土培和水培條件下兩種黨參有效成分含量的比較

張輝　石少明　王志奇　楊璐潔　張欣欣

摘要：采用反相高效液相色譜（RP－HPLC）法測定了室內土培和水培條件下渭黨和紋黨中紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ 3種活性成分的含量，以期比較室內不同栽養方式對2種黨參有效成分積累水平的影響.色譜流動相采用乙腈（A）－0.3%磷酸水溶液（B），體積流量為1 mL·min-1，檢測波長為220 nm，柱溫為30 ℃.結果表明，3種受測成分在各自質量濃度范圍內線性關系良好（R ＞0.999 8），土培紋黨中紫丁香苷、蒼術內酯Ⅲ含量較高，分別為0.025，0.020 mg·g-1；水培渭黨中黨參炔苷含量較高，為3.944 mg·g-1.實驗重復性和穩定性良好，精密度和準確性可靠.2種栽養條件下，紋黨和渭黨中3種活性成分含量差異顯著，研究結果可為黨參栽培方式的選擇和優良品種的篩選提供數據參考.

關鍵詞：土培；水培；紋黨；渭黨；HPLC；有效成分

中圖分類號：O 657.63;R 286.0文獻標志碼：A文章編號：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

中藥黨參為桔?？浦参稂h參Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.，素花黨參Codonopsis pilosula Nannf.var.modesta（Nannf.）L.T.Shen和川黨參Codonopsis tangshen Oliv.的干燥根［1］.甘肅黨參占全國黨參種植面積的60%以上，以黨參為代表的隴藥產業是甘肅支柱產業之一［2］.現甘肅地產黨參主要是黨參和素花黨參，栽培于甘肅渭源縣的黨參，商品名為“渭黨”［3］；栽培于甘肅文縣的素花黨參，商品名為“紋黨”［4］.

現代藥理學研究表明，黨參具備調節內分泌系統、抗炎、抗腫瘤、延緩衰老以及增強免疫力等多重功能.黨參內含豐富的化學成分，包括糖類、苷類、多炔類、生物堿類、萜類、苯丙素類、甾體類、黃酮類、木脂素類及酸類等［5］.眾多國內外學者針對黨參中的三種主要活性成分——紫丁香苷［6－10］、黨參炔苷［11－13］、蒼術內酯Ⅲ［14－18］進行了廣泛而深入的研究.同時，部分學者通過化學計量學方法探尋了黨參的標志性化合物，并明確了紫丁香苷［19］、黨參炔苷［20－21］、蒼術內酯Ⅲ［22－23］等可用于黨參的質量評價和道地性研究.楊靜等［24］比較了不同產地黨參蒼術內酯Ⅲ和黨參炔苷的含量，發現蒼術內酯Ⅲ可代表潞黨的道地性，黨參炔苷在不同產地也有很好的專屬性特征，可作為指標性成分來評價不同產地黨參的質量.胡春陽等［25］以紫丁香苷為指標性成分用于鑒別紋黨和白條黨，研究發現紫丁香苷具有抗疲勞和增強適應性等功效［26－27］.

已有的研究都是直接測定來源地采收黨參中的活性成分，黃延盛等［28］利用HPLC法測定了不同產地黨參中紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ的含量，發現位于甘肅文縣不同村落的紋黨所含紫丁香苷含量為0.020 8～0.049 5 mg·g-1，黨參炔苷含量為0.313 6～0.664 4 mg·g-1，蒼術內酯Ⅲ含量為0.178 8 mg·g-1；位于甘肅渭源縣不同村落的渭黨中3種化合物含量為（0.012 5～0.090 1，0.248 1～0.771 1，0.041 9～0.088 5 mg·g-1.靳貴林［29］利用HPLC法測定了不同采收時期紋黨所含紫丁香苷和黨參炔苷的含量，發現位于甘肅文縣的紋黨中紫丁香苷和黨參炔苷含量隨季節的變遷而變化.關琳靜［30］通過對黨參栽培種的植物化學比較研究發現，從山西引種移植后白條黨的黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ等有效成分含量比原產地潞黨有明顯降低，而紋黨的蒼術內酯Ⅲ明顯高于白條黨.由此可見，田間采收黨參因品種、產地、季節和栽培方式等的不同，其活性成分含量存在顯著差異.

為了增強黨參種質創新過程中有效成分含量評價的可比性，減少外界環境條件帶來的影響，本實驗比較研究了室內土培和水培2種栽養方式對甘肅兩種黨參中紫丁香苷、黨參炔苷、蒼術內酯Ⅲ等3種活性成分含量的影響.

1 材料與儀器

1.1 材料

分別從定西市渭源縣和隴南市文縣采集渭黨和紋黨種子，實驗室萌發后在同一時間使用土培和水培2種方式進行室內移栽，栽養8個月后收集黨參根部，50 ℃干燥24 h后研磨粉碎，過40目篩，室溫密封備用.

