王 維, 葉世蕓, 殷少文, 鄭立肯
(貴州中醫(yī)藥大學,貴州貴陽 550000)
青錢柳[Cyclocaryapaliurus(Batal.) Iljinskaja]系胡桃科青錢柳屬,是我國特有的高大速生闊葉多用途喬木[1],于冰川世紀保存至今,是國家重點保護的瀕危植物之一。據(jù)《中國中藥資源志要》記載,其葉具有清熱解毒、止痛、治療頑癬等功能[2],其根、莖、枝均可入藥。青錢柳目前以保健茶的形式出現(xiàn)在大眾視野中。青錢柳茶是以初春嫩葉為原料,經(jīng)過炒制而成的[3]。茶飲氣清香、色澤呈紅棕色、味甘甜,具有生津止渴、清熱解暑的功效,特別適宜現(xiàn)代“三高”類慢性疾病人群飲用[4]。雖然青錢柳葉一直被當作茶來飲用,但青錢柳并不屬于普通食品范疇,到2013年青錢柳葉被正式批準為新食品原料,可以作為普通食品食用,因此有關(guān)青錢柳茶的基礎(chǔ)性研究也需隨之加強。
現(xiàn)代研究表明,從青錢柳中已分離獲得的成分主要有多糖類、三萜類、黃酮類、酚酸類和無機元素類等[5]。青錢柳多糖具有降血脂[6-7]、降血糖[8]、降血壓[9]、免疫調(diào)節(jié)[10-12]等作用。青錢柳中總?cè)芠13-14]包括熊果酸、齊墩果酸、科羅素酸等,具有減輕β胰島細胞的損傷和抑制其凋亡[15]、促進小鼠胚胎成纖維細胞對葡萄糖的消耗、調(diào)節(jié)酪氨酸蛋白的磷酸化平衡[16-19]等作用。青錢柳黃酮類化合物具有抗氧化、增強心血管的作用,能降低“三高”發(fā)病率[20-21]等。由此可見,青錢柳的保健功能是有效物質(zhì)群多靶點的共同作用結(jié)果。
本研究同時測定樣品中的多糖、總?cè)?、槲皮素、山柰素含量,以確定青錢柳的最佳干燥溫度和適宜的生長年限,為青錢柳的產(chǎn)業(yè)化種植、產(chǎn)地加工、產(chǎn)品開發(fā)提供理論依據(jù)[22]。
Agilent 1260高效液相色譜儀,購自安捷倫科技(中國)有限公司;Agilent C18柱(規(guī)格:250 mm×4.6 mm,5 μm,型號PN880975-902),購自北京國譜科技有限公司;UV-2501PC紫外光譜儀,購自日本島津公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋,購自金壇市晶玻實驗儀器廠;KQ-100E超聲波清洗器,購自昆山市超聲儀器有限公司;TDL-5A低速自動平衡離心機,購自湖南星科科學儀器有限公司;101-1A電熱鼓風干燥箱,購自天津天泰儀器有限公司;XS205電子天平,購自瑞士梅特勒-托利多儀器(中國)有限公司。
槲皮素對照品(批號:20160322)、山柰素對照品(批號:20160113)、齊墩果酸對照品(批號:20160511)、D-無水葡萄糖標準品(批號:20151119),購自上海金穗生物科技有限公司;色譜級甲醇(批號:20130410),購自天津市科密歐化學試劑有限公司;香草醛(批號:20150305),購自上海譜振生物科技有限公司;苯酚(批號:20150604),購自國藥集團化學試劑有限公司;濃硫酸(批號:20130101),購自川東化工集團。
樣品采自黔東南苗族侗族自治州劍河縣雷山鎮(zhèn)八萬山林場(108.58°E、26.64°N)的不同生長年限的青錢柳。經(jīng)貴陽中醫(yī)學院葉世蕓教授鑒定為胡桃科青錢柳屬青錢柳。葉片除雜后,分別在陰干(25 ℃)及60、70、80、90、100 ℃條件下干燥(其水分含量約為4.0%),打粉,過60目篩備用。
1.3.1 多糖含量測定方法 通過正交試驗設計和全波段掃描,確定樣品多糖含量的測定方法:稱取適量青錢柳供試品,用石油醚進行脫脂處理后,加80%乙醇回流2 h,殘渣用無水乙醇洗滌后抽濾,濾液用Sevage法除蛋白,加入無水乙醇過夜醇沉,離心。棄上清液,沉淀依次用95%乙醇、無水乙醇、乙醚、丙酮各洗滌2次,殘渣干燥至恒質(zhì)量,即為青錢柳多糖。取青錢柳多糖和D-無水葡萄糖標準品,加蒸餾水分別配制濃度為0.15 mg/mL的青錢柳多糖溶液和1.001 mg/mLD-無水葡萄糖標準品溶液。取青錢柳試樣2.0 g,精確稱量,置于圓底燒瓶中,加入80%乙醇50 mL,在90 ℃水浴回流1 h,趁熱抽濾,濾渣中加入80 mL蒸餾水,于90 ℃水浴回流 1 h,趁熱抽濾,濾液使用離心機于常溫、5 000 r/min離心10 min,上清液用蒸餾水定容至500 mL。取上述多糖溶液、D-無水葡萄糖溶液和供試品溶液各 2 mL,分別置于10 mL容量瓶中,各加0.6 mL苯酚與5 mL 98%硫酸,在100 ℃水中顯色 20 min,冷卻至室溫,在488 nm處測定其吸光度。測得青錢柳多糖與D-無水葡萄糖間的換算因子f=2.654。根據(jù)吸光度和換算因子,計算供試品中多糖含量。
