張 宇 錢斯日古楞 王紅英 王 迪 李茂林 徐 同
(大連工業(yè)大學生物工程學院, 遼寧大連116034)
沙蓬A(yù)griophyllum squarrosum(L.) Moq.,別名吉刺兒(蒙古語)、沙米或蒺藜梗,屬于藜科,沙蓬屬草本植物。其莖直立,堅硬,淺綠色,表面具不明顯的條稜。葉由基部分枝,無葉柄,披針形、披針狀條形或條形。其穗狀花序緊密,卵圓狀或橢圓狀,無梗,花被片膜質(zhì)。果實卵圓形或橢圓形,種子近圓9 形,表面光滑,有時具淺褐色的斑點。沙蓬主要分布在俄羅斯、蒙古以及我國青海、西藏、陜西、山西、新疆、內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅等省區(qū),多生長于沙丘和流動沙丘的背風坡上[1]。沙蓬味苦、澀,性平,具有祛疫、消渴、清熱、解毒、利尿等功效,我國少數(shù)民族將其入藥居多,民間也有用于治療糖尿?。?]。有報道稱,沙蓬含有豐富的生物堿、黃酮和皂苷等活性物質(zhì),且是其主要藥效成分[3?5]。內(nèi)蒙古沙漠地區(qū)生長有大量的沙蓬,起到固沙、治沙作用。本研究采用比色法和薄層層析法,對沙蓬中皂苷、黃酮、生物堿等主要藥效成分進行定量分析,以期為其加以擴大應(yīng)開發(fā)提供參考;同時對其蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等成分含有量進行標定,以期有利于設(shè)計沙蓬藥效成分的分離和純化工藝。
WFJ7200 型可見分光光度計(尤尼柯上海儀器有限公司);DR?200B 型酶標儀 (德朗生物科技有限公司);K9860 型凱氏定氮儀(山東海能科學儀器有限公司);XN?21 型蛋白質(zhì)消化爐(河南信諾儀器設(shè)備有限公司);薄層層析板GF254(青島基億達硅膠試劑有限公司);AB?8 樹脂、D280 樹脂(天津市光復精細化工研究所)。Rg3標準品(色譜純,上海江萊生物科技有限公司);蘆?。ㄉV純,薩恩化學技術(shù)有限公司);其他試劑均為分析純。沙蓬,地上全植物,內(nèi)蒙古庫倫旗沙漠地區(qū)生長,由內(nèi)蒙古民族大學烏力吉教授提供并鑒定為正品,使用前粉碎成50目的粉末。
2.1 沙蓬活性成分含有量測定
2.1.1 總黃酮 采用堿性條件下的NaNO2?Al (NO3)3?NaOH 顯色法[6?7],以蘆丁為標準物(標準液質(zhì)量濃度為0.23 mg/mL),得回歸方程為Y=4.279X-0.002 3 (r=0.992 1)。計算得沙蓬地上部分干物質(zhì)的總黃酮含有量為10.74 mg/g。實驗采集地沙蓬地上部分中含有豐富的黃酮類,占其干重的1.07%。
2.1.2 總生物堿 采用酸堿滴定法[8],利用氨水水解,并使用乙醚?氯仿(3 ∶1) 混合液提取,加H2SO4酸化NaOH滴定后,按植物生物堿平均分子量850 g/mol 計算,沙蓬干燥地上部分中的總生物堿含有量為0.055 g/g。因此實驗采集地沙蓬地上部分中含有較豐富的生物堿類,總生物堿占其干重的5.50%。
2.1.3 總皂苷 采用香草醛比色法[9],以Rg3為標準物(標準液質(zhì)量濃度為0.2 mg/mL),回歸方程為Y=0.169 6X+0.001 4 (r=0.990 3)。計算得沙蓬地上部分干物質(zhì)的總皂苷含有量為31.01 mg/g。實驗采集地沙蓬地上部分含有豐富的皂苷類,總皂苷含有量達3.10%。
實驗將沙蓬提取物用石油醚萃取脫脂、正丁醇萃取處理后上AB?8 柱脫糖、D280 柱脫色得到的沙蓬總皂苷為微黃色無定型粉末。利用薄層層析法分析結(jié)果見圖1,其在硅膠板上展開后顯示明顯的4 個紫紅色斑點,且其中2 個條帶較寬,顏色也深,表明皂苷的2 個單體含有量較高,有進一步研究和開發(fā)價值。
圖1 沙蓬總皂苷薄層層析圖
