相同栽培条件下不同来源白术中5 种有效药用成分测定与比较

陈 慧， 杨志玲* ， 杨 旭， 周晓龙， 王兆林， 张晓明

(1. 中国林业科学研究院 亚热带林业研究所，浙江 富阳311400;2. 浙江省磐安县中药材研究所，浙江磐安322300)

白术Atractylodis Macrocephalae Rhizoma 是菊科Compositae 植物白术 Atractylodes macrocephala Koidz. 的干燥根茎，主要化学特征活性成分包括白术内酯类、白术多糖、苍术酮及白术挥发油等有效药用成分［1-2］。现代药理实验结果表明:白术内酯类化合物能促进胃肠道的消化吸收，是健脾的有效成分之一［3］;对子宫平滑肌活动有一定影响，具有安胎效果［4］;抗炎效果明显［5］;能抑制部分癌细胞系，抗癌活性较好，具有很大的发展潜力［6］。此外白术挥发油对移植性肿瘤有显著抑制作用，是潜在的抗肿瘤药物成分［7］。

白术主产于浙江、福建、江西、安徽、四川、湖南等地［8］，以北纬29°50＇ ～30°50＇的亚热带常绿阔叶林地带的浙江于潜、安徽皖南山区等地为其道地产区［9］。由于其产地较多，分布较广，不同产地的白术药材药用成分含有量相差较大，品质良莠不齐，导致市场上白术商品质量参差不齐［10］。刘伟祥等［11］对13 批不同产地的白术药材进行了内酯类成分的测定，同样发现不同产地的白术药材中白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的量差异较大，且相同产地药材也有较大的差异。刘玉强［12］对10 批市售白术药材和40 批市售白术片及麸炒白术片中白术内酯Ⅰ和白术内酯Ⅲ的量进行测定，结果表明不同来源市售白术药材及其饮片质量相差较大。因此，抓紧选育优良品种，尽快实现种植材料良种化则显得十分重要［13-14］。本实验通过采集全国12 个主产区白术术苗，在道地产区磐安进行小区试验，筛选出富含白术内酯类成分及挥发油物质的白术资源，同时检测自主培育的以白术内酯类成分和挥发油为培育目标的改良白术的有效药用成分，为白术道地产区实现种植材料良种化、提升药材品质奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料 2011 年从四川、陕西、湖北、湖南、安徽、福建、江西、贵州和浙江等9 个省12 个种植白术历史超过30 年的主要产区，采集当地白术术栽苗，采集的白术根茎由温州大学生命与环境科学学院丁炳扬教授鉴定;其余10 个试验品种是浙江天台、缙云、磐安，於潜、天目山等地区白术农家品种经过筛选、杂交得到的改良品种。大田试验地点位于浙江省磐安县尚湖镇，白术栽植样地为新垦 山 地，东 经120°18＇，北 纬28°58＇，海 拔 为593 m。2012 年4 月，试验地翻耕消毒之后，每个产地和改良白术种苗按照田间随机区组试验设计，每小区种植白术5 行，每行20 株，3 次重复，种苗消毒之后栽植。依据白术生长习性，请当地药农进行常规田间管理，所有样地保证同样的水肥管理。2012 年11 月，待白术地上部分枯黄时，每小区随机收集60 株白术地下根茎。将所收集的白术根茎带回实验室，清洗干净，切成片状，在烘箱中50 ℃烘干至恒定质量，粉碎后过60 目筛，将粉末放置密封袋中干燥保存。

1.2 方法 白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ采用高效液相色谱方法测定［15］;白术挥发油采用《中国药典》挥发油测定方法测定［16］。每个样品以上各指标均重复测定3 次。

2 结果与分析

2.1 不同来源白术根茎中挥发油和3 种白术内酯成分量的比较及方差分析 由表1 可知，不同来源白术根茎中白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ、白术内酯总量和挥发油量分别为0.211 ～1.989 mg/g、0.197 ～1.707 mg/g、0.116 ～2.581 mg/g、0.541 ～5.993 mg/g 和2.964 ～15.168 mg/g，不同来源白术根茎中白术内酯类成分及挥发油差异较大。

使用SPSS 18.0 软件，通过单因素ANOVA 分别计算原产地栽培白术组和改良白术组以上指标平均值和标准差，并进行显著性分析(LSD 法)，结果见表2。表2 数据显示改良白术组中整体白术内酯类成分及白术挥发油物质高于原产地栽培白术组，并且白术内酯Ⅲ、白术内酯总量两项指标呈现极显著性差异，白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ两项指标呈现显著性差异。

表2 不同产地栽培白术与改良白术中挥发油和白术内酯类物质方差分析Tab.2 Variance analysis of contents of atractylenolides and volatile oil between origin and improved A. macrocephala resources

2.2 不同来源白术根茎中挥发油和3 种白术内酯成分量的主成分分析 用SPSS 18.0 软件对不同来源白术根茎中白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ、白术内酯总量、白术挥发油5 个指标进行主成分分析。提取特征根大于0.5 的因子，得到2 个主成分，累计方差贡献率可达94.828%，见表3。第1 主成分的特征根为3.963，累积方差贡献率为79.263%，主要反映了白术内酯指标的信息;第2 主成分特征根为0.778，累计贡献率达94.828%，主要反映了白术挥发油的信息。利用2 个主成分的方差贡献率占总方贡献率的比重进行加权汇总，得到一个可以综合体现白术有效药用成分的评价函数:F = (79.263 × F1 +15.565 ×F2)/94.828。得各白术根茎中白术内酯类成分及挥发油含量综合因子得分，见表4。由表4 可得:改良200号、16 号、四川彭水的白术F 值分别列于总样品的第1、2、3 位;同时还发现F 值位于前8 位的白术样品中，除了四川彭水为来自产地的栽培白术，其余7 个均为改良白术。

