花楸樹（Sorbus pohuashanensis）營養(yǎng)物質與藥用成分探究

徐嫚嫚，于雪丹，鄭勇奇，張 濤，夏新合，付其迪，張川紅＊

(1. 中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所，國家林業(yè)和草原局林木培育重點實驗室，北京，100091；2. 山東農業(yè)大學林學院，山東 泰安，271018)

花楸屬(SorbusL.)植物是薔薇科(Rosaceae)落葉喬木或灌木，全世界約有100種，主要分布于北溫帶[1]?，F(xiàn)代藥理學研究證明，花楸屬植物體內含有大量蘆丁、槲皮素等黃酮類化合物，綠原酸、原花青素等酚類化合物以及生氰苷類物質[2]，具有抗癌[3-4]、改善血糖[5]、消炎抑菌[6]、抗氧化[7]等重要作用。目前，國外已經對北歐花楸(S. aucupariaL.)、朝鮮花楸(S. commixtaHedl.)、地中海花楸(S.domesticaL.)和野果花楸(S. torminalisL.)等10多種花楸屬植物開展了藥用價值研究[8-11]。北歐花楸果實內含有多種黃酮類物質，主要存在形式是以槲皮素、兒茶素及其衍生物為主[11]，黃酮類物質具有很強的抗氧化作用，主要表現(xiàn)在清除羥基等自由基、抗脂質過氧化能力、清除超氧陰離子等方面[12-13]。Na[14]等研究發(fā)現(xiàn)，朝鮮花楸中的兩種黃酮類物質（兒茶素-7-O-木糖苷和兒茶素-7-O-芹菜糖苷）的DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基清除能力、抗脂質過氧化能力和清除超氧陰離子活性強于α-生育酚和丁基羥基茴香醚（BHA）。Termentzi等[15-16]對不同成熟時期的地中?；ㄩ惫麑嵉奶崛∥镅芯堪l(fā)現(xiàn)，果實的抗氧化性與總酚含量成正相關，且黃酮類化合物是其抗氧化能力的關鍵。另外，環(huán)境脅迫會導致美洲花楸(S. americanaMarsh.)體內積累次生代謝物質，提高其抗氧化能力[5]。酚類物質是植物中存在的一類天然化合物，具有顯著的抗氧化、抗癌等重要的作用，因而成為國內外研究的熱點。研究表明，從地中?；ㄩ薄⒁肮ㄩ敝刑崛〉目寡趸瘎?、抗炎劑、疼痛抑制劑等天然藥劑具有廣闊的應用前景[17-18]?；ㄩ睂僦参锕麑崒儆跐{果，果汁豐富，物質種類豐富，北歐花楸在國外已得到了較為廣泛的應用，果實可制成餡餅果醬，磨成粉、發(fā)酵后可造酒，或蒸餾出酒精，此外，北歐花楸也被用做喉嚨痛漱口藥，樹皮和葉子可做漱口藥治療鵝口瘡[19]。

我國花楸屬植物約有60余種，其中水榆花楸(S. alnifolia(Sieb.et Zucc.)K.Koch)、石灰花楸 (S.folgneri(C. K. Schneid.) Rehder)、天山花楸 (S.tianschanicaRupr.)、西伯利亞花楸 (S. sibiricaPall.)、黃山花楸(S. amabilisCheng ex Yu)和花楸樹等6種具有藥用價值[20]。目前，我國對于花楸屬植物藥用價值的研究主要集中于天山花楸，對屬內其他種的藥用成分研究較少?！缎陆胁菟幨謨浴穂21]記載天山花楸具有清熱利肺、補脾生津、止咳的功效。在新疆民間地區(qū)，天山花楸已經成為常用的一種藥材，人們常用果實、枝葉和莖皮入藥，對治療咳嗽哮喘具有較好的功效。天山花楸不同部位的藥用價值存在差異，其枝葉提取物的化痰、平喘效果比果實好[20]，果實提取物的抑菌效果強于枝葉[22]。另外，天山花楸不同部位的黃酮類化合物含量以及種類也不同[23]。與國外相比，國內研究的物種較少、內容較狹窄且水平較落后，研究內容仍然集中在止咳、消炎等傳統(tǒng)藥用價值[24]，尚未對抗癌等藥效方面開展研究。