2.2 沙蓬其他成分含有量測定 沙蓬可溶性蛋白、可溶性糖、脂肪等成分對皂苷、生物堿、黃酮類的提取分離,有阻礙作用。其可溶性蛋白、可溶性糖、脂肪含有量的確定,有利于設(shè)計主要藥效成分分離工藝流程。
2.2.1 總蛋白 測定采用凱氏定氮法[10],沙蓬的干燥粉末經(jīng)消化與滴定后測得的平均含氮量為1.38%,平均蛋白含有量為8.62%。
2.2.2 可溶性蛋白 采用考馬斯亮藍比色法[11],以牛血清蛋白為標準物(標準液質(zhì)量濃度為1.00 mg/mL),得回歸方程為Y=4.669 3X+0.004 3 (r=0.980 7)。計算得沙蓬地上部分干物質(zhì)可溶性蛋白含有量為0.063 mg/g,占0.063‰。表明沙蓬植物地上部分中可溶性蛋白含有量很少,該特性將大大降低其皂苷等活性成分提取分離的難度。
2.2.3 可溶性糖 采用苯酚?濃硫酸法比色法[12],以恒定質(zhì)量的葡萄糖為標準物(標準液質(zhì)量濃度為0.04 mg/mL),得回歸方程為Y=37.087X+0.122 8 (r=0.992 6)。計算得樣品中可溶性糖含有量為0.032 mg/g,占0.032‰。結(jié)果表明,沙蓬地上部分可溶性糖含有量很低,也有利于皂苷等活性成分的提取分離。
2.2.4 脂肪 采用堿水解法[13],沙蓬的干燥粉末經(jīng)濃氨水水解,石油醚提取和干燥稱定質(zhì)量后,計算得到沙蓬地上部分干物質(zhì)的總脂肪含有量為0.006 7 g/g,平均脂肪含有量為6.73‰。結(jié)果表明,沙蓬地上部分中脂肪含有量較可溶性蛋白與可溶性糖稍高,對其活性成分提取分離時的重點是去除脂肪。
本研究采用比色法、薄層層析等快速、便捷方法,對內(nèi)蒙古庫倫旗沙漠地區(qū)生長的沙蓬地上部分的皂苷、黃酮、生物堿等進行定量分析,得到皂苷、黃酮、生物堿含有量分別為3.10%、1.07%、5.50%。經(jīng)薄層層析檢測,沙蓬總皂苷中含4 種以上皂苷單體。沙蓬活性成分皂苷類、黃酮類、生物堿含有量較高,有進一步開發(fā)和研究價值。實驗測得的可溶性蛋白、可溶性糖和脂肪的含有量均較低,對傳統(tǒng)運用乙醇提取皂苷、黃酮、生物堿的影響較低,有利于進一步提取和開發(fā),可簡化其活性成分的分離純化工序。實驗中測得的沙蓬實際的可溶性蛋白、可溶性糖和脂肪含有量較低,對沙蓬有效成分的提取干擾較小;皂苷、黃酮、生物堿常作為某些常用藥品以及部分稀有藥品的有效成分[14?18],3 種成分的含有量均較高。
沙蓬在我國分布廣,在華北、東北、西北以及河南省和西藏自治區(qū)等?。▍^(qū)) 均有生長,其中在內(nèi)蒙古自治區(qū)除呼倫貝爾盟林區(qū)和農(nóng)區(qū)外,全區(qū)幾乎均有分布。沙蓬是一種極為耐寒、耐旱的沙漠地區(qū)常見固沙植物,是亞洲大陸干旱?半干旱地區(qū)各種類型的流動、半流動及固定沙地上的一個廣布物種,來源十分廣泛。據(jù)在鄂爾多斯地區(qū)觀察,沙蓬在4 月下旬至5 月上旬種子開始萌發(fā)出土,直至10 月初為蠟熟期,此后植株開始枯黃死亡,生長期130 d 左右,根系生長快且發(fā)達,有利于在流沙上定居。沙蓬雖然在春、冬季枝葉枯萎,但仍能在地表留存,可適應(yīng)干旱少雨的環(huán)境,遇雨后能出現(xiàn)大量的新生幼苗[19]。沙蓬本身對生長環(huán)境要求較低,從播種到收獲時間短,幾乎不需要人工管理,大大減少了生產(chǎn)成本,且其對沙漠化地形有一定的固定作用。因此沙蓬的廣泛種植可對區(qū)域性荒漠化有很好的治理作用,在寧夏部分地區(qū)也有種植沙蓬用來治理沙漠化[20]。
沙蓬含有皂苷、黃酮、生物堿等重要活性成分,有很好的藥用開發(fā)價值;同時其對生長環(huán)境要求極低,可降低人工管理成本,又有很好的固沙、治沙和改善環(huán)境的作用,因此有很好的推廣應(yīng)用前景。