雪菊活性成分提取及引種研究進(jìn)展

江虹+秦勇

摘 要：雪菊原產(chǎn)于美國(guó)中西部，是中國(guó)西部地區(qū)廣為栽培的一種植物，現(xiàn)今已逐漸作為一種茶飲普及開(kāi)來(lái)。雪菊中含有多種天然活性成分，具有較高的藥用價(jià)值。本文主要對(duì)近些年來(lái)雪菊活性成分提取、引種及組織培養(yǎng)方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并提出了一些建議，以期能對(duì)雪菊的進(jìn)一步研究、開(kāi)發(fā)利用提供參考。

關(guān)鍵詞：雪菊；活性成分；引種；組織培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TS201.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.08.011

雪菊（Coreopsis tinctoria Nutt.）屬于菊科金雞菊屬，學(xué)名雙色金雞菊，又名蛇目菊，俗稱(chēng)“昆侖雪菊”、“血菊”等[1]。經(jīng)考證，野生雪菊生長(zhǎng)于新疆和田昆侖山區(qū)海拔3 000 m以上的雪域區(qū)，生長(zhǎng)環(huán)境極其惡劣，花期較短，采摘非常艱難，產(chǎn)量也極為稀少。由于其獨(dú)特的生長(zhǎng)環(huán)境，使雪菊擁有諸多藥理價(jià)值，吸引了眾多研究人員的關(guān)注。目前，雪菊已在我國(guó)西部地區(qū)廣泛種植，國(guó)內(nèi)外研究者也在雪菊化學(xué)組成成分、提取制備及其生物活性方面做了大量基礎(chǔ)性的研究工作，取得了一些階段性的成果。本研究通過(guò)搜集整理近幾年雪菊方面的研究成果，對(duì)有關(guān)雪菊活性成分提取、引種及組織培養(yǎng)的研究情況進(jìn)行綜述。

1 雪菊天然活性成分的提取

目前，已從雪菊中分離鑒定出300多種天然成分，近20余類(lèi)，其中包括30多種黃酮類(lèi)物質(zhì)和人體必需的礦物元素，20多種氨基酸，數(shù)十種芳香族化合物，還有豐富的多糖、有機(jī)酸、萜烯類(lèi)、維生素、酶類(lèi)等具有生物活性的天然成分 [2-3]。木合布力·阿不力孜等[4]曾利用氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定出雪菊中含有17種氨基酸，其中含有8種人體必需氨基酸。蘭衛(wèi)等[5]采用相應(yīng)方法測(cè)定出雪菊中蛋白質(zhì)（13.32%）、總糖（26.81%）、總黃酮（11.6%）、總皂苷（111.44 mg·g-1）、總氨基酸（9.83%）的含量。

1.1 黃酮的提取

黃酮類(lèi)化合物是雪菊的主要有效活性成分之一，它不僅可以作為評(píng)定雪菊質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一，同時(shí)又與雪菊的藥理作用密切相關(guān)[6]，近年來(lái)有關(guān)雪菊黃酮類(lèi)物質(zhì)的研究也越來(lái)越多。郭玉婷等[7]和張婕[8]均采用分光光度法分別測(cè)定比較了和田地區(qū)5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（博斯坦鄉(xiāng)、策勒鎮(zhèn)、康克鄉(xiāng)、克里亞鄉(xiāng)、芝來(lái)鄉(xiāng)）及達(dá)坂城區(qū)人工種植的雪菊中黃酮類(lèi)含量，結(jié)果表明：不同產(chǎn)地的雪菊中黃酮含量不同，和田地區(qū)5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的雪菊黃酮含量分別為16.3%，16.0%，16.4%，17.5%，13.8%，達(dá)坂城區(qū)雪菊的總黃酮含量最高達(dá)到19.97%。