1.3.2 總?cè)坪繙y定方法 通過正交試驗設計和全波段掃描,確定樣品中總?cè)坪康臏y定方法:取適量脫脂的青錢柳供試品,精確稱量,加70%乙醇溶液25 mL,超聲提取60 min,取續(xù)濾液和齊墩果酸標準品各0.2 mL,分別置于10 mL試管中,蒸干后各加入5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 mL和高氯酸溶液0.8 mL,在60 ℃水浴中加熱15 min,取出冷卻后加入4 mL冰醋酸,用70%乙醇定容至 10 mL,在546.5 nm處測定其吸光度。以齊墩果酸計,計算樣品中總?cè)坪俊?/p>
1.3.3 槲皮素和山柰素含量測定方法 通過正交試驗設計和全波段掃描,確定樣品中槲皮素和山柰素含量的測定方法:精確稱量適量青錢柳供試品,加入80%甲醇50 mL,加熱回流1 h,冷卻,用80%甲醇補足減失的質(zhì)量,搖勻,過濾,精確量取續(xù)濾液25 mL,精確加入37.5%鹽酸4 mL后置90 ℃水浴中加熱水解 1 h,取出,迅速冷卻,轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中,用80%甲醇定容至刻度,搖勻,用0.45 μm濾膜過濾,用Agilent C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱,在流動相為甲醇 ∶0.4%磷酸(65 ∶35)、進樣量10 μL、流速1 mL/min、檢測波長360 nm的色譜條件下,以槲皮素和山柰素為標準品,測定樣品中的含量。
1.3.4 方法學考察 以“1.3.1”“1.3.2”“1.3.3”節(jié)的優(yōu)化條件處理樣品,進行方法學考察,結(jié)果見表1,上述3種測定過程中, 樣品在一定時間范圍內(nèi)穩(wěn)定,儀器精密度良好,重現(xiàn)性高,樣品中待測物質(zhì)與儀器響應值呈良好的線性關(guān)系,加樣回收符合測定要求,所以方法穩(wěn)定、可行。
表1 青錢柳中多糖、總?cè)?、槲皮素、山柰素測定的方法學考察
注:x為濃度,y為峰面積。測定波長同“1.3”節(jié)。
根據(jù)“1.3.1”“1.3.2”“1.3.3”節(jié)的方法,測定不同干燥溫度和不同生長年限下的青錢柳樣品中多糖、總?cè)啤㈤纹に?、山柰素的含量,結(jié)果見表2。
表2 青錢柳樣品中多糖、總?cè)?、槲皮素、山柰素含量的測定結(jié)果
表2(續(xù))
對青錢柳中的多糖、總?cè)?、槲皮素、山柰?種成分進行主成分分析。根據(jù)主成分分析的原理[23],結(jié)合特征值和累計貢獻率,考慮到更為全面地評價干燥溫度和生長年限對青錢柳質(zhì)量的影響,選擇前2個主成分,方差累計貢獻率達 83.028%,其特征值分別為2.335、0.987,結(jié)果見表3。
表3 主成分總方差分析
根據(jù)主成分系數(shù)矩陣(表4),2個主成分的線性擬合方程為
F1=0.348X1-0.071X2+0.371X3+0.406X4;
F2=0.104X1+0.998X2+0.008X3+0.078X4。
表4 主成分系數(shù)矩陣
由于所測得的4個指標可以由F1和F2進行評價,對2個主成分線性擬合中的系數(shù)作加權(quán)平均,對指標權(quán)重進行歸一化處理,得綜合評分模型如下,結(jié)果見表5。
F=0.252X1+0.225X2+0.241X3+0.282X4。
通過對綜合評分進行方差分析,生長年限F=8.721,P=0.000<0.05,干燥溫度F=17.106,P=0.000<0.05,兩者對結(jié)果有顯著影響,結(jié)果見表6。
