5种果型山茱萸果实发育及主要成分含量变化研究

史淑红，郝建平*，王秋宝，赵玉臣

(1.山西大学 生命科学学院，山西 太原 030006；2.山西省药物培植场，山西 绛县 043610)

5种果型山茱萸果实发育及主要成分含量变化研究

史淑红1，郝建平1*，王秋宝1，赵玉臣2

(1.山西大学 生命科学学院，山西 太原 030006；2.山西省药物培植场，山西 绛县 043610)

分析了山西产山茱萸长大红枣、中石磙枣、圆铃枣、小石磙枣和短石磙枣5种果型果实的发育规律及其采收期主要成分的变化规律。对山茱萸果实的发育过程进行了定期、定点观察、分析，对采收期果肉中的主要药用成分马钱苷和鞣质含量、含水量的测定结果表明：山西产山茱萸果实纵径的增加表现为“S”型生长曲线，横径和单果重的发育进程表现为“双S”型生长曲线。不同果型的山茱萸果实中主要成分的含量存在差异。由此可知，在5种果型的山西产山茱萸果实中，小石磙枣、短石磙枣和圆铃枣3种类型均为药材生产适合的栽培类型，其中小石磙枣是优良的栽培类型；长大红枣是适合于园林观赏的类型。

山茱萸；果实发育；药用成分；动态变化

山茱萸(CornusofficinalisSieb. et Zucc.)为落叶灌木或小乔木，其干燥成熟果实果肉俗称山萸肉，为常用大宗名贵中药材，富含有机酸类、环烯醚萜苷类、皂苷、鞣质类、多糖、氨基酸等多种化学成分[1]，具有抗菌消炎、降血糖、降血脂、抗癌、抗休克、抗衰老等作用[2-4]，药用价值很高。鞣质为山萸肉的有效成分之一[5]，具有抗肿瘤、抗氧化等功能[6]，在不同山茱萸果肉中的鞣质含量差异较大[7-8]；马钱素作为药物评价标准，在心血管疾病方面具有一定的疗效[9]。山萸肉也有很高的经济价值和观赏价值，以其为原料开发的保健食品、保健酒及饮料等无毒副作用，绿色无污染[10]；山茱萸是一种新的秋冬季观果优良树种[11]，植株先开花后萌叶，秋季红果累累，绯红欲滴，景观效果十分美丽。

目前，对山茱萸果实的研究主要集中于其活性物质的提取、测定及药理药化等方面。许惠琴等研究了山茱萸药材的最佳配伍组分对高糖培养的内皮细胞氧化应激的影响[12]；皮文霞等通过分析糖尿病大鼠血清SOD值的变化，探讨了山茱萸环烯醚萜总苷抗氧化作用[13]；陈随清等对河南、陕西、浙江省山茱萸的化学质量进行了评价[14]，采用多指标成分分析确定了这3个地区果实的采收期[15]。迄今尚未见对山西产山茱萸药材进行化学成分分析及果实生长发育规律研究的报道。本研究分析和比较了山西省5种不同果型的山茱萸在生长发育过程中果实形态及主要有用成分含量的变化规律，旨在为优良山茱萸种质的选育提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

参照王耀辉[16]山茱萸果型分类表中的类型特点，对所采集的山茱萸进行分类，可分为长大红枣、中石磙枣、圆铃枣、小石磙枣和短石磙枣5种果型。分别选取5株相同果型、长势一致的植株，并在果实上挂牌标记。自花期结束30 d后(2015年4月下旬)开始，每隔15 d左右随机采集30个正常发育的果实样品，直至果实成熟、脱落(2015年11月上旬)。

采集地均为位于山西省绛县南樊镇的山西省药物培植场，地理位置35°36′37.05″ N，111°36′18.93″ E，海拔高度531 m；年平均气温12.2 ℃，年平均降雨量500 mm以上，全年无霜期210 d左右。

1.2 试验方法

1.2.1 果实性状的测定 用游标卡尺分别测量果实的纵径和横径，精确到0.001 cm，并计算其果形指数[17]。用电子天平称量果实鲜质量，精确到0.001 g。

1.2.2 果肉含水量的测定 从每次采集的果实样品中分别将种子剥出，随机称量果肉鲜质量(G1)后，放入50 ℃恒温鼓风干燥箱中烘干至恒质量，称量果肉干质量(G2)，果肉含水量计算公式：