紫丁香苷對照品（≥98%，批號Y14N11H131195）、黨參炔苷對照品（≥98%，批號S28HB196443）購自上海源葉生物科技有限公司；蒼術內酯Ⅲ對照品（≥98%， 批號DSTDB001601）購自成都德思特生物技術有限公司；甲醇為色譜純，購自山東禹王和天下新材料有限公司；乙腈為色譜純，購自天津市馬克科技發展有限公司；磷酸為分析純，購自天津市百世化工有限公司.

1.2 儀器

e2695高效液相色譜儀（美國Waters公司）；Silversil C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；KQ－250DE型數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；恒溫鼓風干燥箱（上海智城分析儀器制造有限公司）；PTX－FA2105電子天平（美國康州HZ電子有限公司）.

1.3 土培與水培的試驗方法

挑選苗期長勢良好一致的紋黨和渭黨幼嫩植株轉入土培和水培.土培的基質為營養土，其配比為：蛭石15%，泥炭土40%，珍珠巖15%，椰糠30%.靜止水培時先用蒸餾水沖洗根系，清洗干凈的黨參用固根海綿和固根器固定后置于霍格蘭營養液中培養，A/B營養液EC值為2 000 ms·cm-1.培養條件為溫度20～25 ℃，濕度60%～65%，光照16 h黑暗8 h交替進行.

1.4 黨參根部性狀測定

隨機選擇土培紋黨、土培渭黨、水培紋黨和水培渭黨各10株，測定其單株根根長、根粗、根鮮重、主根數、根側支數以及毛細根數［21－33］.

1.5 黨參中紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ的含量測定方法［34－36］

1.5.1 色譜條件

色譜柱：Silversil C18柱；柱溫：30 ℃；檢測波長：220 nm；流動相：A相為乙腈，B相為0.3%磷酸水溶液；梯度洗脫見表1；流速：1 mL·min-1；進樣量：10 μL.

1.5.2 對照品溶液的制備

精密稱取對照品紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ適量，用75%甲醇溶解，分別轉移至25 mL干燥潔凈容量瓶中定容，搖勻，得到3種單一對照品溶液.適量移取各對照品溶液于同一容量瓶中，75%甲醇稀釋定容，配制成對照品混合液.該混合液中，各對照品質量濃度分別為：紫丁香苷0.04 mg·mL-1，黨參炔苷0.122 mg·mL-1，蒼術內酯Ⅲ 0.044 mg·mL-1.

1.5.3 供試品溶液的制備

精密稱取土培紋黨、水培紋黨、土培渭黨、水培渭黨粉末材料各0.5 g，置具塞錐形瓶中，精密加入75%甲醇水溶液25 mL，密塞，稱定重量后，超聲處理2 h，隔30 min搖勻一次.處理完畢后放冷，再次稱重，用75%甲醇溶液補重，搖勻.使用0.45 μm有機相針式過濾器過濾，搖勻待測.

1.5.4 方法學考察 將1.5.2對照品混合液逐級稀釋1.5倍后分別進樣10 μL，以1.5.1的色譜條件進行分析.以峰面積（V/S）為橫坐標，質量濃度（mg·mL-1）為縱坐標，建立標準曲線，得回歸方程.

精密吸取1.5.2混合對照品溶液和1.5.3黨參供試品溶液各10 μL，以1.5.1的色譜條件進行測定，以評價系統適應性.

精密稱取相同處理條件下土培紋黨樣品6份，以1.5.3的方法制備供試品溶液，以1.5.1的色譜條件分別進樣，記錄峰面積，考察其重復性.

精密稱取同一水培紋黨樣品6份，以1.5.3的方法制備供試品溶液，分別于0，2，4，6，8，10，12 h時以1.5.1的色譜條件進樣，記錄峰面積，考察其穩定性.

精密吸取1.5.2同一混合對照品溶液10 μL，以1.5.1的色譜條件連續進樣6次，記錄峰面積，考察精密度.

取土培渭黨粉末0.1 g，水培紋黨粉末0.1 g，精密稱取6份，依法制備供試品溶液，分別精密加入各對照品適量，以1.5.1的色譜條件進樣測定，并計算紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ的加樣回收率.

1.5.5 樣品含量測定

分別取土培紋黨、土培渭黨、水培紋黨、水培渭黨過篩粉末各0.5 g，以1.5.3的方法制備供試品溶液，以1.5.1的色譜條件進樣測定.

1.6 數據統計分析

對土培與水培條件下2種黨參中所含紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ含量的差異進行相關性分析，所有計算值為平均值±標準偏差，圖表中不同字母表示同一物質在不同栽養條件下含量的顯著性差異（P<0.05）.