為了探究能更快、更有效、更方便地萃取高含量黃酮，不少研究人員對(duì)其萃取工藝給予了優(yōu)化。如吳瑛等[9]也以昆侖雪菊為原料，研究提取時(shí)間、溫度、料液比和粒度大小4因素對(duì)雪菊生物黃酮含量的影響，最終確定當(dāng)提取溫度90 ℃、提取時(shí)間60 min、料液比1：90（g·mL-1）、粒度0.40 mm為水溶液萃取法提取黃酮的最優(yōu)條件，在此條件下雪菊的水溶性黃酮含量達(dá)24.85%。阿不都哈力力·艾力等[10]利用超聲微波協(xié)同優(yōu)化了超聲微波協(xié)同萃取雪菊中總黃酮的工藝，結(jié)果表明：當(dāng)料液比為1∶20（W/V），提取液為50%乙醇時(shí)，提取時(shí)間為60 min，超聲微波提取功率為100 W，黃酮含量高達(dá)20.33%。尼娜·馬吾列斯等 [11]則優(yōu)選了聚酰胺樹(shù)脂對(duì)雪菊總黃酮純化的工藝條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.15～0.25 mm聚酰胺對(duì)雪菊總黃酮的吸附與解吸較好，此時(shí)清洗液的最佳pH值為5，乙醇用量為11倍柱體積、濃度為70%，在該純化條件下，總黃酮純度由粗提物22.56%提高到68.04%；蔣莉等[12]則采用隨機(jī)質(zhì)心優(yōu)化程序（RCO）優(yōu)化了亞臨界水提取雪菊中的黃酮含量，通過(guò)對(duì)提取溫度、料液比和提取時(shí)間3個(gè)因素的優(yōu)化和驗(yàn)證，獲得了亞臨界水的最佳提取工藝條件（料液比為0.04，提取溫度160～170 ℃，提取時(shí)間47 min），此條件下的黃酮含量達(dá)15.81%。

1.2 揮發(fā)油的提取

揮發(fā)油又稱(chēng)精油，是存在于植物中的一類(lèi)具有芳香氣味、可隨水蒸汽蒸餾出來(lái)而又與水不相混溶的揮發(fā)性油狀成分的總稱(chēng)。揮發(fā)油為一混合物，其組分也較為復(fù)雜。研究昆侖雪菊揮發(fā)油的化學(xué)成分能夠?yàn)檠┚召|(zhì)量評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)，是近年來(lái)研究雪菊化學(xué)組分的熱點(diǎn)之一。

張彥麗等[13]采用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)并結(jié)合計(jì)算機(jī)檢索分析揮發(fā)油成分，從昆侖雪菊揮發(fā)油中鑒定出了22種成分，主要成分為芋烯 （63.23%）、3-蒈烯（7.05%）、β-對(duì)繳花烴（5.23%）。沈維治等[14]采用頂空固相微萃?。℉S-SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）對(duì)雪菊的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雪菊中揮發(fā)性成分主要以萜烯類(lèi)和酮類(lèi)化合物為主，含量最高達(dá)到62.23%，其次為醛醇類(lèi)，含量達(dá)6.56%～12.25%；還含有較少量的環(huán)氧化合物、芳烴衍生物、雜環(huán)類(lèi)化合物、脂類(lèi)等，相對(duì)含量較高的成分主要有雙戊烯，含量為21.19%；其次是6-環(huán)癸二烯、5-亞甲基，1-甲基等，含量為9.37%。迪里努爾· 阿布都熱合曼等[15]采用超臨界CO2流體法萃取得到昆侖雪菊油樹(shù)脂精油，并用同樣技術(shù)對(duì)其成分進(jìn)行分離鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)昆侖雪菊油樹(shù)脂精油有84 種化合物，主要成分為烯類(lèi)（64.12%）、醇類(lèi)（11.47%）、烷烴類(lèi)（8.76%）、酸類(lèi)（6.31%）、酯類(lèi)（1.5%），占總化合物含量的92.16%。錢(qián)宗耀等[16]也利用相似技術(shù)檢測(cè)出雪菊中主要揮發(fā)性成分有馬鞭草烯醇3-蒈烯、α-檸檬烯、香芹酮等。劉恩乾等[17]則檢測(cè)出54個(gè)峰，確定了其中的43個(gè)化合物，其含量占全油的88.28%，主要成分為大根香葉烯（4.63%）、二十烷（5.2%）、（1R）-右旋樟腦（3.68%）、2-乙基-4-甲基咪唑（8.32%）等。范少麗等[18]利用超臨界流體CO2萃取昆侖雪菊油樹(shù)脂，確定萃取了最優(yōu)工藝條件。在萃取時(shí)間100 min、萃取溫度45 ℃、萃取壓力20 MPa、夾帶劑用量150 mL的條件下萃取效果最優(yōu)，雪菊油樹(shù)脂萃取得率為18.42%。

1.3 多糖及皂苷提取

邵理等[19]利用響應(yīng)面法優(yōu)化雪菊多糖提取工藝，結(jié)果表明，超聲時(shí)間53 min，液料比60 mL·g-1，溫度68 ℃條件下雪菊中多糖萃取率可高達(dá)9.85%；馬超等[20]采用相似方法優(yōu)化了雪菊皂苷提取工藝，得出皂苷最優(yōu)提取工藝條件為：超聲溫度61 ℃，超聲時(shí)間29 min，水料比21∶1（mL∶g），在此工藝條件下雪菊總皂苷的提取率高達(dá)7.57%。