果肉含水量/%=(G1-G2)/G1×100%。

1.2.3 果肉中主要药用成分马钱素的提取与测定 参照《中国药典》山茱萸项下马钱素含量测定方法进行测定[18]。

对照品线性范围：准确称取马钱苷对照品0.8 mg，溶于80%甲醇的10 mL容量瓶中，制成浓度为0.08 mg/mL的对照品。依次吸取1.25、2.5、5.0、6.25、7.5 mL定容于10 mL的容量瓶中。以5个浓度为横坐标，以20 μm进样进行HPLC分析。

供试品溶液的制备：取山茱萸干燥果肉粗粉0.1 g，置于三角瓶中，加入80%甲醇25 mL，超声提取30 min，过滤，取滤液作为供试品溶液。

主要试剂与仪器：马钱苷，成都瑞芬思生物科技有限公司(批号M-010-151101)；高效液相色谱仪(P230Ⅱ高压恒流泵；ZW230Ⅱ色谱柱温箱，UV230Ⅱ紫外-可见检测器)；大连依利特分析仪器有限公司。

1.2.4 果肉中主要药用成分鞣质的提取与测定 参照《中国药典》附录X鞣质含量测定法项下的方法进行提取和测定。

1.3 统计分析

应用SPSS 13.0软件计算不同时期5种果型果实各性状的均值及误差值，用Excel 2003软件对实验结果进行作图、做表。

2 结果与分析

2.1 果实发育

山茱萸在4月初开花，果实在4月中旬开始形成。长大红枣型为早熟品种，其果实在8月初开始由绿转红，在9月中旬完全变红；其他4种果型的果实在9月中旬逐渐转红，到10月末完全变红。

8月3日采集的5种果实的形态见图1，这一时期5种类型果实果形指数的方差分析结果见表1。由果型的差异性分析可知，山茱萸5种果实的果型差异显著。

图1 5种山茱萸果实形态

变异源Ⅲ型平方和df均方FSig.校正模型0.22340.05634.7700截距8.07318.0735033.7150样0.22340.05634.7700误差0.040250.002总计8.33630校正的总计0.26329

2.1.1 果实发育纵径的变化 由图2可以看出：5种果型的果实的纵径生长趋势相对一致且呈现较为明显的“S”形曲线，各自都有一次快速生长期。从4月中旬到6月初，细胞分裂较快，细胞数目增长迅速，果实纵径快速增长；6月份到成熟期果实的纵径增长缓慢，并最终保持基本稳定，其中长大红枣、中石磙枣、圆铃枣、小石磙枣、短石磙枣的纵径分别为1.996～2.064、1.704～1.742、1.288～1.368、1.608～1.634、1.658～1.685 cm。长大红枣果较其他4种果型的果实纵径偏长。

图2 5种山茱萸果纵径变化

2.1.2 果实发育横径的变化 由图3可以看出：(1)长大红枣型、中石磙枣、圆铃枣、小石磙枣和短石磙枣5种果型果实的横径生长趋势相对一致，并且呈现较为明显的双“S”形曲线，其果实都有2次快速生长期，在此期间果实横径快速增长，其中第一个时期比第二个时期增长速度更快。(2)长大红枣型果的2次快速增长期分别在4月中旬到6月初以及7月初到8月中旬，在这一时期细胞体积扩大较快，到成熟期果实增长缓慢，最后保持基本稳定。(3)其他4种果型的2次快速增长期分别在4月中旬到6月初以及8月中旬到9月底，第一个时期与长大红枣同步，第二次时期比长大红枣型推迟了45 d左右。(4)长大红枣、中石磙枣、圆铃枣、小石磙枣、短石磙枣的横径分别保持在1.129～1.266、0.994～1.088、1.002～1.078、0.816～0.834、0.877～0.945 cm。

图3 5种山茱萸果实横径变化

2.1.3 果实发育单果质量的变化 由图4可以看出：(1)5种果型的果实的单果质量积累生长基本符合“双S”型生长曲线。(2)单果质量增长高峰为2次，与果实横径的增长时期相同，中石磙枣、圆铃枣、小石磙枣、短石磙枣4种果型在10月份末趋于稳定，其质量保持在1.007～1.147、0.83～0.890、0.649～0.704、0.837～0.898 g。但长大红枣型较其他4种果型增长时期提前，并且在9月份趋于稳定，质量达到1.900～1.966 g。

