红色药用植物浸制标本制作的研究进展

白宁宁，景永帅，李朋月，石 欢，吴兰芳*，郑玉光

（1 河北中医学院药学院，河北石家庄 050200；2 河北省中药炮制技术创新中心；3 河北科技大学化工学院）

浸制标本是指将收集到的新鲜植物浸泡在溶液里，利用保存液的化学性质，处理和保存植物标本，防止标本理化性质发生改变的一种标本制作方法[1]。浸制标本具有立体感强、形态逼真，能够保持植物原有形态特征和颜色等优点，广泛应用于教学、植物的分类鉴定。由于植物体内含有多种复杂化学成分且变化规律难以捉摸，使得药用植物浸制标本固色护色工艺的研究具有一定的难度。有相关文献表明，红色药用植物呈色原因复杂，呈色因子极不稳定，易受到pH 值、温度、金属离子等多重内外界因素的影响，导致红色素易溶出，标本保色效果不理想[2-5]。

通过文献调研发现，在国内外出版的一系列刊物中，对红色药用植物标本进行系统研究的报道较少。因此，通过总结红色浸制标本的制作、浸制标本的保存、影响标本呈色的因素等内容，旨在为今后能够制作出高品质的植物标本以及对植物浸制标本固色保色技术的深入研究提供一定的理论参考。

1 红色浸制标本的制作

1.1 标本的采集

在自然界中，植物多以花和果实呈现红色，因此在采集样品标本时需遵守一定的规范。如在野外采集花类药用植物时，尽量选择生长茂盛、体态完美、色泽鲜艳的植物。文献表明，含花蕾的花浸制保存效果要优于完全开放的花朵的浸制保存效果[6]。在采集果实类植物标本时，需要挑选长势良好、七八分成熟的果实进行采摘，过早采摘的果实不具有代表性，而完全成熟的果实则容易腐烂。

收集完样品后，对样品进行一定的修剪，去除烂叶、病叶、残叶以及部分枝条，保留完好的花朵和果实，尽可能地保留植物的原始形态，使鉴别特征清晰，重叠较少。修剪完毕后，应尽快进行标本的制作，避免标本因失水皱缩导致采集样本失败或制作浸制标本困难。

1.2 清洗消毒

在野外采集的花和果实植物样本，需要在实验室内进行清洗消毒。首先将新鲜的植物样本用清水洗去泥沙，去除附着的虫子、虫卵等生物杂质。再用70%的乙醇进行消毒处理5min 后，用蒸馏水冲洗干净后重新放入蒸馏水中浸泡15min，取出后再次用蒸馏水冲洗2～3 次[7]。洗净后，标本可用硫酸铜溶液煮，有研究表明，植物标本经硫酸铜溶液煮后，在相同的保存时期内比未煮直接浸制的标本保存效果好[6]。在处理样品的同时，也要对将要使用的标本瓶进行清洗消毒，擦干后备用。

1.3 固色保色

对植物标本进行颜色固定，需要配制固色剂。不同植物因所含化学成分不同，制作浸制标本时，应根据植物的不同部位选择相应的固色液，使标本的保存效果更好且更长久。一般在24～72h 后倒掉固色液，再用蒸馏水清洗标本以及标本瓶[6-8]。随后再进行保存液的配制，以便对红色药用植物标本进行长期保存、观察。

红色药用植物标本中，主要的呈色物质花色素常以结合态花色苷存在，少以游离态形式存在。制作红色药用植物浸制标本时，通常会选择亚硫酸、甲醛、福尔马林、酒精等作为红色浸制标本的保存液。在王爱晶[3]的实验研究中，对红色素的保存各试剂按照保色效果优劣依次为：酒石酸＞食盐＞植酸＞冰乙酸＞麦芽糖＞柠檬酸＞苹果酸＞蔗糖＞乳酸＞葡萄糖，其中以植酸对色素的增色效果最好，酒石酸的保色效果最好。此外，亚硫酸作为浸制标本的常用试剂，具有清晰度好、防腐效果好的优点。但在应用于红色药用植物浸制时，要注意避免氧气的渗入，在有氧情况下，亚硫酸根的存在会作用于植物的细胞壁加强色素的溶出，反而不利于标本的保存，同时在低浓度时更容易使植物腐烂[2，9]。酒精也常用于标本的保存，但要求浓度为75%，在此浓度下的酒精可以顺利渗透进入细菌体内，使细菌脱水凝固，从而达到杀菌的目的[10]。甲醛是最常用的保存液，甲醛溶液浓度为10%时杀菌能力强，护色效果好，价格低廉，具有很好的防腐效果，但甲醛具有刺激性气味，长期使用会对实验人员造成一定的损伤[10，11]。