1.4 綠原酸、木犀草苷和槲皮苷的提取

Christina等[21]以雪菊為材料，使用不同濃度的溶劑（55%，78%，96%的含水乙醇）測(cè)定出提取物中含有較多種類(lèi)的抗氧化活性物質(zhì)如大花金雞菊素、木犀草素、芹菜素及酚酸類(lèi)的綠原酸、咖啡酸。王亮等[22]用RP-HPLC法測(cè)定了雪菊、杭菊和貢菊中綠原酸、木犀草苷和槲皮苷的含量，結(jié)果表明：不同種類(lèi)菊花的綠原酸、木犀草苷和槲皮苷含量存在顯著性差異。雪菊的綠原酸含量最高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.46 mg·g-1，杭菊含量次之，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.28 mg·g-1，貢菊的綠原酸含量最低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.15 mg·g-1；雪菊的木犀草苷含量最高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46.58 mg·g-1、杭菊含量次之，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.39 mg·g-1，貢菊木犀草苷含量最低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.41 mg·g-1；雪菊的槲皮苷含量最高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28.6 mg·g-1，杭菊含量次之，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.23 mg·g-1，貢菊木犀草苷含量最低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.2 mg·g-1。

1.5 花青素的提取

花青素類(lèi)是一類(lèi)生物活性物質(zhì)，是藥用植物中的功能性有效成分，花青素的研究對(duì)研究雪菊藥理作用提供了一定的幫助。目前，關(guān)于雪菊花青素的研究報(bào)道不多，通常都是以乙醇為提取溶劑，回流提取雪菊原花青素。如趙文杰等[23]確定了回流提取昆侖雪菊原花青素的最佳工藝條件。在乙醇濃度60%、料液比為1∶16、浸提時(shí)間為2.5 h、浸提溫度為60 ℃的條件下昆侖雪菊原花青素的提取率可達(dá)到10.24%。迪拉熱木· 熱黑木等[24]則確定了超聲波輔助提取昆侖雪菊原花青素的最佳工藝條件為：超聲溫度44 ℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，超聲功率240 W，料液比為1∶22（g·mL-1），浸提時(shí)間33 min，反復(fù)浸提2次，在此條件下雪菊原花青素的提取率達(dá)到13.29%。

2 雪菊引種

近年來(lái)，由于愈來(lái)愈多的人對(duì)雪菊的認(rèn)識(shí)更深一步，雪菊的栽培范圍不斷擴(kuò)大，繼而使得雪菊的引種量也逐年增加。為了探究雪菊高產(chǎn)栽培技術(shù)，研究人員對(duì)雪菊引種方面也進(jìn)行了研究。袁翠蓮等[25]針對(duì)不同海拔高度、不同密度進(jìn)行對(duì)比種植試驗(yàn)，結(jié)果表明：（1）雪菊生育周期短，適應(yīng)性較強(qiáng)，抗病性和豐產(chǎn)性較好，開(kāi)花期長(zhǎng)，可達(dá)70 d左右，產(chǎn)量高；（2）高海拔區(qū)雪菊比低海拔區(qū)病害發(fā)生輕，產(chǎn)量高，花朵大，植株粗壯，開(kāi)花期延后5 d；（3）摘心處理的產(chǎn)量比不摘心的產(chǎn)量低；（4）不同海拔同等面積下不同密度種植的雪菊小區(qū)產(chǎn)量不同，株行距在44.5 cm×50 cm的小區(qū)植株開(kāi)展度最好，植株分枝較多，花朵大，植株強(qiáng)，產(chǎn)花量多。

種子萌發(fā)的條件與引種、高產(chǎn)栽培技術(shù)等方面因素息息相關(guān)，有關(guān)雪菊種子相關(guān)特性的研究也為雪菊引種工作的進(jìn)一步進(jìn)行提供了理論依據(jù)。研究人員發(fā)現(xiàn)溫度、相對(duì)濕度、激素對(duì)雪菊種子萌發(fā)有一定的影響，而雪菊種子萌發(fā)對(duì)光照無(wú)特殊要求。朱軍等[26]測(cè)定了種子在不同溫度梯度（5，10，15，20，25，30，35 ℃）、不同濕度梯度（20%，35%，50%，65%，75%，90%，100%）各個(gè)處理的發(fā)芽率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最適雪菊種子萌發(fā)溫度為15～25 ℃，相對(duì)濕度為65%～75%；在用100 mL·L-1的吲哚丁酸（IBA）、吲哚乙酸（IAA）、6芐基腺嘌呤（6-BA）、赤霉素（GA）不同激素處理的雪菊的種子中發(fā)現(xiàn)：6-BA處理種子發(fā)芽較為整齊，IAA處理種子發(fā)芽率最高，表明激素處理能夠明顯提高雪菊種子的發(fā)芽勢(shì)。在光照為0 ，12 h·d-1處理后發(fā)現(xiàn)，雪菊種子在黑暗和光照條件下均可正常發(fā)芽，證明了雪菊種子是光不敏感型種子，播種時(shí)不需要特殊處理。

