藥用資源沙棗產(chǎn)膠影響因素分析

王果平，努爾買買提·阿布都克里木，阿吉艾克拜爾·艾莎

(1.中國科學院新疆理化技術(shù)研究所，烏魯木齊 830011；2.中國科學院大學，北京 100039；3.新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所，烏魯木齊 830002)

0 引 言

【研究意義】沙棗是荒漠干旱地區(qū)主要造林樹種，在中國主要分布于西北各省及內(nèi)蒙西部[1]。具有防風固沙和水土保持作用[2-3]。沙棗膠為沙棗莖枝滲出的膠汁，在新疆資源豐富卻很少被利用，由于收取方便，價格低廉，用途廣泛，目前在國內(nèi)代替阿拉伯膠，主要用于食品、印染、醫(yī)藥和造紙等工業(yè)中。發(fā)展沙棗膠產(chǎn)業(yè)，種植沙棗一方面防風固沙，具有保護和改良當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境作用，另一方面也為當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加農(nóng)民收入提供參考?！厩叭搜芯窟M展】20世紀90年代，就對沙棗膠的功效和化學成分進行了研究，進而比較了幾種膠的理化性能和生理活性[4-8]，探索產(chǎn)膠成因[9-11]。研究結(jié)果顯示，水分條件較好的濕潤地帶沙棗出膠量高，即灌溉和覆膜能增加沙棗的出膠量，沙棗樹的出膠隨氣溫升高而顯著增加，創(chuàng)口類型和數(shù)量及樹齡也是產(chǎn)生出膠量差異的原因，即創(chuàng)口越多出膠量越多，成熟林出膠量多?！颈狙芯壳腥朦c】研究合理的種植區(qū)域和適宜的生態(tài)環(huán)境，規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局，確定種源，分析不同種源(尖果沙棗、沙棗和東方沙棗)、產(chǎn)地(南疆、東疆和北疆)及生態(tài)環(huán)境因子(年積溫、海拔、經(jīng)緯度、年蒸發(fā)、無霜期等)對沙棗膠的產(chǎn)量和質(zhì)量的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究不同種源、不同產(chǎn)地、不同生態(tài)環(huán)境和沙棗產(chǎn)膠率、多糖含量的關(guān)系，分析種源、產(chǎn)地和生態(tài)環(huán)境因子對沙棗產(chǎn)膠的影響，為開發(fā)新疆沙棗膠資源、沙棗及沙棗膠產(chǎn)業(yè)布局、發(fā)展及選址提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

以新疆分布的尖果沙棗E.oxycarpa、沙棗E.angustifolia和東方沙棗E.angustifoliavar.orientalis[12]三種植物為研究對象。于2016年5月選擇保存完好的14個自然居群研究沙棗膠的產(chǎn)膠率，每個采集地隨機選取胸徑一致的5株個體，并在胸徑處劃取相同大小的傷口，10月收集各居群沙棗膠，干燥，去雜，稱重，記錄產(chǎn)膠量，并根據(jù)5 cm2創(chuàng)面的產(chǎn)膠量計算單位面積產(chǎn)膠率。收集新疆22個居群產(chǎn)的沙棗膠測定其中多糖的含量。表1

1.2 方 法

1.2.1 多糖提取

研磨好的沙棗膠粉末干燥，去雜，過100目篩，配制2%的沙棗膠水溶液，室溫下呈凝膠狀態(tài)，pH 6.5～7，加H2O240℃水浴，無水乙醇沉淀，溶液∶無水乙醇=1∶4，所得產(chǎn)物進行洗滌，獲得白色粉末狀的多糖。

1.3 數(shù)據(jù)處理

產(chǎn)膠率和多糖含量公式如下。運用SPSS、R軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種源對沙棗膠的影響

2.1.1 產(chǎn)膠率

尖果沙棗產(chǎn)膠率為0.15～2.62 g/cm2，東方沙棗產(chǎn)膠率昌吉市0.16 g/cm2，吐魯番市是1.92 g/cm2，沙棗產(chǎn)膠率額敏縣0.06 g/cm2，阿拉爾市0.40 g/cm2，分析沙棗種源與產(chǎn)膠率的關(guān)系，差異不顯著(P>0.05)。表1，圖1a

2.1.2 多糖含量

尖果沙棗膠多糖含量為31%～85%，僅伽師縣(31%)和昌吉市(48%)含量較低，其他區(qū)域為60%～85%，平均為69.81%。沙棗膠多糖含量為42%～78.5%，東方沙棗膠多糖含量28%～85%，僅伽師縣含量較低為28%，其他產(chǎn)地在49%～85%。表2

種源與多糖含量差異不顯著(P=0.173)，就同一個產(chǎn)地的不同種源來看，疏附縣、昌吉市的東方沙棗膠多糖含量(76.5%,85%)高于尖果沙棗，而疏勒縣、伽師縣、吐魯番市的東方沙棗膠多糖含量卻低于尖果沙棗，額敏縣的尖果沙棗膠多糖含量高于沙棗。圖1b

表1 3種沙棗產(chǎn)膠率Table1 Gum yield of Elaeagnus L.

