牛蒡子的形態(tài)與組分

杜一鳴，李靖實(shí)，郭彥久，韓保強(qiáng)，李曉嬌，王愛(ài)紅，劉文茹，徐興友

(河北科技師范學(xué)院野生植物資源應(yīng)用研究所，河北秦皇島，066600)

牛蒡子(Fructus Arctii)為菊科(Compositae)植物牛蒡(Arctium lappa L.)的干燥成熟果實(shí)。秋季果實(shí)成熟時(shí)采收果序，曬干，打下果實(shí)，除去雜質(zhì)，再曬干。牛蒡子主產(chǎn)于吉林，遼寧，黑龍江，浙江等地。國(guó)外分布于日本及歐洲、伊朗、阿富汗、印度等國(guó)［1］。牛蒡子味辛苦、性寒、歸肺胃二經(jīng)，具有疏散風(fēng)熱、解毒透疹、利咽消腫等功效，民間用于治療風(fēng)熱感冒、流行性腮腺炎、風(fēng)疹、癰腫瘡瘍、梅毒、壞血癥等［2，3］，還有預(yù)防猩紅熱、美容生發(fā)之功效。藥理學(xué)證明有抗菌、抗腫瘤、降血糖等作用［4，5］。

目前，我國(guó)對(duì)牛蒡子的研究尚處于發(fā)展的初期，對(duì)牛蒡子的研究多見(jiàn)藥用成分、藥用價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的報(bào)道。有關(guān)牛蒡子形態(tài)與組分方面的研究還未見(jiàn)報(bào)道。筆者借助種子形態(tài)學(xué)和生理學(xué)研究方法和手段，對(duì)牛蒡子的形態(tài)和組分進(jìn)行了研究，旨在為牛蒡子的鑒別、貯藏以及開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用牛蒡子于2011年10月采自河北省秦皇島市祖山。待牛蒡瘦果成熟時(shí)采摘，于實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干、去雜，留下飽滿(mǎn)的牛蒡子放于塑封袋中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 牛蒡子大小的測(cè)定 隨機(jī)抽取50粒牛蒡子，用游標(biāo)卡尺準(zhǔn)確測(cè)定其大小(包括長(zhǎng)度、寬度、厚度)，3次重復(fù)。

1.2.2 牛蒡子單粒質(zhì)量的測(cè)定 隨機(jī)抽取50粒牛蒡子，稱(chēng)量單粒質(zhì)量，3次重復(fù)。

1.2.3 牛蒡子的外部形態(tài) 用解剖鏡觀察牛蒡子的形狀、顏色、紋飾及附屬物、果臍的形狀位置［6］。1.2.4 牛蒡子表面電鏡掃描 將牛蒡子于體積分?jǐn)?shù)為0.70的酒精中清洗后粘到種子臺(tái)上，噴金并電鏡掃描，以看清其表面的紋理為標(biāo)準(zhǔn)［7］。

1.2.5 牛蒡子的內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu) 沿果臍將牛蒡子進(jìn)行橫、縱切;剝離果皮后，對(duì)種子進(jìn)行橫、縱切，對(duì)種胚的顏色、形狀及位置進(jìn)行觀察。

1.2.6 牛蒡子蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定 采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定［8］。

1.2.7 牛蒡子可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定 采用蒽酮比色法測(cè)定［8］。

1.2.8 牛蒡子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定 采用殘余法測(cè)定［8］。

1.2.9 牛蒡子礦質(zhì)元質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定 Cu，Zn，Mn，F(xiàn)e，Mg，Ca 用火焰原子吸收法測(cè)定［9，10］。K，Na 用火焰光度計(jì)法測(cè)定，用相對(duì)分?jǐn)?shù)法計(jì)算樣品中K，Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.2.10 牛蒡子萌發(fā)率與幼苗形態(tài) 取50粒牛蒡子，放到培養(yǎng)皿中，置于28℃光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，光照時(shí)間14 h。取20粒已浸泡出芽的牛蒡子，直接播于花盆中，置于實(shí)驗(yàn)室向陽(yáng)處，定期澆水，觀察幼苗形態(tài)。室溫白天約20℃，晚上約10℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛蒡子的大小及單粒質(zhì)量

牛蒡子的大小及單粒質(zhì)量分布均比較集中，大約有92.0%的果實(shí)長(zhǎng)度分布在5.47～6.94 mm范圍之內(nèi)(圖1～圖4)，98.7%的果實(shí)寬度分布在2.00～3.33 mm范圍之內(nèi)，88.0%的果實(shí)厚度分布在1.20～1.80 mm范圍之內(nèi);牛蒡子單粒質(zhì)量大部分分布在9.85～17.10 mg范圍之內(nèi)，約占測(cè)定果實(shí)總數(shù)的79.0%。果實(shí)的長(zhǎng) ×寬 ×厚平均為(6.04 ±0.20)mm ×(2.68 ±0.28)mm ×(1.52 ±0.20)mm，單粒質(zhì)量(13.48 ±2.93)mg。