花楸樹[25]又稱百華花楸、紅果臭山槐，是我國北方山區(qū)著名的景觀樹種。我國對花楸樹營養(yǎng)價值和藥用價值的研究起步較晚，目前的研究主要集中于果實的化學成分分析[26-27]，對葉片的營養(yǎng)成分以及藥用價值的研究基礎較薄弱，嚴重限制其開發(fā)與利用。因此，本研究通過對花楸樹的不同部位的營養(yǎng)和藥用價值的化學成分進行比較全面地分析，為其將來藥用價值的開發(fā)與利用奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本研究對象為花楸樹，為花楸屬復葉組百花系喬木，嫩枝和冬芽均密被灰白色絨毛，冬芽鱗片紅褐色，果實紅色或橘紅色；對照是北京花楸(S.discolor(Maxim.)Maxim)，為花楸屬復葉組兩色系喬木，嫩枝和冬芽光滑無毛，冬芽鱗片棕褐色，果實白色或黃色?；ㄩ睒渑c北京花楸是同屬同組不同系的近緣種，同時在河北駝梁山分布，因此，本研究選擇與花楸樹同域分布的北京花楸為參照樹種，從而排除環(huán)境的差異，探究兩者在營養(yǎng)物質與藥用成分的差異。樣品采集地點為駝梁山風景區(qū)，該風景區(qū)位于河北省平山縣西北部太行山中段，海拔700～2 281 m。年平均氣溫9.3 ℃，年平均降水量530～690 mm，土壤種類有褐土、草甸土、亞高山草甸土、棕壤4種土壤類型。2017年5月和9月于河北駝梁山風景區(qū)分別隨機選取生長良好的花楸樹樣品（編號為TLSP）與北京花楸樣品（編號為TLSD）（對照樹種）各3個單株，每個單株為1個重復，分別采集嫩枝、嫩葉、成熟葉和果實各5 g，于4 ℃冰箱短暫保存?zhèn)溆?。另取花楸樹和北京花楸新鮮果實各5 g，于70 ℃烘箱中烘干至恒質量，密封保存?zhèn)溆?。樣品均經中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所張川紅副研究員鑒定。

1.2 實驗儀器

烘箱、粉碎機、超聲破碎儀、離心機、水浴鍋、可調式移液器、針頭式過濾器、可見分光光度計（722S）、高效液相色譜儀（Rigol L3000）、反相色譜柱（250 mm*4.6 mm，5 μm）（Kromasil C18）、96孔板、40目篩、100目篩、研缽等。

1.3 實驗試劑

總酚、黃酮、單寧、花色苷、類胡蘿卜素、可溶性糖、蛋白質及維生素C等含量測定試劑盒均由蘇州科銘生物技術有限公司提供；濃硫酸、60%乙醇等試劑為國產分析純；甲醇、磷酸、蒸餾水等試劑為國產色譜純。

1.4 實驗方法

1.4.1 物質提取、分離與測定 測定的物質分別為：蛋白質、可溶性糖、維生素C（Vc）、類胡蘿卜素、花色苷、黃酮類物質、總酚、單寧。按照科銘生物技術有限公司提供的試劑盒要求提取、分離該8種物質并進行含量測定。

1.4.2 黃酮類和酚類物質成分提取、分離與測定測定7種黃酮類物質，分別為：槲皮素、兒茶素、山奈酚、芹菜素、木犀草素、異鼠李素、金合歡素；測定7種酚類物質，分別為：表兒茶素、鞣花酸、白藜蘆醇、咖啡酸、沒食子酸、游離棉酚、綠原酸。

（1）對照樣品溶液制備與線性關系

分別精密量取綠原酸等14種成分對照樣品各約10 mg置于14個10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度線，搖勻，分別得到14種質量濃度均為1 mg·mL-1的對照樣品溶液。

