不同種質來源白芨的品質差異

姚李祥 潘春柳 王春麗 李瑩 黃寶優 黃雪彥 唐程姣 余麗瑩

摘要：通過比較不同種質來源白芨多個成分指標的差異，尋找影響白芨品質的重要指標及其相關性，為白芨的種源選擇提供參考。收集17份白芨種質，采用紫外分光光度計法測定不同種質白芨的多糖、蛋白質、可溶性糖、淀粉、蔗糖、果糖及還原糖含量;利用SPSS軟件對各成分含量進行比較分析，找出不同指標成分間的相關性，以此來比較不同白芨種質的品質差異及積累規律。結果表明，不同種質來源的白芨各成分含量存在顯著性差異，通過相關性分析發現，蔗糖含量與果糖含量呈顯著正相關性（r=0.985）;可溶性糖含量與淀粉含量具有相對較強的相關性（r=0.568）;多糖含量與淀粉含量之間呈較弱的正相關性（r=0.481），而蛋白質含量與可溶性糖含量之間呈較弱的負相關性（r=-0.495）。由此可見，不同種質來源的白芨塊莖中各成分含量存在明顯差異，其中果糖與蔗糖積累量具有很高的協同性，可溶性糖含量與淀粉積累量也具有一定的協同性。盡管多糖含量與淀粉含量之間的正相關性較弱，但是由于其具有一定的統計學意義，因此可以考慮將淀粉含量作為白芨質量評價的候選指標。研究結果可為白芨優良種質的篩選和培育提供參考。

關鍵詞：白芨;多糖;含量測定;相關性分析

中圖分類號： S567.23+9.024? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）17-0150-05

收稿日期：2020-11-26

基金項目：廣西科技基地和人才專項（編號：桂科AD17129020）;中央本級重大增減支項目（編號：2060302-1605-03）;中央本級重大增減支項目（編號：2060302）。

作者簡介：姚李祥（1993—），男，廣西玉林人，碩士，研究方向為藥用植物種質資源收集保存研究。E-mail：1528190924@qq.com。

通信作者：余麗瑩，女，碩士，研究員，碩士生導師，研究方向為藥用植物種質資源收集保存研究。E-mail：214412619@qq.com。

白芨[Bletilla striata （Thunb.） Reichb.f.]為蘭科白芨屬多年生草本植物，以其干燥塊莖入藥，具有收斂止血、消腫生肌的功效，可用于治療咯血、吐血、外傷出血、瘡瘍腫毒和皮膚皸裂[1]，是一種常用的中藥材。白芨的主要化學成分為聯芐類、聯菲類及其衍生物、糖苷類、萜類、多糖等[2-3]，其中多糖是白芨的主要活性成分，具有抗菌[4]、抗腫瘤[5]、促進凝血[6]、抗氧化[7]等作用，應用前景廣闊。現代藥理學研究結果表明，白芨多糖對小鼠的免疫功能具有調節作用[8]，對小鼠急性乙醇性肝損傷具有保護作用[9]。白芨在我國湖北、浙江、四川、貴州、廣西、安徽等地均有栽培，然而產量低、病害嚴重、品種退化等問題制約著白芨產業的發展。白芨生長周期較長，篩選和培育高多糖含量的白芨種質是白芨高產栽培的關鍵。張新秦等對貴州地區產的白芨藥材進行多糖、浸出物和總酚含量測定發現，不同產地白芨間的品質差異較大[10]。蘇澤春等基于抗病性及田間綜合表現，采用灰色關聯度和Topsis評價法對白芨進行綜合評價，認為Topsis法評價結果中Ci值的差異適用于白芨種質優劣評價[11]。林立等研究發現，白芨野生品及栽培品塊莖中多種成分含量具有顯著差異，并認為產地是影響白芨有效成分含量的最重要因素[12]。歷版《中華人民共和國藥典》中收載白芨藥材基源植物都為蘭科白芨，其有效成分含量是影響其藥材質量及用藥安全、有效性的重要因素。目前，對白芨的研究多集中在資源分布、藥理作用、成分提取及含量測定方法等方面[13-15]，盡管目前已開展白芨不同種質多糖含量差異的研究，但仍缺乏對白芨內在多個成分指標的測定及評價。本研究采用紫外分光光度計法對不同種質來源的白芨進行多糖、蛋白質、可溶性糖、淀粉含量等指標的測定，比較分析不同種質來源白芨各成分含量之間的差異及相關性，研究結果可為篩選優良白芨種質、培育優質種子種苗提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

