土培和水培条件下两种党参有效成分含量的比较

张辉　石少明　王志奇　杨璐洁　张欣欣

摘要：采用反相高效液相色谱（RP－HPLC）法测定了室内土培和水培条件下渭党和纹党中紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ 3种活性成分的含量，以期比较室内不同栽养方式对2种党参有效成分积累水平的影响.色谱流动相采用乙腈（A）－0.3%磷酸水溶液（B），体积流量为1 mL·min-1，检测波长为220 nm，柱温为30 ℃.结果表明，3种受测成分在各自質量浓度范围内线性关系良好（R ＞0.999 8），土培纹党中紫丁香苷、苍术内酯Ⅲ含量较高，分别为0.025，0.020 mg·g-1；水培渭党中党参炔苷含量较高，为3.944 mg·g-1.实验重复性和稳定性良好，精密度和准确性可靠.2种栽养条件下，纹党和渭党中3种活性成分含量差异显著，研究结果可为党参栽培方式的选择和优良品种的筛选提供数据参考.

关键词：土培；水培；纹党；渭党；HPLC；有效成分

中图分类号：O 657.63;R 286.0文献标志码：A文章编号：1001－988Ⅹ（2024）02－0086－07

Content comparison of effective components for two kinds of Codonopsis pilosula cultivated in soil and hydroponics conditions

ZHANG Hui，SHI Shao－ming，WANG Zhi－qi，YANG Lu－jie，ZHANG Xin－xin

Abstract：RP－HPLC was applied to measure the quantity of syringin，lobetyolin and atractylenolide Ⅲ in Codonopsis pilosula Nannf.var.Modesta（Cpm） and C.pilosula（Cp） under two conditions of soil culture and hydroculture to analyze the three components differences of the two taxa between two cultivation methods.The chromatography system included that mobile phase is acetonitrile（A）－0.3% phosphoric acid aqueous solution（B），the flow rate is 1 mL·min-1，the detection wavelength is 220 nm，and the column temperature is 30 ℃.The results showed that the linear relationship between the three components is quite well（R >0.999 8），and the contents of syringin and atractylenolide Ⅲ in soil culture of Cpm are higher than others，which is 0.025 and 0.020 mg·g-1，respectively.The higher content of lobetyolin is 3.944 mg·g-1 in hydroponic Cp.The experiment has good repeatability and stability，as well as reliable precision and accuracy.The contents of three active ingredients in Cpm and Cp are significantly different under the two cultivation conditions.The results may provide data reference for the selection of cultivation methods and selective breeding of excellent varieties.

Key words：soil culture;hydroponics;Codonopsis pilosula Nannf.var.modesta;C.pilosula;HPLC;active ingredient

中药党参为桔梗科植物党参Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.，素花党参Codonopsis pilosula Nannf.var.modesta（Nannf.）L.T.Shen和川党参Codonopsis tangshen Oliv.的干燥根［1］.甘肃党参占全国党参种植面积的60%以上，以党参为代表的陇药产业是甘肃支柱产业之一［2］.现甘肃地产党参主要是党参和素花党参，栽培于甘肃渭源县的党参，商品名为“渭党”［3］；栽培于甘肃文县的素花党参，商品名为“纹党”［4］.

现代药理学研究表明，党参具备调节内分泌系统、抗炎、抗肿瘤、延缓衰老以及增强免疫力等多重功能.党参内含丰富的化学成分，包括糖类、苷类、多炔类、生物碱类、萜类、苯丙素类、甾体类、黄酮类、木脂素类及酸类等［5］.众多国内外学者针对党参中的三种主要活性成分——紫丁香苷［6－10］、党参炔苷［11－13］、苍术内酯Ⅲ［14－18］进行了广泛而深入的研究.同时，部分学者通过化学计量学方法探寻了党参的标志性化合物，并明确了紫丁香苷［19］、党参炔苷［20－21］、苍术内酯Ⅲ［22－23］等可用于党参的质量评价和道地性研究.杨静等［24］比较了不同产地党参苍术内酯Ⅲ和党参炔苷的含量，发现苍术内酯Ⅲ可代表潞党的道地性，党参炔苷在不同产地也有很好的专属性特征，可作为指标性成分来评价不同产地党参的质量.胡春阳等［25］以紫丁香苷为指标性成分用于鉴别纹党和白条党，研究发现紫丁香苷具有抗疲劳和增强适应性等功效［26－27］.

已有的研究都是直接测定来源地采收党参中的活性成分，黄延盛等［28］利用HPLC法测定了不同产地党参中紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的含量，发现位于甘肃文县不同村落的纹党所含紫丁香苷含量为0.020 8～0.049 5 mg·g-1，党参炔苷含量为0.313 6～0.664 4 mg·g-1，苍术内酯Ⅲ含量为0.178 8 mg·g-1；位于甘肅渭源县不同村落的渭党中3种化合物含量为（0.012 5～0.090 1，0.248 1～0.771 1，0.041 9～0.088 5 mg·g-1.靳贵林［29］利用HPLC法测定了不同采收时期纹党所含紫丁香苷和党参炔苷的含量，发现位于甘肃文县的纹党中紫丁香苷和党参炔苷含量随季节的变迁而变化.关琳静［30］通过对党参栽培种的植物化学比较研究发现，从山西引种移植后白条党的党参炔苷和苍术内酯Ⅲ等有效成分含量比原产地潞党有明显降低，而纹党的苍术内酯Ⅲ明显高于白条党.由此可见，田间采收党参因品种、产地、季节和栽培方式等的不同，其活性成分含量存在显著差异.