種源Species序號No.采集地Collection place產(chǎn)膠率Gum ratio(g/cm2)尖果沙棗E.oxycarpa1焉耆縣0.922吐魯番市2.623哈密市0.194霍城縣#0.205察布查爾縣0.246阜康市0.157五家渠市0.258博樂市0.269和布克賽爾縣0.3110吉木乃縣0.34沙棗E. angustifolia1阿拉爾市0.402額敏縣0.06東方沙棗E.angustifoliavar.orientalis1吐魯番市1.922昌吉市0.16

注：#：霍城縣采集的尖果沙棗為野生，其余采集地的沙棗為栽培

Note: Eleangnus in HuoCheng country is wild and other place is cultivated

表2 3種沙棗多糖含量
Table 2 Polysaccharide content of Elaeagnus L.

種源Species序號No.采集地Collection place多糖含量(%)Polysaccharide content尖果沙棗E.oxycarpa1疏勒縣#69.002疏附縣#62.003伽師縣#31.004焉耆縣67.505吐魯番市71.506哈密市70.507烏魯木齊市#80.008烏魯木齊市#77.509霍城縣#60.0010察布查爾縣66.0011昌吉市#48.0012阜康市85.0013五家渠市70.0014博樂市77.0015額敏縣#78.0016和布克賽爾縣83.5017富蘊縣#77.5018吉木乃縣82.50沙棗E. angustifolia1和田市#78.502阿拉爾市60.003額敏縣42.00東方沙棗E.angustifoliavar.orientalis1皮山縣#67.002疏勒縣#49.003疏附縣#76.504伽師縣#28.005吐魯番市50.006昌吉市85.00

注：#：野生

Note: #：wild

注：a 種源&產(chǎn)膠率；b種源&多糖含量；1沙棗，2東方沙棗，3尖果沙棗

a source & gum yield; b source & polysaccharide content； 1E.angustifolia, 2E.angustifoliavar.orientalis, 3E.oxycarpa

圖1 種源與產(chǎn)膠率和多糖含量相關(guān)性
Fig.1 Correlation between source and gum yield and polysaccharide content

2.2 產(chǎn)地對沙棗膠的影響

2.2.1 產(chǎn)膠率

產(chǎn)膠率平均為0.32 g/cm2，產(chǎn)膠率最高的產(chǎn)地為吐魯番2.62 g/cm2，最低的產(chǎn)地為額敏縣0.06 g/cm2。野生尖果沙棗(霍城縣)產(chǎn)膠率為0.20 g/cm2，其余栽培尖果沙棗產(chǎn)膠率平均為0.62 g/cm2，栽培尖果沙棗產(chǎn)膠率高于野生尖果沙棗的產(chǎn)膠率。尖果沙棗產(chǎn)膠率依次為吐魯番>焉耆>和豐縣>吉木乃縣>阜康，即東疆>南疆>北疆。東方沙棗產(chǎn)膠率為吐魯番>昌吉，即東疆>北疆。沙棗產(chǎn)膠率為阿拉爾市>額敏縣，即南疆>北疆。

尖果沙棗產(chǎn)膠率和產(chǎn)地之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.385，表示產(chǎn)地與產(chǎn)膠率呈正相關(guān)關(guān)系，且具有顯著意義(P=0.003)。東方沙棗相關(guān)系數(shù)為0.753，說明東方沙棗產(chǎn)地與產(chǎn)膠率為中度正相關(guān)，P=0.019<0.05，具有顯著意義。沙棗的產(chǎn)地與產(chǎn)膠率相關(guān)系數(shù)為-0.658，為負中度相關(guān)性，P=0.011<0.05，具有顯著性意義。 表1

2.2.2 多糖含量

產(chǎn)地與沙棗膠多糖含量差異不顯著(P=0.051>0.05)。按照行政區(qū)劃分，沙棗膠多糖含量為天山以南地區(qū)高于天山以北，東方沙棗膠多糖含量為天山以北高于天山以南地區(qū)，尖果沙棗膠多糖含量天山以南和天山以北地區(qū)無明顯區(qū)分。

2.3 生態(tài)環(huán)境對沙棗膠的影響

2.3.1 產(chǎn)膠率

海拔、無霜期、年均溫、≥10℃的年積溫與產(chǎn)膠率差異顯著(P<0.05)，其余生態(tài)因子差異不顯著。除海拔為負相關(guān)外，其余均為正相關(guān)。表3