圖1 牛蒡子長(zhǎng)度頻率分布

圖2 牛蒡子寬度頻率分布

圖3 牛蒡子厚度頻率分布

圖4 牛蒡子單粒重頻率分布

2.2 牛蒡子的形態(tài)與解剖特征

瘦果長(zhǎng)倒卵形，扁狀，直或微彎曲。電鏡掃描可見(jiàn)果實(shí)表面灰褐色，帶紫黑色斑點(diǎn)，有數(shù)條縱棱，通常中間1～2條較明顯。頂端鈍圓，邊緣隆起，圍繞深色的衣領(lǐng)狀環(huán)，冠毛脫落，中央具有點(diǎn)狀花柱殘跡;基部略窄，著生面較淺。果皮硬，果臍圓形，位于果實(shí)基端，果皮內(nèi)包含1粒種子。種子倒卵形，無(wú)胚乳，為包圍型胚。含兩片子葉，子葉乳白色，油質(zhì)，無(wú)臭，味苦后微辛而稍麻舌(圖版1～圖版10)。

2.3 牛蒡子營(yíng)養(yǎng)和礦質(zhì)元素含量

牛蒡子蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為131.0 mg/g，是其主要的貯藏物質(zhì)(表1);其次是可溶性糖和粗脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別為44.7 mg/g和39.1 mg/g。

牛蒡子中礦質(zhì)元素K的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為6.022 0 mg/g;其次是Ca的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，為3.650 7 mg/g;再次是Mg和Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別為1.213 7 mg/g和0.962 5 mg/g。其他礦質(zhì)元素含量則很低。

表1 牛蒡子一般營(yíng)養(yǎng)成分及礦質(zhì)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) mg·g－1

2.4 牛蒡子萌發(fā)率及幼苗形態(tài)

牛蒡子萌發(fā)所需時(shí)間較短，從浸種到50%牛蒡子萌發(fā)，水培、28℃光照培養(yǎng)箱中大約需5 d;土培、室溫約需9 d。光照培養(yǎng)箱10 d的發(fā)芽率為96%。萌動(dòng)時(shí)，果皮沿側(cè)棱裂開(kāi)，胚根首先從果臍伸出，伸長(zhǎng)伸入土中，隨后胚軸伸長(zhǎng)，將彎曲呈弓形將兩片子葉和果皮推出土面，故牛蒡幼苗類(lèi)型為子葉出土幼苗。

子葉2片，對(duì)生，長(zhǎng)3 cm，寬0.8 cm，倒披針形，羽狀葉脈，全緣，綠色，光滑無(wú)毛。上胚軸不明顯。下胚軸圓柱形，長(zhǎng)0.4 cm，淡紫綠色，光滑無(wú)毛。初生葉1片，長(zhǎng)2.6 cm，寬 2.3 cm，圓卵形，基部心形，端部鈍尖，全緣，羽狀葉脈，主側(cè)脈明顯，葉背主脈隆起，葉上面光滑，深綠色，下面密被白色微絨毛，淡綠色，葉柄長(zhǎng)3.5 cm，三棱柱形，被微絨毛，上部淺綠色，下部淡紫色。主根發(fā)達(dá)，須根沿水平方向伸展(圖版11，圖版12)。

3 結(jié) 論

3.1 牛蒡種子按大小區(qū)分，屬于中型種子

牛蒡子長(zhǎng)寬厚大小為6.04 mm×2.68 mm×1.52 mm，單粒質(zhì)量13.48 mg。其種子按大小來(lái)區(qū)分屬于中型種子，這可能與其具有較高萌發(fā)率和幼苗形態(tài)建成及其定居成功率高有密切關(guān)系。

3.2 牛蒡子中富含蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是維持種子生命活動(dòng)所必需的，它是種子代謝和萌發(fā)過(guò)程中一些生理活性物質(zhì)的重要組成物質(zhì)，同時(shí)可以和可溶性糖共同提供種子萌發(fā)生長(zhǎng)過(guò)程中所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。高等植物在種子成熟期生產(chǎn)并儲(chǔ)存大量的儲(chǔ)藏蛋白質(zhì)，用來(lái)作為種子發(fā)芽及初期生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。牛蒡子中富含蛋白質(zhì)，比可溶性糖和粗脂肪含量多很多，這也許是牛蒡子易于保存和幼苗長(zhǎng)勢(shì)旺盛的原因之一。牛蒡也被人們追捧為營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的蔬菜，在許多國(guó)家被人們廣泛食用。

3.3 牛蒡子中K，Ca礦質(zhì)元素含量高

牛蒡子中存在生物體必需的大量元素K，Ca，Mg等。其中K含量最高，其次是Ca;另外，具有藥理活性的微量元素Fe，Mg，Zn，Cu等在牛蒡子中均有存在［11］。已知K是多種酶的激活劑，在糖類(lèi)與蛋白質(zhì)代謝以及呼吸作用中具有重要功能，并且參與能量代謝和物質(zhì)運(yùn)輸，不僅促進(jìn)新生的光合產(chǎn)物的運(yùn)輸，而且對(duì)貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)也有影響;Ca是細(xì)胞某些結(jié)構(gòu)的組分，能降低原生質(zhì)的水和度，提高植物適應(yīng)干旱與干熱的能力，并且與P和Mg形成植酸鈣鎂存在種子中，供萌發(fā)時(shí)需用。此外，Ca還參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)［12］。因此，這兩種元素均與植物的生長(zhǎng)生活密切相關(guān)。牛蒡子中的K，Ca兩種大量元素含量明顯高于其它幾種微量元素，這可能是牛蒡子易于萌發(fā)和有較高發(fā)芽率的原因之一。

圖版說(shuō)明

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(責(zé)任編輯:朱寶昌)