分別量取14種成分對照品溶液1、2、4、6、8、10 mL，分別置于10 mL容量瓶中，加水定容，制成系列對照品溶液。精密量取上述系列對照品溶液各10 μL，按下列色譜條件分別進樣測定，記錄峰面積。色譜條件如下：

色譜柱：Kromasil C18反相色譜柱（250 mm*4.6 mm，5 μm）；

流動相：綠原酸、咖啡酸為1%乙酸水溶液：甲醇（80∶20）；沒食子酸等5個多酚：流動相A為1%磷酸水溶液、流動相B為乙腈；芹菜素、木犀草素、金合歡素、槲皮素、山奈酚及異鼠李素：600 mL甲醇和400 mL超純水混合，加入0.8 mL磷酸，混勻；

流速：綠原酸、咖啡酸、槲皮素、山奈酚與異鼠李素 0.8 mL·min-1；其余 1.0 mL·min-1。

檢測波長：芹菜素270 nm，木犀草素、金合歡素350 nm，槲皮素、山奈酚與異鼠李素360 nm，其余270 nm；

柱溫：芹菜素、槲皮素、山奈酚和異鼠李素35 ℃，其余為30 ℃；

進樣量：10 μL。

（2）回收率試驗

準確稱取已知14種成分含量的供試樣品3份，每份約1.0 g，加入與樣品中含量大致相等的標準品，制備成供試樣品成分提取液，按照（1）中的色譜條件進行測定，計算各種成分的回收率及RSD值（表1）。

（3）樣品溶液制備和含量測定

各稱取約0.5 g樣品，加入1 mL 60%乙醇，勻漿，4 ℃過夜浸提。8 000 r·min-1離心 10 min，離心后取出上清液。復提1次，合并2次上清液，用氮氣吹掃。60%乙醇定容至0.5 mL，針頭式過濾器過濾于帶有內襯管的樣品瓶內，待測。

分別取花楸樹和北京花楸的新鮮果實，按照（1）項的方法制備溶液，然后按照上文同樣的色譜條件下進樣測定，記錄峰面積并計算14種成分的含量。

2 結果與分析

2.1 花楸樹不同部位物質含量的差異

花楸樹不同部位均含有豐富的營養(yǎng)物質和藥用物質（見表2）。鮮果的蛋白質、可溶性糖、花色苷含量最高，嫩葉和成熟葉次之，嫩枝含量最低。成熟葉Vc和類胡蘿卜素含量豐富，分別為132.01 μg·g-1和 6 358.96 μg·g-1，嫩葉和鮮果次之，嫩枝最低?；ㄩ睒淙~片中黃酮類物質含量相對較高，成熟葉片含量為22.22 mg·g-1，嫩葉中為20.98 mg·g-1，鮮果中含量最低，僅約為成熟葉片的1/5。干果中總酚類物質含量較高，為26.82 mg·g-1，其次為成熟葉、嫩葉、鮮果，嫩枝中含量最低?；ㄩ睒洳煌课唬ǜ晒猓┑膯螌幒烤鄬^低，為 1.39～2.02 mg·g-1。

花楸樹干果各類物質的含量明顯不同。其中，營養(yǎng)物質中，蛋白質、可溶性糖含量最高，分別為 391.35 mg·g-1和 213.00 mg·g-1，Vc 次之，含量為43.55 μg·g-1，類胡蘿卜素含量最低，僅為3.27 μg·g-1。干果中含有具有抗氧化活性物質，其中酚類含量最高，為26.82 mg·g-1，黃酮類次之，為12.11 mg·g-1，花色苷含量為 206.68 μg·g-1。此外，干果中單寧含量為6.61 mg·g-1。與新鮮果實相比，除干果Vc含量明顯低，約為鮮果含量的1/2之外，其余干果成分含量均比鮮果高，花色苷和總酚含量約為鮮果的2倍，蛋白質、可溶性糖、類胡蘿卜素和黃酮含量約為鮮果的3倍，尤其單寧含量約為鮮果的5倍。