为了增强党参种质创新过程中有效成分含量评价的可比性，减少外界环境条件带来的影响，本实验比较研究了室内土培和水培2种栽养方式对甘肃两种党参中紫丁香苷、党参炔苷、苍术内酯Ⅲ等3种活性成分含量的影响.

1 材料与仪器

1.1 材料

分别从定西市渭源县和陇南市文县采集渭党和纹党种子，实验室萌发后在同一时间使用土培和水培2种方式进行室内移栽，栽养8个月后收集党参根部，50 ℃干燥24 h后研磨粉碎，过40目筛，室温密封备用.

紫丁香苷对照品（≥98%，批号Y14N11H131195）、党参炔苷对照品（≥98%，批号S28HB196443）购自上海源叶生物科技有限公司；苍术内酯Ⅲ对照品（≥98%， 批号DSTDB001601）购自成都德思特生物技术有限公司；甲醇为色谱纯，购自山东禹王和天下新材料有限公司；乙腈为色谱纯，购自天津市马克科技发展有限公司；磷酸为分析纯，购自天津市百世化工有限公司.

1.2 仪器

e2695高效液相色谱仪（美国Waters公司）；Silversil C18色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；KQ－250DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；恒温鼓风干燥箱（上海智城分析仪器制造有限公司）；PTX－FA2105电子天平（美国康州HZ电子有限公司）.

1.3 土培与水培的试验方法

挑选苗期长势良好一致的纹党和渭党幼嫩植株转入土培和水培.土培的基质为营养土，其配比为：蛭石15%，泥炭土40%，珍珠岩15%，椰糠30%.静止水培时先用蒸馏水冲洗根系，清洗干净的党参用固根海绵和固根器固定后置于霍格兰营养液中培养，A/B营养液EC值为2 000 ms·cm-1.培养条件为温度20～25 ℃，湿度60%～65%，光照16 h黑暗8 h交替进行.

1.4 党参根部性状测定

随机选择土培纹党、土培渭党、水培纹党和水培渭党各10株，测定其单株根根长、根粗、根鲜重、主根数、根侧支数以及毛细根数［21－33］.

1.5 党参中紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的含量测定方法［34－36］

1.5.1 色谱条件

色谱柱：Silversil C18柱；柱温：30 ℃；检测波长：220 nm；流动相：A相为乙腈，B相为0.3%磷酸水溶液；梯度洗脱见表1；流速：1 mL·min-1；进样量：10 μL.

1.5.2 对照品溶液的制备

精密称取对照品紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ适量，用75%甲醇溶解，分别转移至25 mL干燥洁净容量瓶中定容，摇匀，得到3种单一对照品溶液.适量移取各对照品溶液于同一容量瓶中，75%甲醇稀释定容，配制成对照品混合液.该混合液中，各对照品质量浓度分别为：紫丁香苷0.04 mg·mL-1，党参炔苷0.122 mg·mL-1，苍术内酯Ⅲ 0.044 mg·mL-1.

1.5.3 供试品溶液的制备

精密称取土培纹党、水培纹党、土培渭党、水培渭党粉末材料各0.5 g，置具塞锥形瓶中，精密加入75%甲醇水溶液25 mL，密塞，称定重量后，超声处理2 h，隔30 min摇匀一次.处理完毕后放冷，再次称重，用75%甲醇溶液补重，摇匀.使用0.45 μm有机相针式过滤器过滤，摇匀待测.

1.5.4 方法学考察 将1.5.2对照品混合液逐级稀释1.5倍后分别进样10 μL，以1.5.1的色谱条件进行分析.以峰面积（V/S）为横坐标，质量浓度（mg·mL-1）为纵坐标，建立标准曲线，得回归方程.

精密吸取1.5.2混合对照品溶液和1.5.3党参供试品溶液各10 μL，以1.5.1的色谱条件进行测定，以评价系统适应性.

精密称取相同处理条件下土培纹党样品6份，以1.5.3的方法制备供试品溶液，以1.5.1的色谱条件分别进样，记录峰面积，考察其重复性.

精密称取同一水培纹党样品6份，以1.5.3的方法制备供试品溶液，分别于0，2，4，6，8，10，12 h时以1.5.1的色谱条件进样，记录峰面积，考察其稳定性.

精密吸取1.5.2同一混合对照品溶液10 μL，以1.5.1的色谱条件连续进样6次，记录峰面积，考察精密度.

取土培渭党粉末0.1 g，水培纹党粉末0.1 g，精密称取6份，依法制备供试品溶液，分别精密加入各对照品适量，以1.5.1的色谱条件进样测定，并计算紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的加样回收率.