表3 主成分分析的特征值、累积方差贡献率及特征向量Tab.3 Characteristic values，accumulated variance contribution rate，and characteristic vectors of principal components

表4 不同来源白术根茎中白术内酯类成分及挥发油量主成分分析综合评分值Tab.4 Scores of principal components of atractylenolides and volatile oil from different resources of A. macrocephala rhizomes

以主要反应白术内酯指标的F1因子得分为x轴，主要反映白术挥发油的F2因子得分为y 轴，得出各白术样品F1、F2因子得分图，见图1。从因子得分图可以看出位于第一象限(F1＞0，F2＞0)上的来自於28 号、四川彭水、51 号、湖南罗乌、4 号、172 号、14 号等7 个来源的白术根茎中白术内酯类成分和挥发油含有量都相对较高;第二象限(F1＜0，F2＞0)中的样品包括来自浙江临安、福建寿宁及改良白术37 号含有较多挥发油，而白术内酯类成分含有量相对较少。位于第三象限(F1＜0，F2＜0)中来自湖北保康、磐安林峰、湖南长寿等7 个样品的白术挥发油及内酯类成分含有量相对较少。第四象限(F1＞0，F2＜0)上的200号、16 号、10 号等5 个样品含有较多白术内酯类成分，但挥发油含有量不高。

3 讨论

3.1 目前白术定量指标成分还没有完全明确，《中国药典》2010 年版采用苍术酮在薄层层析板上的显色反应作为定性检测指标，但苍术酮熔点很低，性质不稳定，遇热、见光易分解产生白术内酯类物质，且对照品无法保存［16-17］。白术内酯类为白术有效特征性药用成分，且性质相对较为稳定，本实验以其作为定量检测指标，效果较好。

图1 不同来源白术资源FI，F2 因子得分Fig.1 Scores for F1 and F2 factors of different resources of A. macrocephala

3.2 从结果可以看出，在相同栽培条件下不同来源白术根茎中白术内酯类成分和挥发油的含有量相差很大，主要表现在不同产地栽培白术之间以上有效药用成分含有量相差较大，采自安徽宁国的白术根茎中白术内酯Ⅰ的量为采自浙江临安白术的9.43 倍;采自彭水地区的白术根茎中白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ的量分别是浙江临安的6.11、11.86倍;采自彭水地区的白术根茎中挥发油含有量是湖北保康的4.35 倍。导致这种差异的原因之一可能为药用植物白术为异花授粉植物，是多态性较高的草本药材，有着较高的种质遗传多样性［18］。居于不同群体的同种植物，合成某一次生代谢产物的能力可能也存在遗传差异［19］，白术内酯类成分及挥发油含有量在白术不同产地间的差异可能与其种内遗传变异也有关，但这仍需要进一步的实验证明。

3.3 本研究通过主成分分析方法得到不同来源白术根茎中白术内酯类成分及挥发油含有量的综合得分，根据综合得分的排名确定白术内酯类成分及挥发油含有量排名，得出在原产地栽培白术组中来自四川彭水、湖南罗乌、天台石梁三地白术排名靠前，来自湖北保康地区白术为最后。李伟等［20］在研究不同地区白术药材白术内酯Ⅰ、Ⅲ的含有量差异时发现不同产区白术药材白术内酯Ⅰ、Ⅲ的量相差大，且四川产白术以上2 个成分的量明显高于浙江、安徽产白术，与本实验结果相似。本实验结果发现采于四川彭水地区的白术根茎中内酯类量及挥发油高于公认的“道地产区”-浙江地区的白术，杨旭等［21］在测定不同产地姜黄中姜黄素成分时也发现道地产区四川崇州和犍为姜黄根茎中姜黄素并非最高。推测其原因首先可能为栽培白术大多为农家散户种植，不同种植户所用种苗质量不同，从而可能造成同一地区不同采样地所收集的白术内在质量相差很大，刘艳妮等［22］对不同产地山茱萸活性成分进行分析时发现即使来源于同一产地的不同个体之间化学成分含有量也有较大差异。往往药用植物有效成分受多种因素影响，采样和检测过程中存在的差异性也会影响其内在规律的差异，造成不同研究者对同一植物有效成分积累规律研究结论的不同，甚至会出现矛盾的结果［23］。其次长期连作造成该地区白术种质退化也可能导致所采集浙江个别地区白术内在质量并非最佳。

3.4 通过因子分析图分别得到白术内酯类及挥发油的专一性优势白术，於28 号、四川彭水等7 类白术根茎中白术内酯和挥发油含有量都相对较高，可以同时满足生产上需要以白术内酯类和挥发油为提取目标的白术选育;浙江临安、37 号、福建寿宁白术根茎中含有较多挥发油，而白术内酯的量相对较少，只需要以白术挥发油作为药用成分为目标的品种选育可以从这3 类白术中选育;200 号、16号、10 号等5 类白术含有较多白术内酯类成分，但挥发油含有量不高，适合白术内酯为提取目标的白术品种选育;湖北保康、磐安林峰、湖南长寿等7 类白术挥发油及内酯的量都相对较少，若以白术内酯和挥发油为主要药用成分的白术选育建议不要从这7 类中选择。因子分析图结果更符合生产上需要白术某一类特定有效药用成分的提取利用而进行的白术种质优选。

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