表 1 加標回收率試驗數(shù)據（n=3）Table 1 Data of adding standard recovery rate（n=3）

與北京花楸相比，花楸樹不同部位的蛋白質、花色苷、黃酮和總酚含量均較高，其中葉中蛋白質含量約為北京花楸的1.5倍，成熟葉片、果實（干果與鮮果）中Vc含量約為2～3倍，果實中花色苷和類胡蘿卜素含量分別為3倍和5倍，成熟葉片中的黃酮和總酚含量約為2倍。然而，花楸樹嫩枝、嫩葉中Vc含量與成熟葉片中類胡蘿卜素含量略低于北京花楸。與北京花楸相比，花楸樹各部位單寧含量差別不大。

2.2 鮮果黃酮類和酚類物質成分的含量差異

2.2.1 線性關系分析 以待測成分質量濃度(x，μg·mL-1)為橫坐標，以峰面積為縱坐標(y)，獲得14個線性回歸方程。由表3可知，白藜蘆醇保留時間最長，達60.1 min，沒食子酸保留時間最短，為5.393 min。

2.2.2 回收率結果 根據GB/T 27404-2008《實驗室質量控制規(guī)范 食品理化檢測》的回收率范圍，本試驗所測定的平均回收率范圍89.2%～105.5%符合要求（見表3）。

表 2 花楸樹植株不同部位各物質含量比較Table 2 Comparison of the content of different substances in different parts of S. pohuashanensis

表 3 線性關系測定結果及回收率（n=3）Table 3 Determination results of linear relationships and recovery rate（n=3）

2.2.3 花楸樹新鮮果實成分含量 花楸樹新鮮果實中含有豐富的黃酮類物質和酚類物質（表4）。其中，黃酮類物質中槲皮素含量最高，為72.65 μg·g-1，兒茶素、山奈酚含量次之，其次是異鼠李素和芹菜素，金合歡素含量最低。酚類物質中表兒茶素含量最高，為90.18 μg·g-1，鞣花酸次之，含量為13.33 μg·g-1，其次是沒食子酸、咖啡酸、白藜蘆醇和游離棉酚，綠原酸含量最低。

表 4 花楸樹與北京花楸新鮮果實黃酮類和酚類物質成分含量比較Table 4 Comparison of the content of compositions of flavonoids and phenolic substances in fresh fruits of S. pohuashanensis and S. discolor

與北京花楸相比，花楸樹鮮果中槲皮素、表兒茶素和沒食子酸含量明顯較高，槲皮素含量約為北京花楸的1.5倍，表兒茶素和沒食子酸約為3倍。山奈酚的含量微高于北京花楸，木犀草素、異鼠李素和白藜蘆醇的含量二者大致相等?；ㄩ睒鋬翰杷亍Ⅶ坊ㄋ?、咖啡酸、芹菜素和游離棉酚的含量均低于北京花楸，尤其北京花楸中兒茶素的含量約為花楸樹中的2.5倍。

3 討論

3.1 花楸樹營養(yǎng)價值

本研究表明，花楸樹葉片均含有豐富的營養(yǎng)物質。類胡蘿卜素是在光合生物中發(fā)現(xiàn)的一類天然色素，具有抗氧化性，可以預防癌癥、心血管疾病和老年黃斑病變[28]。本研究中，葉片中類胡蘿卜素含量明顯較高，且成熟葉中最高，這是因為光合色素主要存在于葉肉細胞內，成熟葉片的光合能力較強，包含的色素含量更多。同時，花楸樹成熟葉片中Vc含量最高，Vc可促進骨膠原的生物合成，利于傷口愈合，增強機體免疫力。本研究表明，花楸樹干果中營養(yǎng)成分含量較高，其中蛋白質（391.35 mg·g-1）和可溶性糖（213.00 mg·g-1）均高于柴達木枸杞（干果）（蛋白質：125.9 mg·g-1；可溶性糖：32.73 mg·g-1）[29]。高明等[30]對不同果實顏色的花楸樹氨基酸組成進行測定，發(fā)現(xiàn)紅色、橙色和黃色果實中分別含有13、11和14種氨基酸，其中6～7種為人體必需氨基酸?？傊?，花楸樹果實營養(yǎng)豐富，開發(fā)前景良好。