图4 5种山茱萸单果质量的变化

由图2～图4可以看出：(1)5种果型的山茱萸果实发育期均为140～180 d，细胞快速分裂时期均在4～6月份之间。(2)成熟期较早的长大红枣型果实的膨大期在7～8月份之间，成熟期较晚的中石磙枣、圆铃枣、小石磙枣、短石磙枣4种果型的果实膨大期在7～9月份之间。(3)果实膨大期结束后5种果型的果实均进入果实成熟期。

2.2 采收期果实内含物的变化

2.2.1 采收期果实含水量的变化 由表2可知，在成熟末期，长大红枣型果实的果肉含水量为74.470%；其他4种果型果实的果肉含水量最高为73.239%，最低为71.721%。在果实成熟过程中，中石磙枣、圆铃枣、小石磙枣、短石磙4种果型的含水量呈现先上升再下降的趋势。

表2 5种山茱萸的果实含水量变化 %

2.2.2 采收期果实中马钱素的变化 以马钱苷对照品含量(x)为横坐标，峰面积(y)为纵坐标，得回归方程为：y=30548x-3.0112，R2=0.9995，说明马钱苷在0.01～0.06 mg/mL范围内线性良好。对照品和样品色谱图见图5，回归曲线见图6。

由表3可以看出：(1)在圆铃枣、小石磙枣、短石磙枣和长大红枣的果实中马钱素的含量随着生长期的延长而逐渐增高。(2)圆铃枣和小石磙枣在9月中旬马钱素含量达到最高值，分别为0.967%和1.416%，比陈随清等在河南、浙江、陕西等地的山茱萸果实中测得的马钱素含量高出了大约一倍[15]。(3)短石磙枣果实在9月下旬马钱素含量达到最高值，为0.989%；中石磙枣在10月底马钱素含量达到最高值，为0.87%；长大红枣在7月中旬马钱素含量达到最高值，为0.233%。(4)不同果型的山茱萸果实中的马钱素含量差异明显，其中小石磙枣、圆铃枣、短石磙枣、中石磙枣明显高出长大红枣型果。

2.2.3 采收期果实中鞣质的变化 由表4可以看出：(1)在果实发育过程中，5种果实中马钱苷的含量逐渐降低，其中中石磙枣、小石磙枣、短石磙枣山茱萸果实在8月中旬鞣质的含量为5.8%～6.3%。(2)不同类型的果实中的鞣质含量具有明显差异，其中小石磙枣、圆铃枣、短石磙枣明显高于长大红枣和中石磙枣果。(3)短石磙枣中的鞣质含量较高，但在成熟之后含量急剧下降。

山西产山茱萸果实中鞣质的含量在生长的前期和中期较高，到成熟期逐渐降低。许多学者在相关研究中也得到了类似的结果[19]。但在落果期，山西产山茱萸果实中鞣质的含量大于河南和浙江等地产的果实中的含量[15]。

图5 马钱苷对照品及供试品HPLC图

表3 5种山茱萸的果实马钱苷变化 %

表4 5种山茱萸的果实鞣质变化 %

图6 马钱苷标准曲线

3 结论

(1)5种不同果型的山西产山茱萸果实的生长发育规律基本一致，在7月之前为果实快速增长、扩大的时期，生产中应当及时做好养分补充；山茱萸果实中含有大量水分，尤其是在8月下旬到9月上旬果实中的含水量快速上升，在这一时期应当保证充足的水分供应。

(2)在7月份之前是山茱萸果实体积增大的主要时期；7月之后果实的重量随着水分和有效成分的积累快速增长；9月份果皮开始变红，果实中的有效成分急剧变化，至中旬时水分和主要药用成分达到了最高，到10月份缓慢降低。因此，9月中旬是适宜的果实采收期。

(3)马钱苷和鞣质是山萸肉中的主要成分，《中国药典》规定药材中马钱苷的含量不低于0.6%[18]。在5种不同果型的山西产山茱萸成熟果实中，小石磙枣、短石磙枣和圆铃枣中的马钱苷含量符合这一要求，其中小石磙枣中的含量最高，短石磙枣与之接近，圆铃枣低于小石磙枣和短石磙枣；短石磙枣中所含的鞣质含量最高，但在果实成熟之后含量急剧下降，甚至会低于小石磙枣。因此，小石磙枣、短石磙枣和圆铃枣均适合作为山茱萸药材生产的栽培类型，其中小石磙枣是优良的栽培类型。

(4)在5种不同果型的山西产山茱萸果实中，长大红枣的果实横径、纵径和质量均大于其他4种山茱萸果实，虽然其所含的马钱苷和鞣质均较低，没有达到《中国药典》的规定值，但适合园林种植观赏。

[1] 陈随清,杨晋,冀春茹,等.山茱萸化学成分和质量控制的研究进展[J].中国医药论坛杂志,2002,23(5):64-66.

