刺果甘草的成分及特征的相关研究进展

刘杰淋，孔晓蕾，张 强，王雪珊，彭大庆，曲洪生

（ 1.黑龙江省农业科学院草业研究所，黑龙江 哈尔滨 150086 ； 2.商艾享生态科技股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150070 ）

刺果甘草属豆科（Leguminosae）甘草属（Glycyrrhiza），分布于北半球温带或亚热带、北美洲和澳大利亚等地区，我国约有10种[1]。刺果甘草甘草属植物用途广，经济价值大，不但是重要的药用植物，也是优良的防风固沙、保护水土植物。刺果甘草将成为高速公路边坡护坡用的重要草资源，其研发将对区域生态环境建设起到重要作用。

刺果甘草因其药理作用成为家畜饲料中的重要泌乳添加剂之一，将会是增加农民收入和推动社会经济发展的最新增长点。本文综述了目前刺果甘草的化学组分、组织培养、生物遗传多样性、植物学特征特性等方面的研究进展，以期为刺果甘草作为饲料资源及药用资源的进一步开发、利用提供参考。

1 化学组分

近年来针对刺果甘草的营养成分方面进行了大量而广泛的研究。研究表明，刺果甘草含有丰富的黄酮类化合物、甘草黄酮类化合物[2]。

1.1 黄酮类化合物

黄酮类化合物是一类重要的天然有机化合物。甘草黄酮具有清除自由基、抗氧化的作用，可以预防肿瘤发生，引起了人们的广泛关注和重视[3]。研究表明，甘草中分离鉴定的黄酮类化合物有300多种，可分为黄酮类、黄烷类、异黄酮类、黄酮醇类、查尔酮类以及二氢黄酮等[4]。李秀影[5]、常桂英等[6]研究发现，刺果甘草中黄酮类化合物的抗氧化效果略高于维生素C（VC）。此外，日粮中添加黄酮类化合物可抑制细菌生长，调节肠道菌群结构，缓解致病菌对家禽小肠的损伤，促进小肠对营养物质的吸收；还可促进牛生长发育，可作为抗生素类生长促进剂的替代品应用于畜禽生产[7]。

1.2 化学成分

张继等[8]研究发现，刺果甘草叶的主要化学成分为不饱和醇、烯、不饱和酯、烷类以及萜类化合物,含量最多的是5-（2-丙烯基）-1,3-苯并间二氧杂环戊烯，占19.02%；其次是3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇，占17.70%；以及[1R-(1R*,4Z,9S*)]-4,11,11-三甲基-8-亚甲基-二环[7.2.0]十一碳-4-烯（占11.53%）、2,3,6-三甲基-1,6-庚二烯（占8.36%）、2-十一酮（占4.24%）、香豆素-7,8-二醇（占3.81%）、2-甲基-6-亚甲基-7-辛烯-2-醇（占3.47%）、3,7,11,15-四甲基-2-十六烯-1-醇（占3.43%）等；上述8种化合物的含量占总量的71.56%。

张继等[3]研究采用水蒸气蒸馏法提取刺果甘草根化学成分，运用毛细管气相色谱-质谱联用法结合计算机检索对其化学成分进行分析和鉴定。结果发现，经毛细管色谱分离出25个峰，并且鉴定出峰所对应的化合物化学成分主要为亚油酸乙酯（占32.77%）、十六烷酸乙酯（占10.02%）、2,3,7-三甲基-癸烷（占6.49%）、5-甲基-二十一烷（占5.74%）、二十三烷（占3.80%）、1-环己基壬烯（占3.70%）、二十烷（占3.63%）、十八酸乙酯（占3.59%）。李伟东等[9]以乙醇提取硅胶柱层析分离刺果甘草，IR、NMR和MS法确定结构，结果显示，得到3个化合物经鉴定为十六酸、芒柄花素和异甘草素。

在刺果甘草二氯甲烷提取部位化学成分的研究中，梁军[10]利用超声波提取刺果甘草根的有效成分，得到β-谷甾醇和美迪紫檀素，其中β-谷甾醇占二氯甲烷提取物的3.53%，美迪紫檀素占二氯甲烷提取物的1.31%。石荣火等[11]采用波普数据处理刺果甘草，得到14个化合物，已鉴定其中9个，分别为后莫紫檀素、豆甾-3,6-二酮、β-谷甾醇、4,7一二甲氧基异黄酮、白桦脂酸、美迪紫檀素、异光甘草酚、芒柄花素、胡萝卜甙，其中白桦脂酸、豆甾-3,6-二酮和胡萝卜甙为首次分离自刺果甘草。石荣火[12]在刺果甘草化学成分及抗肿瘤活性的研究中发现，后莫紫檀素、美迪紫檀素等7个单体对HepA实体瘤具有较强的抑制作用,其中5个单体具有较强的活性。刺果甘草中含有的化学组分中包括医学中较为珍贵的抗肿瘤药物成分以及黄酮类化合物，因此，刺果甘草的根、茎、叶中均较高的药用价值。

2 组织培养

芮和恺[13]研究发现，刺果甘草种子经消毒后在MS培养基上芽的诱导频率分别为43%和17%，l周后先产生肿胀状愈伤组织，将芽转接在1/2 MS附加0.1 mg/L萘乙酸（NAA）的培养基上，2周后从切口处长出白色的根，形成完整植株。邹翠霞等[14]利用刺果甘草嫩茎进行分化培养，结果显示，试验成功地进行了试管苗生根，成活率达到69%；移栽90 d后，实生苗基本一致，试管苗的生长优于实生苗，其根系为实生苗的2倍左右。