1.4 标本的保存

红色药用植物浸制标本完成后，制作初期花色素的不稳定会导致少部分色素溶出，以及某些杂质从标本中分离出来致使保存液变色、变浑浊[12]。因此，选择适合的保存液是浸制标本制作的关键步骤之一。

1.4.1 保存液的配制。左莹等[13]对红花毛茛、康乃馨、月季、蔷薇和澳洲腊梅5 种红花植物的研究，以花萼与花冠的变色程度、保存液的颜色、保色效果3 个方面作为参考得出结论：毛茛的保存液配方为2.4%甲醛、1.2%甘油时的浸制效果最好；蔷薇的保存液配方为3.6%亚硫酸、1%甘油时的浸制效果最好；澳洲腊梅的保存液为3.6%亚硫酸、1%甘油时的保存效果最好。

冯缨等[14]保色专利技术中，将红色花系又分为了粉红花系、红色花系、深红色花系。粉红花系的保存液为：浓度为6%亚硫酸30mL、硼酸20g 和水1000mL。红色花系标本的保存液为：浓度10%亚硫酸19～21mL、硼酸9～11g 和水950～1050mL。深红色花系标本的保存液为20%的氯化镁溶液。

从文献调研中发现，在现在所完成的研究中，仍无法确保红色药用植物浸制标本的完全不变色，保存液的配制仍需要进一步研究。

1.5 密封保存

根据植物的形态，选择合适的容器进行装瓶。金属离子会对标本的制作产生一定的影响，因此多选用合适大小的玻璃瓶进行标本的保存[2，5]。

在瓶塞的选择上，若是软木或橡胶制品，保存液不应装瓶太满，应与瓶塞隔开适当的距离，避免长时间接触发生某些化学反应导致瓶塞老化变质，污染保存液与标本，影响护色效果。若选择玻璃瓶塞，要注意温度的影响，避免因温度升高产生裂纹。同时也需要注意封口的严密性，可以选择合适的方式对瓶口进行密封。

1.5.1 瓶口的封闭。在目前常用的几种封口方式中：凡士林质地油腻，容易沾灰尘，影响外观的整洁度，破坏观赏性；环氧树脂在后期标本产生问题时，不容易开封更换保存液；市售油灰透明度不好，更换保存液时难以去除；石蜡或火漆受温度、湿度等影响较大，容易被环境因素破坏。

在探索更好的封口方法中，上海科技馆应用了一种新的封口材料——107 硅橡胶[15]。此材料全称为羟基封端聚二甲基硅氧烷，是一种无色透明液体，具有无毒、无味、无腐蚀性的性质。在室温下加入一定量的催化剂、交联剂静置24h，可固化为无色透明且具有一定弹性的固体，凝固后外观与玻璃材质外观相似，且具有不沾灰、不粘连标本瓶的优点。此外，李朝源[16]通过试验得出结论：将100mL 氯仿溶液和30g 泡沫塑料混合，得到的混合溶液涂抹于瓶口具有很好的严密性，且更为经济。

1.5.2 保存环境的控制。应选用低温储藏标本，温度控制在20℃左右。展厅最好采取弱光照，避免使用天然光，人工光源应采用不含短波辐射的光源，湿度一般控制在50%即可[17]。在保存管理中要定期做好清洁除尘工作，在梅雨天气加强通风，做好防潮处理。在搬运时固定好标本之后再进行运输，最大程度地降低对标本的损伤。同样，在实验时也要进行浸制标本的文字及图片记录，标好编号，以便对实验结果进行总结分析。

1.6 效果评价

在浸制标本进入保存观察期间，需要定时对保存效果进行评价。可以借助仪器测量保存液的透光率，或是肉眼、相机记录等方式观察花、果实的褪色情况，以及液面是否有菌膜等变量对保存液的保存效果进行综合性的评价，得出实验结论。

2 影响红色浸制标本呈色稳定的因素

在自然界中，植物呈现主要红色的部位是花及果实，呈色原因主要是因为植物体内含有花色素。花色素在植物体内大多数与糖结合形成苷类，少数以游离形式存在。在已知的结构非配糖体中，以矢车菊色素（Cyanidin）、芍药色素（Peonidin）、锦葵色素（Malvidin）、飞燕草色素（Delphinidin）、牵牛花色素（Petunidin）和天竺葵色素（Pelargonidin）6 种为主。天竺葵色素在植物体内呈现砖红色，矢车菊素及芍药花色素呈现紫红色，其他3 种呈现蓝紫色[4]。伴随植物的生长，植物体内酶催化物质形成花色素，花色素上取代基与不同物质结合形成苷类，并在植物体内不断积累增加。在较低的pH 值下，以花色素为主体使花、果实呈现红色。花色素又极易受到pH 值、酶、金属离子等多种因素的影响，使标本的呈色不稳定。