2.3.2 多糖含量

各項生態(tài)因子與多糖含量差異不顯著(P值均>0.05)。說明生態(tài)因子對多糖含量影響較小。表4

表3 環(huán)境因子與產(chǎn)膠率相關(guān)性
Table 3 Correlation between environment factor and gum yield

環(huán)境因子Enviroment factor相關(guān)系數(shù)SlopeP經(jīng)度longitude0.070.22緯度latitude-0.150.21海拔altitude-0.001 299 30.01年降水Annual precipitation-0.001 181 80.17年蒸發(fā)量Annual evaporation-0.000 305 90.162無霜期Frost-free period0.018 0932.74E-05年均溫Average annual temperature0.249 170.000 152≥10℃的年積溫Annual accumulated temperature ≥10°C0.001 144 40.003 58平均日照時數(shù)Average sunshine hours0.000 256 90.665太陽輻射總量Total solar radiation (KJ/cm2)0.021 970.730 4

表4 環(huán)境因子與多糖含量相關(guān)性
Table 4 Correlation between environment factor and polysacharride content

環(huán)境因子Enviroment factor相關(guān)系數(shù)SlopeP經(jīng)度longitude0.010 3930.086 72緯度latitude0.016 490.119 4海拔altitude1.96E-050.793 3年降水Annual precipitation0.000 195 90.659 1年蒸發(fā)量Annual evaporation2.76E-050.845 1無霜期Frost-free period-0.001 477 30.118 8年均溫Average annual temperature-0.021 890.052 69≥10℃的年積溫Annual accumulated temperature ≥10°C-7.03E-050.399 6平均日照時數(shù)Average sunshine hours3.38E-050.738相對濕度Relative humidity0.000 217 80.666 7太陽輻射總量Total solar radiation (KJ/cm2)-0.002 2750.771

3 討 論

不同種源的幾種沙棗的產(chǎn)膠率和多糖含量統(tǒng)計上都無顯著差異，即基源對沙棗產(chǎn)膠無影響，因此，發(fā)展沙棗膠產(chǎn)業(yè)時，種源因素無需過多考量。

產(chǎn)地與產(chǎn)膠率相關(guān)性差異顯著，即產(chǎn)地對產(chǎn)膠率影響較大。天山以南地區(qū)(焉耆縣、吐魯番市、哈密市)尖果沙棗產(chǎn)膠率平均值(1.24 g/cm2)高于天山以北地區(qū)(察布查爾縣、五家渠市、阜康市、博樂市、和布克賽爾縣、吉木乃縣)的平均值(0.25 g/cm2)，因此，天山以南地區(qū)更適宜大規(guī)模的推廣。產(chǎn)地與膠多糖含量差異不顯著，伽師縣的東方沙棗和尖果沙棗其多糖含量均低于其他產(chǎn)地相同種類的多糖含量，顯示了伽師縣的地域特殊性。

海拔越低，無霜期越長，年均溫和年積溫越高，產(chǎn)膠率越高，說明沙棗的分布若在海拔偏低的平原和年均溫較高的地方，產(chǎn)膠率就高。這也與前人的研究結(jié)果相一致，即產(chǎn)膠與氣溫有直接關(guān)系，天熱易產(chǎn)膠[10-12]。研究結(jié)果也反映了沙棗產(chǎn)膠率與產(chǎn)地和生態(tài)因子的一致性，這可能是氣溫高，沙棗機體自身代謝旺盛響應(yīng)機制的表現(xiàn)。環(huán)境因子與多糖含量相關(guān)性差異不顯著，這也暗示沙棗膠質(zhì)量不受環(huán)境因素的影響。

新疆發(fā)展沙棗膠產(chǎn)業(yè)有著得天獨厚的優(yōu)勢，沙棗、尖果沙棗和東方沙棗均入維藥[13]，優(yōu)先選擇海拔較低的平原和天山以南地區(qū)進行沙棗及沙棗膠產(chǎn)業(yè)的推廣。

4 結(jié) 論

4.1 種源對沙棗膠產(chǎn)膠量和多糖含量無影響。即新疆分布的沙棗、尖果沙棗和東方沙棗其產(chǎn)膠量和多糖含量與其種源無關(guān)。

4.2 天山以南、東(南疆、東疆)的產(chǎn)膠率高于天山以北地區(qū)(北疆)，對多糖含量無影響。即南疆和東疆更適宜大規(guī)模種植沙棗和推廣沙棗膠產(chǎn)業(yè)。

4.3 低海拔、長無霜期和高的年均溫和年積溫，產(chǎn)膠率高，對多糖含量無影響。這也反映了沙棗適宜生長的地理和氣候條件即平原和較高的氣溫。

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