[2] 张兰桐,袁志芳,杜英峰,等.山茱萸的研究近况及开发前景[J].中草药,2004,35(8):952-955.

[3] 钱拴提,韩东锋,孙德祥,等.论我国山茱萸的研究现状[J].杨凌职业技术学院学报,2004,3(2):44-50.

[4] Ma Z Y, Yao B H, Wang L J. Chemical constituents from Comus officinalis and their biological activity[J]. Original Article, 2012, 3(3): 209-211.

[5] 陈随清,董诚明,杨晋.山茱萸栽培品种调查[J].中药材,2002,25(5):305-306.

[6] 方伟进,李艳,曹珊珊，等.山茱萸果核提取物耐疲劳和耐缺氧作用研究[J].河南科技大学学报：医学版,2011,29(3):167-169.

[7] 安莉,杨宁,康杰芳.不同产区山茱萸果核中鞣质含量的比较[J].华西药学杂志,2014,29(6):673-674.

[8] 李君,陈随清.山茱萸不同生长期鞣质的动态积累研究[J].中草药,2008(10):1574-1575.

[9] 徐丽华,彭国平.山茱萸水煎醇沉工艺的正交实验研究[J].南京中医药大学学报,2000,16(5):291-292.

[10] 陈淑利.山茱萸的药理营养保健与开发前景[J].杭州科技，2002,1(1):35.

[11] 熊文愈,汁计珠,石同岱,等.中国木本药用植物[M].上海:上海科学技术出版社,1993：635-642.

[12] 许惠琴,朱荃.山茱萸环烯醚萜总苷对实验性糖尿病肾病变的保护作用[J].南京中医药大学学报,2003,19(6):342-344.

[13] 皮文霞,蔡宝昌,许惠琴,等.山茱萸环烯醚萜总苷对糖尿病血管并发症模型大鼠血清SOD的影响[J].中药新药与临床药理,2003,14(1):23-24.

[14] 陈随清,王利丽,杨晋,等.不同山茱萸品种山茱萸药材的化学质量评价[J].中医药现代化,2006,8(2):68-73.

[15] 陈随清,魏雅磊,王静,等.多指标成分分析确定山茱萸最佳采收期[J].中国现代中药,2011,13(1):29-33.

[16] 王耀辉.山茱萸种质资源评价与品种选育研究[D].西安：陕西师范大学，2014.

[17] 丁捷,刘书香,宋会会,等.红阳猕猴桃果实生长发育规律[J].食品科学，2010,31(20):473-476.

[18] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].北京:中国医药科技出版社,2010:27.

[19] 陈延惠,冯建灿,郑先波，等.山茱萸研究现状与展望[J].经济林研究,2012,30(1):143-149.

(责任编辑：曾小军)

Studies on Fruit Development and Its Main Component Content Changes in Five Kinds of Dogwood

SHI Shu-hong1, HAO Jian-ping1*, WANG Qiu-bao1, ZHAO Yu-chen2

(1. School of Life Science, Shanxi University, Taiyuan 030006, China;2. Herbs Cultivation Farm of Shanxi Province, Jiangxian 043610, China)

The fruit development process and rule of five kinds of dogwood (Changdahongzao, Zhongshigunzao, Yuanlingzao, Xiaoshigunzao and Duanshigunzao) in Shanxi were studied through timed and fixed-point observations, and the changes in main component (loganin, tannin, and water) content in their fruits at harvest stage were tested and analyzed. It was found that the increase in the longitudinal diameter of dogberries revealed a “S” type growth curve, and the transverse diameter and single-fruit weight performance a double “S” type growth curve. There were differences in the main component content in fruits among various fruit-type dogwood varieties. In conclusion, among 5 dogwood varieties, Yuanlingzao, Duanshigunzao and Xiaoshigunzao (especially the latter) were suitable to be cultivated for the production of medicinal material; Changdahongzao belonged to landscape ornamental type.

Dogwood; Fruit development; Medicinal ingredient; Dynamic change

2016-07-20

史淑红(1990─)，女，硕士研究生，研究方向：药用植物种质资源。

Q949.763.4

A

1001-8581(2017)01-0021-05

*通讯作者：郝建平。