郭艷超等、秦勇等[27-28]還發(fā)現(xiàn)雪菊種子有一定的耐鹽性，種子的發(fā)芽與鹽溶液的濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。郭艷超等[27]、秦勇等[28]分別用不同濃度NaCl單鹽溶液（0%，0.3%，0.6%，0.9%，1.2%）5個(gè)梯度和（1，2，3，4 ，5，10 ，15 ，20 ，25 ，30 g·L-1）10個(gè)梯度處理雪菊種子，研究不同濃度鹽脅迫對(duì)雪菊種子萌發(fā)的影響，結(jié)果均表明：雪菊種子具有一定耐鹽性，且隨著鹽濃度的升高，種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、活力指數(shù)等都有所降低。在郭艷超的研究結(jié)果中，在0%～0.9%鹽濃度梯度范圍內(nèi)，各性狀指標(biāo)與對(duì)照差異不顯著，1.2%鹽濃度下與對(duì)照形成的差異顯著；鹽濃度為0.3%對(duì)種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，發(fā)芽率為87%；鹽濃度超過(guò)0.9%時(shí)，種子發(fā)芽時(shí)間明顯延遲，發(fā)芽率變?yōu)?7%；種子萌發(fā)時(shí)的耐鹽極限濃度為3.83%；耐鹽適宜范圍在0%～0.3%；耐鹽半致死濃度為2.25%。秦勇的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，較低濃度的NaCI溶液對(duì)雪菊種子萌發(fā)影響較小，高濃度的NaCI溶液對(duì)雪菊種子萌發(fā)影響較大，當(dāng)NaCI溶液達(dá)到15 g·L-1濃度時(shí)，雪菊種子不發(fā)芽。

3 雪菊的組織培養(yǎng)

迄今為止，有關(guān)雪菊的組培研究相對(duì)還較少。唐建卓等[29]以帶芽莖段、莖尖、葉片為外植體，MS為培養(yǎng)基，添加不同濃度6芐基腺嘌呤（6-BA）和萘乙酸（NAA），進(jìn)行組織培養(yǎng)試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.3 mg·L-1的培養(yǎng)基適合于帶芽莖段愈傷組織誘導(dǎo)；MS+6-BA 3.0 mg·L-1+NAA 0.3 mg·L-1的培養(yǎng)基適合于葉片愈傷組織誘導(dǎo)；MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1的培養(yǎng)基適合于莖尖愈傷組織誘導(dǎo)；MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.3 mg·L-1的培養(yǎng)基適合于雪菊愈傷組織增殖和不定芽誘導(dǎo)；適合雪菊試管苗生根的培養(yǎng)基為1/2MS+6-BA 0.3 mg·L-1+NAA 0.03 mg·L-1，蔗糖減半，平均生根數(shù)為8.47條。以雪菊無(wú)菌苗的帶芽莖段、莖尖和葉片為外植體，成功地誘導(dǎo)出了愈傷組織，其中帶芽莖段愈傷組織誘導(dǎo)率最高，時(shí)間最短，效果最好，莖尖次之，葉片最差。

4 建議與展望

相對(duì)于國(guó)外，我國(guó)對(duì)雪菊的研究起步較晚。目前，我國(guó)主要對(duì)雪菊藥理功能的研究較為普遍，迄今為止已報(bào)道的雪菊藥理作用也頗多，主要包括抗炎[30]、降血脂[31-33]、降血壓[34]、降血糖[35-37]、抗凝血[38]、抗氧化[39-40]等，在雪菊的生物學(xué)特性、生長(zhǎng)發(fā)育、光合生理、逆境生理等方面的研究方面均處于初級(jí)階段，對(duì)其天然化學(xué)物質(zhì)的提取、生物活性成分鑒定等方面仍需進(jìn)一步深入研究，而有關(guān)雪菊傳粉生物學(xué)等方面的研究還未見(jiàn)報(bào)道。隨著人們對(duì)雪菊的關(guān)注度不斷提高，飲用雪菊產(chǎn)品的人數(shù)將越來(lái)越多，今后進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用雪菊也顯得尤為重要，可見(jiàn)雪菊仍存在較高的研究?jī)r(jià)值。

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