1.5.5 样品含量测定

分别取土培纹党、土培渭党、水培纹党、水培渭党过筛粉末各0.5 g，以1.5.3的方法制备供试品溶液，以1.5.1的色谱条件进样测定.

1.6 数据统计分析

对土培与水培条件下2种党参中所含紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ含量的差异进行相关性分析，所有计算值为平均值±标准偏差，图表中不同字母表示同一物质在不同栽养条件下含量的显著性差异（P<0.05）.

2 结果与分析

2.1 土培、水培条件下两种党参根部形态

水培与土培条件下2种党参根部性状见图1所示.可以看出同一种培养方式下纹党和渭党的根部性状差异不大.但不同培养条件下，同一品种党参根部形状差异极显著.相较与水培党参，土培条件下生长的党参根部较粗、长度较短且毛细根数较少（表2）.

2.2 两种党参中紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的含量变化

2.2.1 回归方程和线性范围

回归方程和线性范围见表3，由表3可知，各物质的峰面积与浓度之间均呈良好的线性关系.

2.2.2 系统适应性测试

供试品溶液与混合对照品溶液中紫丁香苷、党参炔苷、苍术内酯Ⅲ色谱峰出峰位置一致，且与其他杂质峰分离良好（图2），说明系统适应性良好.

2.2.3 重复性试验

重复性实验结果见表4，由表4可知，紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的RSD分别为0.08%，0.04%，0.03%（n=6），表明该方法重复性良好.

2.2.4 稳定性试验

稳定性实验结果见表5，由表5可知，紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ峰面积的RSD分别为0.12%，0.02%，0.11%（n=6），表明供试品溶液在12 h内稳定.

2.2.5 精密度试验

由表6可以看出，精密度的RSD值介于0.005%～0.008%，表明该方法具有较高的精密度.

2.2.6 加样回收率试验 紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的加样回收率实验结果见表7，由表7可知，加入紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的对照品时回收率分别为106.16%，79.68%，113.18%，RSD分别为0.05%，0.02%，0.04%.表明该方法结果准确可靠.

2.2.7 结果统计

根据水培和土培2种不同栽培方式，其紫丁香苷、党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的含量变化见图3和表8.

由图3和表8可知，土培条件下，纹党中紫丁香苷和苍术内酯Ⅲ的含量较渭党高，但党参炔苷的含量较渭党低.水培条件下，纹党中党参炔苷的含量较渭党低，紫丁香苷和苍术内酯Ⅲ的含量无明显差异.对于紫丁香苷，水培紋党和水培渭党无明显差异；对于党参炔苷，2种培养方式下4类党参组别之间的差异显著；对于苍术内酯Ⅲ，土培纹党、土培渭党与其他组别间差异显著.

4 讨论

党参是多年生草本植物，以根入药，根大色白是优良品质的重要指标［37－38］，因此对党参根部性状的评价可以作为优良品种筛选的依据.本研究观测到水培党参的根系较长，而且明显更细，推测组织表皮厚度、中柱直径及中柱在根横截面占比都相应缩小，密生毛细根能够使党参适应水培环境，为它提供充足的氧气；土培党参根部较粗、长度较短且毛细根数较少，根系较不发达，推测中柱直径和中柱在根横截面所占比例相对较大，这样能够使党参根系在较硬的土壤环境下向周围伸展，以便于吸收足够的养分.

本研究建立了用HPLC同时测定党参中3种标志化合物的方法.以乙腈－0.3%磷酸水溶液为流动相进行梯度洗脱，结果表明色谱峰基线平稳、峰形好、分离度高，能满足检测要求.实验重复性和稳定性良好，回收率高.土培纹党的紫丁香苷含量较高（0.027 2 mg·g-1），而水培纹党与水培渭党中紫丁香苷含量相近，分别为0.023和0.025 mg·g-1.

2种培养方式下纹党中党参炔苷含量均低于渭党，水培渭党中党参炔苷含量较高，为3.943 7 mg·g-1，这是一般田间生长党参中测得含量（0.248 1～0.771 1 mg·g-1）的6倍左右.土培纹党的苍术内酯Ⅲ含量较高，为0.020 3 mg·g-1，水培纹党与水培渭党中苍术内酯Ⅲ含量则无明显变化，分别为0.009 2和0.008 0 mg·g-1.总之，纹党土培条件下紫丁香苷和苍术内酯Ⅲ的含量高于水培，而渭党土培时其紫丁香苷和党参炔苷的含量低于水培.本研究从多方面评价了党参的药用质量，可以为党参的质量控制提供理论依据，也可为栽养方式的选择以及优良品种的选育提供数据参考.

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（责任编辑 陆泉芳）

收稿日期：2023－10－28;修改稿收到日期：2023－12－28

基金项目：国家自然科学基金资助项目（31060033）;甘肃省高校产业支撑项目（2022CYZC－14）;兰州市科技人才创新创业项目（2023－RC－37）

作者简介：张辉（1973—），男，甘肃天水人，副教授，博士，硕士研究生导师.主要研究方向为中草药种质保育.E－mail：zhanghui@nwnu.edu.cn