2.1 pH 值的影响

在结构上，花色素骨架上的氧原子为四价氧原子，化学性质为碱性，羟基为酚羟基显酸性，这使得花色素在不同pH 值下的分子构型不同。随着pH 值的变化，花色素在假碱、醌碱、黄药阳离子和查尔酮4 种结构中发生可逆变化。当pH 值小于2 时，花色素主要以红色闭合阳离子形式存在；当pH 值为3～6 时，主要以无色甲醇假碱和查尔酮假碱形式存在；当pH 值为中性或微酸性时，主要以紫色中性醌碱形式存在；当pH 值为8～10 时，主要以蓝色醌碱形式存在[2]。

2.2 酶的影响

植物中存在多种酶，其中的酚类物质在氧化酶和过氧化物的共同作用下容易被氧化，导致植物褐变。引起该反应的底物通常是与邻苯二酚类似的酚类物质，而糖苷酶和多酚氧化酶是引起花色苷降解和色素损失的2 种主要酶。当多酚氧化酶与绿原酸或咖啡酸同时存在时，能促进花色苷的降解，使邻苯二酚结构氧化为苯醌结构，再将花色苷氧化为无色化合物[2]。

2.3 金属离子的影响

骨架上具有邻位羟基结构的花色苷可以与钙、铁、镁等金属离子形成配合物，这种配合物的形成对植物显色度呈正向作用。此时，花色苷B 环上的羟基将电离并与金属离子反应形成络合物，例如矢车菊素类花色苷就可与金属离子络合使植物颜色更加鲜艳。这种反应是不可逆的，只有在高pH 值时才会发生。但在实际应用中，如将红樱桃放在马口铁罐中，金属罐中的金属离子与花色苷形成花色苷-锡络合物，使原来的红色变成紫红色，从而影响产品质量[5]。

2.4 糖的影响

高浓度（＞20%）糖会降低多酚氧化酶的活性，因为水活性的降低会减缓花色苷向假碱式的转化，所以花色稳定。但低浓度（＜20%）糖会加速花色苷的降解和变色[2]。其中，乳糖和果糖比蔗糖和葡萄糖更容易引起花色苷的降解。此外，也要考虑到糖类可以在酸性条件下水解，例如蔗糖在酸性条件下会水解为果糖及葡萄糖。因此在配制保存液时也需考虑此影响。

2.5 二氧化硫的影响

二氧化硫作为常用的防腐剂和漂白剂，浓度为30μg/g 时不仅可以防止酶降解花色苷，同时还不会对花色苷产生漂白作用。二氧化硫可以和水发生反应生成亚硫酸，它是一种弱酸，会产生少量的亚硫酸根离子。亚硫酸根离子会与花色苷发生反应，增加细胞壁的通透性，使色素更易溶出，但只要避免与氧的继续结合，这种反应对标本保存的影响不大[2]。

2.6 温度的影响

花色苷的稳定性受温度的影响非常大，伴随温度的上升，降解速度加快，在制作标本时，花色苷的降解会随着温度的上升而加速，导致花色苷的含量降低。

试验表明，随着温度和加热时间的增加，对花色苷有褪色作用。虽然花色苷在低温下是稳定的，但在高温下瞬时加热对花色苷的降解是可以忽略的[4]。因此，在制作标本之前，可以通过高温处理去除酶，并选择低温保存。此外，需注意花色素在110℃左右时会分解[2]，所以在制作浸制标本时可以对温度影响进行相关研究，选取最适温度。

花色素是使植物呈色的重要因素，但是因受到各种因素的影响使得稳定性较差，深入研究花色素的降解机制，提高花色素的稳定性，是目前解决红色药用植物浸制标本保存易变色问题的有效办法。

3 结论

目前的红色植物标本制作中仍存在花色保存困难的问题，因不同的植物材料、不同的研究人员试验方法存在很大的差异，无法对所有红色药用植物标本的固色液、护色液进行相对统一的研究。在现阶段的试验中虽可以保留颜色，但是在保存时仍然存在红色易褪去的问题。因此，无论是在花色苷的稳定性、标本瓶的封口、保存液的选择都需要进行进一步的研究。

随着国家对中医药重视程度提高和各地中药标本管的建立，药用植物原色浸制技术就显得尤为重要。相信随着研究的继续深入以及科学技术的逐步发展，浸制标本将会得到更好的保存。