四川省主要栽種桑樹品種的桑葉藥用活性成分含量評價

張鈺瑤 李 靈 邢慧子 高 平 鄧小寬 周鵬程 樊平原 陳海瓊

(1四川大學生命科學學院,生物資源與生態環境教育部重點實驗室,四川成都 610065; 2四川通世達生物科技有限公司,資陽市天然產物研發重點實驗室,四川資陽 641500)

桑樹是?？?Moraceae)桑屬(MorusL.)植物,為深根系快速生長的落葉灌木或小喬木。作為蠶桑產業重要的組成部分,桑樹支撐起了繁榮幾千年的絲綢之路。我國不僅是蠶桑產業的重要起源中心,還是繭絲生產與出口大國,擁有非常豐富的桑樹品種資源。而四川省作為國家“東桑西移”工程的重要實施地區之一,桑樹種植面積居全國第2[1]。蠶桑產業作為四川省支柱產業,主要產品產量質量均在全國前2位[2]。但傳統蠶桑產業結構單一,單純依靠種桑養蠶繅絲織綢,整體效益低且資源浪費嚴重。近年來,國家倡導對桑樹資源進行綜合利用,其中桑樹活性物質研究備受重視。

桑葉作為被廣泛應用于中藥領域的重要材料,含有多種藥用活性成分,在醫藥和健康領域有著廣泛的應用前景,如降血糖[3]、抗炎[4]、抗腫瘤[5]、抗氧化[6]、抗肥胖[7]等。目前關于桑葉活性成分的研究多集中在提取精制工藝和藥理活性上,未見針對四川省主要栽種桑樹品種藥用品質綜合評價的研究?？傸S酮、1-脫氧野尻霉素(1-DNJ)作為桑葉的主要藥效成分,常用作評價桑樹資源藥效品質。但不同桑樹品種活性成分差異較大,給桑葉進一步開發利用帶來了諸多不便。因此,本試驗選取四川省主要栽種桑樹品種的桑葉為材料,通過檢測桑葉中的總黃酮、1-DNJ含量來分析不同桑樹品種中活性物質的含量差異,篩選出活性成分含量高的品種,為桑葉的食用、藥用開發提供參考,并為桑樹的栽培和推廣奠定基礎,以滿足桑樹多元化開發需求。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試桑葉 桑葉樣品 26 份,資陽市樂至縣經濟科技信息化局提供,考慮到不同季節對桑葉中活性成分的影響,因此本次試驗的樣品采集時間均為 2021 年 11 月份。桑葉樣品的編號見表1。

表1 四川省主要栽種的26份桑樹品種

1.1.2 主要試劑 無水甲醇、乙腈、硼酸氯化鉀、甘氨酸、冰醋酸、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、硝酸鋁,均為分析純,成都科龍化工試劑廠產品;乙腈,色譜純,成都科龍化工試劑廠產品;蘆丁、1-DNJ標準品,純度99%,成都植標化純生物技術有限公司產品;芴甲氧羰酰氯,色譜純,上海麥克林生化科技有限公司產品。

1.1.3 主要儀器設備 電熱鼓風干燥箱(101-O)、粉碎機(DFT-200),均為上海陽光實驗儀器有限公司產品;水浴鍋(R2010),英峪儀器廠產品;電子天平(JF1004)、超聲波清洗器(JP-020),均為余姚市金諾天平儀器有限公司產品;高效液相色譜儀,北京創新通恒科技有限公司產品;Sepax Sapphire C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);UV8100型紫外可見分光光度計,北京萊博泰科技儀器有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 桑葉中活性物質的提取 將采集好的 26份不同桑樹品種的桑葉按不同種類放置于干燥箱中,經溫度60 ℃,時間 3 h 烘干后,粉碎過12目篩,并裝入自封袋中注明編號及名稱。分別稱取 1.0 g 不同桑樹品種的桑葉粉于圓底燒瓶內,加入蒸餾水(pH=8,用碳酸鹽緩沖液調節)30 mL,放置 1 h 后放入恒溫水浴鍋中調至 70 ℃,加熱提取 60 min。取出后抽濾,并轉入 25 mL 容量瓶,用蒸餾水定容,得到不同桑樹品種的待測樣品溶液。

1.2.2 標準曲線繪制 (1)蘆丁標準曲線繪制。稱取15 mg的蘆丁標準品于50 mL容量瓶中,加入無水乙醇進行溶解、定容,即得到蘆丁母液。分別量取1、2、3、4、5、6 mL蘆丁母液于25 mL容量瓶內,補充蒸餾水至25 mL。采用Al(NO3)3-NaNO2分光光度比色法[8]測定總黃酮含量。根據所測結果以濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標制作標準曲線,其回歸方程為y=10.616x-0.000 3,R2=0.999 6。(2) 1-DNJ標準曲線繪制。稱取10 mg的1-DNJ標準品于50 mL容量瓶中,加入 50%甲醇溶液進行溶解、定容,即得到1-DNJ母液。分別量取1、2、3、4、5、6 mL 的1-DNJ母液于25 mL容量瓶中并定容。用FMOC-CL衍生法[9]衍生后采用高效液相色譜紫外檢測法測定含量,色譜條件為流動相乙腈∶0.2% 冰醋酸(V∶V)梯度洗脫,0～15 min 25∶75～80∶20,15～30 min保持 80∶20,流速為 1.0 mL/min,檢測波長256 nm。蠶桑副產品綜合利用色譜條件包括流動相比例為乙腈∶0.2% 冰醋酸(V∶V)=25∶75,在15 min 后將比例調為 80∶20,流速為 1.0 mL/min,使用256 nm的紫外檢測器進行檢測。根據所測結果以峰面積為橫坐標、吸光度為縱坐標制作標準曲線,得回歸方程為y=1 569.8x+315.35,R2=0.998 3。