3.2 花楸樹藥用價值

3.2.1 黃酮類物質 本研究發(fā)現(xiàn)，花楸樹果實中不僅存在大量的槲皮素和兒茶素，還檢測到微量的山奈酚、芹菜素、木犀草素和異鼠李素等成分。這一發(fā)現(xiàn)與Monika[31]等人采用反相高效液相色譜（RP-HPLC）方法在北歐花楸植株內檢測出山奈酚、異鼠李素等物質的研究一致?；ㄩ睒洳煌课坏狞S酮類物質含量由高到低依次為葉片（22.22 mg·g-1） ＞嫩 枝 （ 7.40 mg·g-1） ＞果 實 （ 鮮 果 ）（4.29 mg·g-1），這與趙永昕等[23]對天山花楸的研究一致，但是總含量均低于天山花楸（葉片：102.00 mg·g-1；嫩枝：84.00 mg·g-1；果實：60.00 mg·g-1）和西伯利亞花楸（S aucupariasubsp.sibirica）（葉片：83.00 mg·g-1；嫩枝：77.00 mg·g-1；果實：57.00 mg·g-1），花楸樹新鮮果實中黃酮的含量低于北歐花楸（15.64 mg·g-1）?；ㄩ睒涓晒悬S酮（12.11 mg·g-1）含量高于柴達木枸杞（干果）（5.74 mg·g-1）。

3.2.2 酚類物質 本研究發(fā)現(xiàn)，花楸樹含有大量的酚類物質，且不同部位均含有，尤其干果中含量最高，約為西府海棠（M. micromalusMakino）果實含量的 5 倍，‘富士’蘋果（M. pumilaL.）6 倍[32]，高于樹莓（Rubus corchorifoliusL.）、蔓越莓（Vacciniummicrocarpum(Turcz. ex Rupr.)Schmalh.）等漿果[33]。這表明，花楸樹果實在保健功能方面具有廣闊的開發(fā)前景。

3.3 花楸樹開發(fā)利用前景

國內學者發(fā)現(xiàn)天山花楸藥用價值高，但其地理分布窄，資源缺乏，這嚴重限制其開發(fā)與利用。花楸樹是我國重要的鄉(xiāng)土樹種，自然分布于東北和華北地區(qū)，包括黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、河北、山西、甘肅、山東、北京和天津[25]，資源分布較廣。本研究發(fā)現(xiàn)，花楸樹和北京花楸果實中單寧含量均較低，遠遠低于黑果腺肋花楸（Aronia melanocarpa(Michx.) Elliott）果實中單寧的含量[34]，可大大降低產品加工過程中的脫澀難度，這表明花楸樹果實在果汁加工方面有很大的市場前景。但是，自古以來花楸樹在國內一直被作為觀賞樹種，未入藥典，沒有食用、藥用的記載，國人普遍不了解它的營養(yǎng)價值和藥用價值。花楸樹作為食品、藥品等產品的開發(fā)必須進行嚴格的安全評價、質量認證、臨床評價等。目前，國內花楸樹尚未應用于藥物研制和相關的臨床應用，所以對其藥理作用和保健作用還有待于進一步研究。此外，花楸樹一般分布在高海拔地區(qū)，目前大多處于野生狀態(tài)，為發(fā)揮其價值，還需進一步加強人工資源的培植，從而減少對野生資源的破壞。

4 結論

本研究結果表明，花楸樹葉片中黃酮含量最高，果實中蛋白質、可溶性糖、花色苷和總酚含量較高，黃酮類和酚類物質的種類豐富，其中槲皮素和表兒茶素含量最高。雖然不如天山花楸，但與北京花楸相比，花楸樹中的營養(yǎng)物質和藥用成分相對較高，值得對其葉片和果實中黃酮以及果實酚類物質進行進一步開發(fā)與利用。該研究結果為花楸樹中營養(yǎng)物質和藥用成分的提取和測定提供了定性依據，同時為后期花楸樹營養(yǎng)價值和藥用價值的評價、資源的開發(fā)與利用提供了理論依據。