位莖桿的灰分含量也較高，這可能是由于10月是滇黃精的采收時節，葉片、莖桿中的營養物質在果期和花期已經轉移耗盡而纖維化，所以灰分含量較高。

采用紫外-可見分光光度計測定4種主要化學成分的含量，對黃精不同部位的成分進行差異性分析，采用聚類分析、主成分分析等方法進行初步分析，結果表明黃精不同部位均含有多糖、皂苷、黃酮和酚類，但不同部位4個化學成分含量差異較為顯著，其中老根莖、新生根莖的多糖含量、皂苷含量、浸出物含量較高，可用于健康飲品、保健品等產品的開發原料；葉片中黃酮含量、酚類含量較高，可作為黃酮、酚類提取和茶葉制作的優選部位；莖桿和須根中的酚類含量在1%左右，可用于相關醫藥企業有效成分提取和配制牧草飼料的可選原料。

目前還未見滇黃精不同部位成分含量的研究報告。滇黃精地上部分生物量豐富，莖高1～3 m，而當前主要的利用部位為塊根，塊根采挖后，其地上部分多被丟棄或進行焚燒，對產業發展來說不但未能實現全面開發利用以增加收益，并且增加環境污染，增加森林火災的風險。

研究表明，黃精多糖是黃精的主要活性成分[25]，具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎抗菌、調節血糖血脂、調節免疫、改善記憶力等功能[26]；皂苷是黃精屬植物的主要活性成分之一，具有調節血糖、提高免疫、抗腫瘤等[27]作用；黃酮類化合物是一種重要的天然產物，也是黃精的主要化學成分之一，具有降血糖、抗腫瘤等作用[28]；酚類作為植物體內重要的代謝物質，藥理作用豐富，已經成為評價藥材質量的重要指標之一[29]，而黃精中研究較少。本實驗結果對滇黃精不同化學成分提取重點部位的選擇具有借鑒作用，可促進滇黃精不同部位的合理利用。

本研究的不足之處在于樣品僅采自于一個種植點，并且僅是滇黃精生育期中的一個時期，所測數據和分析對不同種植點和種植區滇黃精的代表性難以評估。下一步應該增加采樣點，并進行動態分析，以對滇黃精不同部位的最佳采收期給出綜合評價意見；其次，與《中國藥典》中規定的另外2個基源品種黃精和多花黃精進行平行比較，可為黃精全株的綜合開發利用提供建議。

參考文獻

[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典（一部）[M].北京：中國醫藥科技出版社，2020：319-320.

[2]王雨婷，劉婉瀅，沈舶寧，等.黃精的本草考證[J].中醫藥學報，2019， 47（3）：81-86.

[3]徐天才，陳翠，王澤清，等.云南黃精屬植物資源及其藥理作用的調查研究[J].中國農學通報，2018，34（12）：84-90.

[4]趙文莉，趙曄，Yiider Tseng.黃精藥理作用研究進展[J].中草藥， 2018，49（18）：4439-4445.

[5]徐兵兵，于勇杰，吳帆，等.黃精多糖研究綜述[J].中國野生植物資源，2015（4）：38-41.

[6]王俊杰，劉思妤，李潔，等.復方黃精茶對糖尿病大鼠糖脂代謝的影響及血管保護作用[J].湘南學院學報：醫學版，2017，19（2）：9-12.

[7]趙小貞，王瑋，康仲涵，等.黃精口服液對血管性癡呆大鼠學習記憶與海馬突觸可塑性的影響[J].神經解剖學雜志，2005，21（2）：147-153.

[8]肖小妹，沈小雄，張桂生，等.黃精多糖對兒童腎病綜合征紅細胞免疫功能影響的研究[J].贛南醫學院學報，2018，38（2）：134-136.

[9]Liu X X， Wan Z J， Shi L， et al. Preparation and antiherpetic activitiesofchemicallymodifiedpolysaccharidesfrom Polygonatum cyrtonema Hua[J]. Carbohydrate Polymers，2011，83（2）：737-742.

[10]劉京晶，斯金平.黃精本草考證與啟迪[J].中國中藥雜志，2018，43（3）：631-636.

[11]張潔，馬百平，楊云，等.黃精屬植物甾體皂苷類成分及藥理活性研究進展[J].中國藥學雜志，2006，41（5）：330-332.

[12]陳輝，馮珊珊，孫彥君，等.3種藥用黃精的化學成分及藥理活性研究進展[J].中草藥，2015，46（15）：2329-2338.

[13]Kintya P K， Veleva A Z， Cazurevskii G V. Steroid saponins. XV. Preliminarycharacterizationofthesteroidglycosidesfrom Polygonatum latifolium[J]. Chemistry of Natural Compounds，1976， 12（5）：670-671.

[14]孫隆儒.黃精化學成分及生物活性的研究[D].沈陽：沈陽藥科大學，1999.

[15]范書珍，陳存武，王林.多花黃精總皂甙的提取研究[J].皖西學院學報，2005，21（5）：39-41.

[16]劉柳，鄭蕓，董群，等.黃精中的多糖組分及其免疫活性[J].中草藥， 2006，37（8）：1132-1136.

[17]王曉丹，田芳，史桂云，等.不同產地黃精中多糖含量的比較[J].泰山醫學院學報，2008，29（9）：657-658.

[18]王易芬，穆天慧.滇黃精化學成分研究[J].中國中藥雜志，2003，28（6）：524-526.

[19]劉怡菲.中草藥黃精多酚的提取工藝研究[J].遼寧林業科技，2019（2）：1-5.

[20]焦劼，陳黎明，孫瑞澤，等.不同產地黃精主要化學成分比較及主成分分析[J].中藥材，2016，39（3）：519-522.

[21]Chopin J， Dellamonica G， Besson E， et al. C- galactosylflavones from Polygonatum multiflorum[J]. Phytochemistry，1977，16（12）： 1999-2001.

[22]Skrzypczakowa L. Flavonoids of family Liliaceae Part IV Cglycosyls in Polygonatum multiflorum（L.） all [J]. Dissert Pharmacol， 1969，21：261-263.

[23]劉佳，朱翔，葉宏達，等.云南多花黃精適宜采收期初步研究[J].中國農學通報，2017，33（27）：88-91.

[24]黃祥元，黃美容.黃精提取物中總皂苷含量的測定[J].食品與機械， 2012，28（6）：106-108.

[25]Zhang X H， Geraldo B J H， Zhao R G T， et al. Determination of relative molecular mass and composition for Polygonatum sibiricum polysaccharide by high performance liquid chromatography[J]. Chin J Chromatogr，2005，23（4）：394-396.

[26]李麗，田麗娜，任振興，等.黃精多糖的結構分析及功能活性研究進展[J].中國實驗方劑學雜志，2015，21（15）：231-234.

[27]姜程曦，張鐵軍，陳常青，等.黃精的研究進展及其質量標志物的預測分析[J].中草藥，2017，48（1）：1-16.

[28]陶愛恩，張曉燦，杜澤飛，等.黃精屬植物中黃酮類化合物及其藥理活性研究進展[J].中草藥，2018，49（9）：2163-2171.

[29]馬承慧，王群，劉牧.3種松科植物松針多酚的體外抗氧化活性評價[J].西南農業學報，2016，29（5）：1063-1067.