3 生物遗传多样性

近年来，随着分子生物技术的迅速发展，利用RAPD、SRAP、AFLPI、SSR、基因组SSR等分子标记进行种质资源遗传多样性分析及亲缘关系鉴定的研究越来越多[15]。宋美玲[16]对新疆和吉林地区甘草、胀果甘草、光果甘草以及刺果甘草进行遗传多样性分析，结果显示，4种甘草属植物的Nei's基因多样性（H）均为0.862 8，Shannon's指数（I）为2.376 5，表示遗传多样性水平较高；刺果甘草遗传多样性（H：0.669 1、I：1.508 3）高于胀果甘草（H：0.543 2、I：0.851 1）。杨萍[17]研究发现，4种甘草的进化顺序由低到高依次为刺果甘草、胀果甘草、甘草、光果甘草；0.2%浓度秋水仙素处理刺果甘草24 h时诱变率（88.64%）最高。孔红[1]研究发现，刺果甘草体细胞染色体数2n=16，核型公式为：k（2n）=2x=16=4M+8m+4sm。

吴玉香等[18]发现，采用改良琼脂（0.2%浓度的秋水仙碱与0.1%的琼脂混合成半固体涂抹法处理甘草幼苗2 d的效果最好，变异率达55%，结果表明改良琼脂体涂抹法是一种非常高效的多倍体诱变方法。赵月梅等[19]采用ITS2序列区分直接滴渗处理刺果甘草幼苗顶芽的基源植物，根据其药材的来源选用了12条（3属6种）ITS2序列，用MEGA 4.0计算种间的K2P距离并基于该距离建立了NJ系统树，结果显示，基于DNA条形码的ITS2序列可以区分甘草、苦参、黄芪和其常见伪品刺果甘草。

4 植物学特征特性

4.1 鉴别

王钰琦等[20]根据植物来源、显微特征、功能主治、化学成分、理化特征等对黄芪与其伪品蜀葵、刺果甘草进行鉴别，以免药房中使用混淆。黄冬兰等[21]研究发现，采用红外光谱的三级鉴定法可鉴定黄芪及其伪品刺果甘草，谱图的三级鉴定表明黄芪及其伪品刺果甘草的糖苷类化合物、芳香类化合物和有机酯类化合物的相对含量不一致。虞文妹[22]研究鉴别了同科属植物苦参与刺果甘草。苦参中质坚韧，难折断，折断面纤维性，黄白色，气微，味极苦；刺果甘草质坚硬，气弱，味苦涩。两种植物的薄壁细胞均含有众多淀粉粒及草酸钙方晶，刺果甘草经理化鉴别可知含有黄酮。试验还采用色谱鉴别（薄层色谱法）法检测两种植物，其中苦参两个斑点与对照品色谱位置相同；而刺果甘草的色谱中，在与对照品色谱相应的位置上未见相同颜色的斑点。

林玉莲等[23]研究表明，苦参及其混淆品刺果甘草的性状、显微、理化反应、薄层色谱法及紫外光谱特征均具有不同之处，可作为鉴别依据，且刺果甘草不含苦参碱和槐定碱，不能混用。王智勇[24]指出，黄芪的功能主治主要是补气固表，刺果甘草主要是外用杀虫；此外，黄芪仅含微量皂苷，刺果甘草含大量皂苷，两者间差异明显。王淑红等[25]对苍耳子的混淆品刺果甘草的果实进行了生药性状、显微特征和薄层层析鉴别，并与正品苍耳子进行对比，为鉴别二者提供了参考依据。

4.2 种子

刺果甘草种子休眠深而长，因此有学者对其种子萌发特性进行了研究。林艳艳[26]研究发现，采用98%硫酸处理刺果甘草种子8 min效果最佳，种子发芽率、发芽势分别达20%、15%。初艳[27]研究中阐述了选用的激素及其浓度、处理时间对发芽率无影响，结果发现，种子类型对发芽率有显著影响，扁形种子发芽率高，为87.6%；而圆形种子发芽率低，仅为7.5%。刘杰淋等[28]研究破除刺果甘草种子休眠的方法，分析种子发芽指标及幼苗生长的指标，探究浓硫酸对破除刺果甘草种子休眠的影响。结果显示，刺果甘草在浓硫酸处理后24 h播种最佳。

4.3 其他

张继等[29]研究表明，乌拉尔甘草茎叶氨基酸含量为26.96%，粗蛋白含量为23.56%，总糖含量为14.05%，粗纤维含量为19.6%；刺果甘草氨基酸、钙、钾含量较高，分别为28.24%、1.41 mg/g、1.47 mg/g。刘方明等[30]研究发现，刺果甘草植株各部分水浸液化感作用顺序为根>茎>根际土。

5 展望

刺果甘草的茎、叶、根含有多种化学成分，主要包括皂苷类、黄酮类、香豆素和生物碱、后莫紫檀素、美迪紫檀素等多种化学物质，且具有多种生物活性，如抗菌、杀虫、增强免疫力作用、抗肿瘤作用。前人对刺果甘草的化学组分及药用开发等方面研究较多。刺果甘草属于豆科植物，植株高大，根系发达，产量尤为高，可作为饲料也可作为生态草，后续可针对其固土能力及饲料方面开展研究。