結(jié)合綜合得分排序,80 ℃時,各生長年限下的青錢柳綜合得分最高。在80 ℃條件下,7年生的綜合得分最高。
在青錢柳的產(chǎn)地加工研究過程中,生長年限較短的青錢柳,葉片薄而色澤淺,用傳統(tǒng)的炒茶機容易加工成型,成品外觀性狀佳;而生長年限較長的青錢柳,葉片厚而色澤深,在加工過程中,葉片容易碎裂,成品性狀較差[24]。在干燥的過程,溫度過低,干燥所需要的時間較長,會造成葉片顏色加深及有效成分降低,并且效率低下,不適合工業(yè)化生產(chǎn),而高溫會使葉片炭化,破壞有效成分。通過本研究,得出最佳的干燥溫度是80 ℃,最佳的生長年限為7年。
在以往青錢柳相關(guān)的研究中,都是以一個指標性成分或一類有效物質(zhì)進行其質(zhì)量的評價,本研究通過正交試驗設計,優(yōu)選確定了青錢柳樣品處理條件和測定方法。對60批不同干燥溫度和不同生長年限下的青錢柳進行多糖、總?cè)?、槲皮素、山柰素指標的含量測定,全面確定青錢柳最佳的生長年限和最優(yōu)的炮制工藝。
通過查閱相關(guān)文獻,青錢柳的采收期已有研究報道[25],而產(chǎn)地加工及生長年限對其品質(zhì)的影響無研究報道。本試驗對黔產(chǎn)青錢柳中多糖、總?cè)?、槲皮素、山柰素含量進行主成分分析并結(jié)合隨機區(qū)組的試驗方差分析,確定青錢柳的最佳干燥溫度為80 ℃,生長年限在7年左右為宜。
表5 青錢柳樣品主成分因子及品質(zhì)綜合得分
表5(續(xù))
表6 綜合評分的方差分析結(jié)果
青錢柳是我國重點保護的瀕危植物之一,具有很高的開發(fā)應用價值。但是,現(xiàn)有的青錢柳資源主要是天然林,不僅數(shù)量少,而且多零星分布于深山老林和一些自然保護區(qū)中[26-27]。目前,青錢柳葉的主要食用方式是制成茶,其制法和飲法都與綠茶類似,人們從20世紀八九十年代開始就以青錢柳葉為原料制成了系列茶產(chǎn)品,其銷售額呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。但青錢柳茶實質(zhì)上為單純的水浸出劑,雖能將青錢柳葉中的大部分多糖溶出,但不能將其中三萜、黃酮等其他對人體有益的有效成分溶出,由此造成大量原材料的浪費。隨著青錢柳茶市場份額的不斷擴大,缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)品標準,無法客觀評價青錢柳茶的質(zhì)量,制約了其后續(xù)開發(fā)利用。
現(xiàn)今,貴州省建立了青錢柳種植基地,通過對該基地的考察可知,當?shù)氐牟墒占竟?jié)為清明節(jié)前后,此時葉片較為柔軟,容易加工,成品性狀較佳,但加工方式也只有簡單的傳統(tǒng)炒茶機,沒有對溫度的控制。由于設備簡單,造成了大量稀有資源的浪費。本研究成果可以用于指導青錢柳加工設備關(guān)鍵參數(shù)的設置及幼苗移栽后的最佳采摘年限,并可為以青錢柳為原料的特醫(yī)食品、保健食品的開發(fā)提供技術(shù)指導,最大程度地保留青錢柳的有效物質(zhì)基礎(chǔ),確保其保健功能。
為了改變青錢柳茶市場混亂的局面,出臺青錢柳的地方或行業(yè)標準勢在必行,這就需要以青錢柳的前期基礎(chǔ)研究作為依據(jù),利用多指標綜合評價青錢柳,制定質(zhì)量標準,同時為黔產(chǎn)青錢柳資源科學合理的開發(fā)利用提供參考[28]。本研究采用主成分分析法,客觀分析黔產(chǎn)青錢柳生長年限、采摘時間、炮制工藝、提取方法等幾個方面對其質(zhì)量的影響,以期為黔產(chǎn)青錢柳提供更多發(fā)展可能,在初制產(chǎn)品基礎(chǔ)上向提取保健成分與開發(fā)保健食品、化妝品、藥品延伸,向中成藥多樣化、天然飲料、天然食品、天然療養(yǎng)、體驗、休閑旅游等方面發(fā)展。既可提高青錢柳產(chǎn)業(yè)的效益,又橫縱向拓展了該產(chǎn)業(yè)空間,拓寬了視野,開拓了思路,營造了良好的發(fā)展氛圍,實現(xiàn)資源共享,有利于最大限度地開發(fā)利用青錢柳[29]。