17份白芨種質來源于廣西、云南、貴州、浙江等地，詳見表1。所有種質均于2018年9月種植于廣西藥用植物園種質圃，種植條件及管理方法均相同。所有種質均由廣西藥用植物園余麗瑩研究員鑒定為蘭科植物白芨。2019年11月，在每份種質中隨機選取生長情況較為相近的植株10株，挖取塊莖后用清水沖洗干凈，取部分鮮品（約2～4 g）用液氮速凍，保存于超低溫冰箱中，用于蛋白質含量的測定。將其余樣本切成薄片后烘干、打粉后過60目篩，用于其他指標的測定。

1.2 試驗方法

1.2.1 多糖含量的測定 參照朱新焰等的方法[16]進行白芨多糖的提取及含量測定。

1.2.2 蛋白質含量的測定 參考李合生等的方法[17]提取白芨中的蛋白質。采用考馬斯亮藍法測定蛋白質含量，以牛血清蛋白（BSA）為標準品。

1.2.3 可溶性糖含量的測定 參考李合生等的方法[17]，采用蒽酮比色法測定白芨中的可溶性糖含量。

1.2.4 淀粉含量的測定 在測定可溶性糖的離心管殘渣中加入8 mL鹽酸，沸水浴45 min，將其連同殘渣全部移至50 mL容量瓶中，加入8 mL氫氧化鈉，加水定容至刻度，離心后取上清作為待測液。取0.1 mL待測液于干凈的試管中，加入0.9 mL水、4.0 mL蒽酮-硫酸試劑，沸水浴顯色5 min，測定D620 nm。以葡萄糖為對照繪制標準曲線，計算樣品中的淀粉含量。

1.2.5蔗糖含量的測定? 參考李合生等的方法[17]并進行適當優化。精確稱取50 mg樣品粉末，置于 50 mL 離心管中，加入20 mL 80%乙醇，于80 ℃水浴加熱30 min，冷卻后離心，取上清。向殘渣中加入 20 mL 80%乙醇，再次提取，合并2次提取的上清液。向上清液中加入0.2 g活性炭，80 ℃水浴脫色30 min，過濾，濾液用80%乙醇定容至50 mL，作為待測液。取1.0 mL待測液，加入0.2 mL 2 mol/L氫氧化鈉混勻，沸水浴5 min，冷卻后加入2.8 mL 30%鹽酸及0.1 mL間苯二酚試劑混勻，于80 ℃水浴 10 min，冷卻后測D480 nm。根據蔗糖對照的標準曲線方程計算樣品中的蔗糖含量。

1.2.6 果糖含量測定 待測溶液的制備方法同“1.2.5”節。準確吸取0.5 mL待測液于干凈試管中，加入0.5 mL 80%乙醇、2.8 mL 30%鹽酸、0.8 mL 0.1%間苯二酚混勻。于80 ℃水浴10 min，冷卻后測定D480 nm。根據果糖對照的標準曲線方程，計算樣品中的蔗糖含量。

1.2.7 還原糖含量測定 參考李志霞等的方法[18]并進行適當優化。精確稱取1 g樣品粉末置于 50 mL 離心管中，加入30 mL蒸餾水混勻，于50 ℃水浴20 min，邊水浴邊攪拌，使樣品粉末中的還原糖充分浸出，待其微冷后離心，轉移上清液，在沉淀中加入15 mL水，攪拌充分，再次離心，合并上清液，加入適量活性炭，在80 ℃水浴鍋中水浴脫色，過濾，濾液加水定容到50 mL，作為待測液。取0.5 mL待測液，加入0.5 mL蒸餾水、3 mL 3，5-二硝基水楊酸（DNS）試劑，沸水浴5 min，冷卻后測定D540 nm。根據還原糖對照品的標準曲線方程計算樣品中的還原糖含量。

2 結果與分析

2.1 不同白芨種質的多糖含量比較

多糖為白芨藥材的主要活性成分，具有多種藥理作用，是評價白芨品質的一個重要指標。由圖1可見，不同白芨種質的多糖含量為89.4～232.1 mg/g，含量差異較大。其中2號白芨種質的多糖含量最高，其次為16、17號種質，7號種質的多糖含量最低。利用SPSS軟件進行方差分析的結果表明，2號白芨種質的多糖含量顯著高于其余16份白芨種質（P<0.05），1、3、6、11、15號白芨種質之間的多糖含量沒有顯著性差異。