1.2.3 含量測定 (1)總黃酮含量測定。精密量取26份不同桑樹品種的桑葉樣品待測液1 mL,放入25 mL 容量瓶內并用蒸餾水定容,按上述方法測定吸光度,計算得到總黃酮含量。(2)1-DNJ含量測定。精密量取26份不同桑樹品種的桑葉樣品待測液1 mL,置于 25 mL 容量瓶并用蒸餾水定容,按上述方法測定色譜峰面積,計算得到1-DNJ含量。

1.3 數據處理與分析

用SPSS Statistics 27.0對數據進行方差分析、顯著性分析和正態性分析。試驗均重復3次,數據表示為平均值±標準差,并用小寫英文字母表示顯著性差異(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 不同桑樹品種的桑葉總黃酮含量

從表2 可以看出,26份不同桑樹品種的桑葉之間總黃酮含量差距大,總黃酮含量分布在0.906%～6.619%之間,大多數品種之間均存在顯著差異(P<0.05)。其中總含量最高的品種是川98-1(6.619%),其次是豐田14號(6.181%)、豐田2 號(4.599%)。含量最低的品種是新一之(0.906%),與含量最高的品種相比相差7倍多。如圖1所示,對數據進行正態性分析(S-W檢驗),26份不同桑樹品種的桑葉總黃酮含量分布不符合正態分布(P<0.05),大多數供試品種桑葉的總黃酮含量分布在2.00%～4.60%之間,占所測定樣本數的76.92%。其中川98-1和豐田14號2個品種的總黃酮含量均超過了6.0%。

圖1 26份不同桑樹品種的桑葉總黃酮含量分布

表2 26份不同桑樹品種的桑葉總黃酮含量 %

2.2 不同桑樹品種的桑葉1-DNJ含量

從表3可以看出,26份不同桑樹品種的桑葉1-DNJ含量差距較大,1-DNJ含量分布在0.039 5%～0.180 4%之間,大多數品種之間均存在顯著差異(P<0.05)。其中含量最高的品種是荊桑(0.180 4%),其次是無核大十果桑(0.175 9%)、臺灣長果桑(0.144 7%)。含量最低的品種是湘 7920(0.039 5%),與含量最高的品種相比相差4倍多。如圖2所示,對數據進行正態性分析(S-W檢驗),26份不同桑樹品種的桑葉1-DNJ含量分布不符合正態分布(P<0.05)。大多數供試品種桑葉的1-DNJ分布在0.04%～0.12%之間,占所測定樣本數的84.62%。其中荊桑和無核大十果桑2個品種1-DNJ含量均超過了0.175 0%。

圖2 26份不同桑樹品種的桑葉1-DNJ含量分布

表3 26份不同桑樹品種的桑葉1-脫氧野尻霉素(1-DNJ)含量 %

3 小結與討論

品種是影響桑葉活性成分含量的重要因素。張麗麗等[10]對11個桑樹品種進行研究顯示,不同桑樹品種桑葉黃酮類與生物堿類活性成分差異較大。宋志姣等[11]對保山地區12個桑樹品種活性成分進行測量評價,結果表明各品種間活性成分含量差異顯著。本論文以總黃酮、1-DNJ為指標成分,對四川省主要栽種的26份桑樹品種資源的桑葉活性成分含量進行了研究,結果顯示各品種間總黃酮與1-DNJ的含量均存在明顯種間差異,這與前人的研究結果一致。其中,供試品種桑葉的總黃酮含量分布在0.906%～6.619%之間,含量最高的品種是川98-1(6.619%),其次是豐田14號(6.181%)、豐田2號(4.599%),含量最低的是新一之(0.906%),含量最高品種與含量最低品種之間相差7倍以上。1-DNJ含量分布在0.039 5%～0.180 4%之間,含量最高的品種是荊桑(0.180 4%),其次是無核大十果桑(0.175 9%)、臺灣長果桑(0.144 7%),含量最低的是湘7920(0.039 5%),含量最高品種與含量最低品種之間相差4倍以上。但荊桑作為野生桑,葉片產量少且葉質粗糙堅韌,不適合用于養蠶,經濟價值低[12]。出于促進蠶桑產業多元化發展的目的,川98-1、豐田14號、無核大十果桑、臺灣長果桑等更適合作為蠶區推廣種植的品種。

優質的桑樹品種是蠶桑產業高質量發展的保證,桑樹資源多元化利用是促進蠶桑產業可持續發展的基礎。本文通過篩選四川省部分優質桑樹資源,為桑葉總黃酮、1-DNJ開發應用及品種選育提供了理論基礎研究,并為四川省推廣桑樹栽培品種和其綜合利用提供了技術支持。