2 結果與分析

2.1 土培、水培條件下兩種黨參根部形態

水培與土培條件下2種黨參根部性狀見圖1所示.可以看出同一種培養方式下紋黨和渭黨的根部性狀差異不大.但不同培養條件下，同一品種黨參根部形狀差異極顯著.相較與水培黨參，土培條件下生長的黨參根部較粗、長度較短且毛細根數較少（表2）.

2.2 兩種黨參中紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ的含量變化

2.2.1 回歸方程和線性范圍

回歸方程和線性范圍見表3，由表3可知，各物質的峰面積與濃度之間均呈良好的線性關系.

2.2.2 系統適應性測試

供試品溶液與混合對照品溶液中紫丁香苷、黨參炔苷、蒼術內酯Ⅲ色譜峰出峰位置一致，且與其他雜質峰分離良好（圖2），說明系統適應性良好.

2.2.3 重復性試驗

重復性實驗結果見表4，由表4可知，紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ的RSD分別為0.08%，0.04%，0.03%（n=6），表明該方法重復性良好.

2.2.4 穩定性試驗

穩定性實驗結果見表5，由表5可知，紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ峰面積的RSD分別為0.12%，0.02%，0.11%（n=6），表明供試品溶液在12 h內穩定.

2.2.5 精密度試驗

由表6可以看出，精密度的RSD值介于0.005%～0.008%，表明該方法具有較高的精密度.

2.2.6 加樣回收率試驗 紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ的加樣回收率實驗結果見表7，由表7可知，加入紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ的對照品時回收率分別為106.16%，79.68%，113.18%，RSD分別為0.05%，0.02%，0.04%.表明該方法結果準確可靠.

2.2.7 結果統計

根據水培和土培2種不同栽培方式，其紫丁香苷、黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ的含量變化見圖3和表8.

由圖3和表8可知，土培條件下，紋黨中紫丁香苷和蒼術內酯Ⅲ的含量較渭黨高，但黨參炔苷的含量較渭黨低.水培條件下，紋黨中黨參炔苷的含量較渭黨低，紫丁香苷和蒼術內酯Ⅲ的含量無明顯差異.對于紫丁香苷，水培紋黨和水培渭黨無明顯差異；對于黨參炔苷，2種培養方式下4類黨參組別之間的差異顯著；對于蒼術內酯Ⅲ，土培紋黨、土培渭黨與其他組別間差異顯著.

4 討論

黨參是多年生草本植物，以根入藥，根大色白是優良品質的重要指標［37－38］，因此對黨參根部性狀的評價可以作為優良品種篩選的依據.本研究觀測到水培黨參的根系較長，而且明顯更細，推測組織表皮厚度、中柱直徑及中柱在根橫截面占比都相應縮小，密生毛細根能夠使黨參適應水培環境，為它提供充足的氧氣；土培黨參根部較粗、長度較短且毛細根數較少，根系較不發達，推測中柱直徑和中柱在根橫截面所占比例相對較大，這樣能夠使黨參根系在較硬的土壤環境下向周圍伸展，以便于吸收足夠的養分.

本研究建立了用HPLC同時測定黨參中3種標志化合物的方法.以乙腈－0.3%磷酸水溶液為流動相進行梯度洗脫，結果表明色譜峰基線平穩、峰形好、分離度高，能滿足檢測要求.實驗重復性和穩定性良好，回收率高.土培紋黨的紫丁香苷含量較高（0.027 2 mg·g-1），而水培紋黨與水培渭黨中紫丁香苷含量相近，分別為0.023和0.025 mg·g-1.

2種培養方式下紋黨中黨參炔苷含量均低于渭黨，水培渭黨中黨參炔苷含量較高，為3.943 7 mg·g-1，這是一般田間生長黨參中測得含量（0.248 1～0.771 1 mg·g-1）的6倍左右.土培紋黨的蒼術內酯Ⅲ含量較高，為0.020 3 mg·g-1，水培紋黨與水培渭黨中蒼術內酯Ⅲ含量則無明顯變化，分別為0.009 2和0.008 0 mg·g-1.總之，紋黨土培條件下紫丁香苷和蒼術內酯Ⅲ的含量高于水培，而渭黨土培時其紫丁香苷和黨參炔苷的含量低于水培.本研究從多方面評價了黨參的藥用質量，可以為黨參的質量控制提供理論依據，也可為栽養方式的選擇以及優良品種的選育提供數據參考.

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（責任編輯 陸泉芳）

收稿日期：2023－10－28;修改稿收到日期：2023－12－28

基金項目：國家自然科學基金資助項目（31060033）;甘肅省高校產業支撐項目（2022CYZC－14）;蘭州市科技人才創新創業項目（2023－RC－37）

作者簡介：張輝（1973—），男，甘肅天水人，副教授，博士，碩士研究生導師.主要研究方向為中草藥種質保育.E－mail：zhanghui@nwnu.edu.cn