2.2 不同白芨種質的蛋白質含量比較

由圖2可見，不同白芨種質塊莖中的蛋白質含量差異較大，1號種質的蛋白質含量顯著高于其他種質。蛋白質含量較高的種質還包括3、13、17號，7、14號種質的蛋白質含量最低。利用SPSS軟件進行方差分析的結果表明，3、13、17號種質的蛋白質含量間無顯著性差異。

2.3 不同白芨種質的可溶性糖含量比較

由圖3可以看出，不同白芨種質塊莖中的可溶性糖含量為109.8～213.6 mg/g，存在較大差異。其中，12號種質的可溶性糖含量明顯高于其他種質，達到213.6.4 mg/g;7、16號種質的可溶性糖含量也較高，方差分析結果顯示它們之間無顯著差異;4、5號種質的可溶性糖含量較低。

2.4 不同白芨種質的淀粉含量比較

由圖4可知，不同種質白芨塊莖中的淀粉含量為30.5～264.7 mg/g，差異較大。其中12號種質的淀粉含量最高，其次為16號;15、17號種質的淀粉含量也較高，方差分析結果顯示它們之間無顯著性差異;淀粉含量最低的種質為5號，與12號種質間的淀粉含量相差234.2 mg/g;其他種質（如2、4、10、13號）的淀粉含量也相對較低。

2.5 不同白芨種質的蔗糖含量

由圖5可以看出，不同種質來源白芨塊莖中的蔗糖含量以9號最高，為62.5 mg/g，其余種質的蔗糖含量均明顯較低;16號種質的蔗糖含量最低，僅18.9mg/g，此外，5、12、17號種質的蔗糖含量也較低。

2.6 不同白芨種質的果糖含量比較

由圖6可以看出，9號白芨種質的果糖含量最高，為36.8 mg/g，其次為2號種質，果糖含量為24.7 mg/g，其余種質的果糖含量均明顯低于這2個種質。16、17號種質的果糖含量較低，分別僅為9.7、9.0 mg/g，方差分析結果顯示，它們之間無顯著性差異。

2.7 不同白芨種質的還原糖含量比較

由圖7可以看出，不同種質白芨塊莖中的還原糖含量存在較大差異。其中，17號種質的還原糖含量最高，為79.7 mg/g，8號種質的還原糖含量也較高。方差分析結果表明，除1、3、16號種質，7、12號種質以外，其他種質來源的白芨還原糖含量之間均具有顯著性差異。

2.8 不同測定指標間的相關性分析

為了進一步了解不同測定指標之間的關系，利用SPSS軟件對各測定指標數據進行相關性分析。由表2可以看出，果糖含量與蔗糖含量具有強正相關性（r=0.985），說明白芨塊莖中果糖與蔗糖的積累具有較高的一致性;可溶性糖含量與淀粉含量之間也有較強的正相關性（r=0.568）;多糖含量與淀粉含量的積累具有較弱的正相關性（r=0.481）;此外，蛋白質含量與可溶性糖含量之間具有較弱的負相關性（r=-0.495），其相關性具有統計學意義，表明2個變量之間可能存在一定的聯系。

3 結論與討論

對17份不同種質來源的白芨進行多糖、蛋白質、可溶性糖、淀粉、蔗糖、果糖及還原糖含量測定發現，白芨塊莖中各成分含量存在很大差異，其中淀粉含量變化范圍最大，最高淀粉含量與最低淀粉含量間相差234.2 mg/g。多糖是白芨的主要活性成分之一，多糖含量是評價白芨藥材最重要的指標。本研究發現，來自廣西壯族自治區靖西市靖西藥市的白芨多糖含量最高，其次為廣西巴馬瑤族自治縣的白芨種質，而來自廣西壯族自治區桂林市全州縣的白芨種質的多糖含量最低。由于本研究中的17份白芨種質均在相同地塊中種植，培育時間及管理方式一致，因此，通過比較不同種質來源白芨塊莖中多糖含量的差異，對于白芨優良種質選擇及良種繁育來說具有一定的指導意義。廣西是白芨主產區之一，為了確保白芨藥材優質生產，應重視白芨的種質來源，宜選擇多糖含量較高的種質（如靖西或巴馬種質）進行推廣種植。

研究發現，不同種質來源的白芨塊莖內大量元素（N、Zn、Mn）含量之間呈顯著或極顯著正相關關系，但多糖的累積不受大量元素和微量元素的影響，初生代謝產物與礦質元素之間不具有協同作用[12]。本研究對白芨各測定指標進行了相關性分析，發現不同種質來源白芨塊莖中果糖含量與蔗糖含量之間具有強正相關性，表明白芨塊莖在初生代謝物形成過程中伴隨著果糖與蔗糖的協同性積累。可溶性糖含量與淀粉含量之間呈較強的正相關性，表明白芨塊莖中可溶性糖的累積與淀粉也具有一定的協同性，其原因可能與可溶性糖累積為淀粉合成提供充足的底物有關。此外，多糖含量與淀粉含量之間呈較弱的正相關性。淀粉為單糖組成的多糖，在白芨塊莖多糖積累的過程中，淀粉可能是多糖的主要貯存形式之一。由于多糖含量與淀粉含量之間的相關性具有一定的統計學意義，可考慮將淀粉含量作為評價白芨種質優劣的候選指標。

本研究對不同種質來源白芨塊莖中的多個成分含量指標進行了測定，比較了各成分指標的差異及其相關性，為白芨優良種質篩選及培育提供數據支持。

參考文獻：

[1]國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典：一部[M]. 2015版. 北京：中國醫藥科技出版社，2015：103.

[2]任華忠，何毓敏，楊 麗. 白及化學成分其藥理活性研究進展[J]. 亞太傳統醫藥，2009，5（2）：134-140.

[3]顏 智，劉 剛，劉育辰，等. 白及化學成分、藥理活性及質量評價研究進展[J]. 廣州化工，2018，46（16）：42-44.

[4]He X R，Wang X X，Feng J C，et al. Bletilla striata：medicinal uses，phytochemistry and pharmacological activities[J]. Journal of Ethnopharmacology，2017，195：20-38.

[5]陳思思，吳 蓓，譚 婷，等. 白及多糖BSP-1的分離純化、結構表征及抗腫瘤活性研究[J]. 中草藥，2019，50（8）：1921-1926.

[6]Hung H Y，Wu T S. Recent progress on the traditional Chinese medicines that regulate the blood[J]. Journal of Food and Drug Analysis，2016，24（2）：221-238.

[7]Qu Y，Li C X，Zhang C，et al. Optimization of infrared-assisted extraction of Bletilla striata polysaccharides based on response surface methodology and their antioxidant activities[J]. Carbohydrate Polymers，2016，148：345-353.

[8]邱紅梅，張 穎，周岐新，等. 白芨多糖對小鼠免疫功能的調節作用[J]. 中國生物制品學雜志，2011，24（6）：676-678.

[9]賀國芳，丁伊玲，徐清霞，等. 白及多糖對小鼠急性酒精性肝損傷的保護作用[J]. 中國醫院藥學雜志，2015，35（18）：1658-1661.

[10]張新秦，周 濤，肖承鴻，等. 貴州不同產地白及品質綜合評價[J]. 中藥材，2020，43（2）：368-373.

[11]蘇澤春，陳 翠，徐中志，等. 2種綜合評價法在白芨種質資源綜合評估中的應用[J]. 江西農業學報，2015，27（5）：10-15.

[12]林 立，聶鮮鈺，陸春云，等. 基于多糖和白及膠及礦質元素分析的白及種質資源特征研究[J]. 中藥材，2019，42（5）：1000-1006.

[13]任風鳴，劉 艷，李 瀅，等. 白及屬藥用植物的資源分布及繁育[J]. 中草藥，2016，47（24）：4478-4487.

[14]孫愛靜，龐素秋，王國權. 白及化學成分與抗腫瘤活性研究[J]. 中國藥學雜志，2016，51（2）：101-104.

[15]吳詩惠，王劍波，開 拓，等. 白及多糖超聲提取工藝及其抗氧化活性研究[J]. 世界中醫藥，2020，15（17）：2556-2560.

[16]朱新焰，字淑慧，王家金，等. 白及與2種近緣種的多糖組織化學定位及含量測定研究[J]. 中藥材，2018，41（12）：2774-2778.

[17]李合生，孫 群，趙世杰，等. 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京：高等教育出版社，2000：194-201.

[18]李志霞，聶繼云，閆 震，等. 響應面法對3，5-二硝基水楊酸比色法測定水果中還原糖含量條件的優化[J]. 分析測試學報，2016，35（10）：1283-1288.