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太子参根际土壤酚酸类自毒物质的分析测定

2018-01-09.*

中国民族民间医药 2017年24期
关键词:太子参苯甲酸酚酸

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1.福建中医药大学药学院,福建 福州 350122;2.福建省中医药研究院,福建 福州 350003

太子参根际土壤酚酸类自毒物质的分析测定

吴丹1赵立2庞文生1周美兰2胡娟1.2*

1.福建中医药大学药学院,福建 福州 350122;2.福建省中医药研究院,福建 福州 350003

目的对太子参根际土壤中酚酸类自毒物质进行分析测定。方法1 mol/L的NaOH溶液超声提取样品,过滤;HCl调节滤液pH至2.5,乙酸乙酯萃取,有机相挥干;甲醇定容,高相液相色谱检测。结果太子参种植后的土壤中对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸等物质含量高于种植前土壤。结论太子参种植后的土壤中酚酸类自毒物质含量升高。

太子参;根际土壤;酚酸;自毒物质

太子参为石竹科植物孩儿参Pseudostellariaheterophylla(Miq.)Pax ex Pax et Hof f m.的干燥块根,有益气健脾、生津润肺的功效[1]。从太子参中提取的多糖在抗T2DM降糖作用中具有潜在的实用价值[2]。目前太子参在福建、贵州、江苏、安徽、山东等地区均有种植,道地产区福建柘荣县产量较大[3]。在同一块土壤中连续栽培同种或同科的作物时,即使在正常的栽培管理状况下,也会出现生长势变弱、产量降低、品质下降、病虫害严重的现象即为连作障碍[4];酚酸类自毒物质已经被证明是导致连作障碍的主要原因之一[5]。太子参种植的连作障碍导致的病虫害频发、土壤恶化等问题,使得药材产量和品质严重降低。笔者采用HPLC方法,对太子参根际土壤中羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸进行测定,考察酚酸类自毒物质在太子参种植前后土壤中的变化趋势。

1 仪器与材料

1.1 仪器 U-3000高效液相色谱仪(U-3000 DAD检测器、Chromeleon 7数据处理系统,Dionex公司);AE240S型电子分析天平(梅特勒-托利多有限公司);KQ3200DE数控超声清洗器(昆山市超声仪器有限公司);Orbital shaker水平振动脱色摇床(海宁市其宁贝尔仪器公司);pHS-3B精密 pH 计(上海雷磁仪器有限公司);RE-201D旋转蒸发仪(巩义市予华仪器有限公司)。

1.2 材料 太子参土壤样品采集于福建省柘荣县。香草酸(批号:110776-201503,中国食品药品检定研究所);丁香酸(批号:MUST-16041901)、对香豆酸(批号:MUST-16060613)购自成都曼思特生物科技有限公司;对羟基苯甲酸(批号:SH8200,北京索莱宝科技有限公司)。氢氧化钠(批号:160516,西陇科学股份有限公司),盐酸(批号:20141125,衡阳市凯信化工有限公司),乙酸乙酯(批号:20160413,国药集团化学试剂有限公司),冰乙酸(批号:20101026,国药集团化学试剂有限公司)。

2 方法

2.1 样品 采集选取太子参种植地块,采集种植前后土壤样品。五点取样法取样,除去表层土壤(0~5 cm),抖根法收集。除去细根、石块等杂物,风干,研磨,过2 mm筛,密封保存。共采集样品8份,样品信息见表1。

2.2 溶液制备

2.2.1 对照品溶液的制备 精密称取对羟基苯甲酸1.09 mg、香草酸1.05 mg、丁香酸1.02 mg、对香豆酸1.04 mg,置于100 mL容量瓶中,加甲醇并定容至刻度,得混合对照品溶液。

表1 太子参土壤样品详细信息表

注:1.以h命名的样品为太子参收获期采集的根际土壤样品,q命名的样品为未种植太子参土壤样品。2.H1为太子参开花期采集的根际土壤样品,Q1为未种植太子参土壤样品。

2.2.2 供试品溶液的制备 分别称取8份样品各25 g,置于500 mL锥形瓶中,记为q3、h3、q4、h4、q5、h5、Q1、H1。分别加入1 mol/L NaOH溶液200 mL,振荡,超声30 min,置于摇床上振摇2 h。过滤,滤液用盐酸调节pH至2.5,静置过夜,离心。上清液转移至500 mL分液漏斗,加入200 mL乙酸乙酯溶液萃取两次,收集有机相。回收乙酸乙酯,残渣用甲醇溶解,定容至5 mL。0.45 μm微孔滤膜过滤,即得供试品溶液。

2.3 色谱条件 色谱柱:SinoChrom ODS-BP(4.6 mm×250 mm,5 μm);检测波长:280 nm;流速0.6 mL/min;柱温:30 ℃;进样量:10 μL。流动相A为1%冰乙酸水溶液,流动相B为甲醇,0~17 min(A:75%~75%,B:25%~25%),17~45 min(A:75%~60%,B:25%~40%)。

2.4 方法学考察

2.4.1 精密度实验 精密吸取同一供试品溶液,按“2.3”项下的色谱条件,连续进样6次,比较色谱峰保留时间,结果表明6次进样色谱峰相对保留时间和相对峰面积的RSD值在0.12%~0.35%,说明仪器精密度良好。

2.4.2 重复性实验 取同一样品,按“2.2.2”项下方法,平行制备6份供试品,按“2.3”项下色谱条件测定,结果表明6次进样色谱峰相对保留时间和相对峰面积RSD值在1.06%~1.88%,表明此方法重复性良好。

2.4.3 稳定性实验 取同一供试品溶液,分别在0、12、24、36、48 h进样分析,色谱峰相对保留时间和相对峰面积的RSD值0.24%~1.31%。结果表明供试品溶液在48 h内稳定。

2.5 样品测定 太子参种植前后土壤中各酚酸物质检测结果见图1、表2。太子参种植前后土壤中均存在对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸,但这四种酚酸类物质在种植前后土壤中含量存在差异,种植后土壤中四种酚酸物质的峰面积约是种植前土壤的5.5倍。收获期土壤h3中,丁香酸、对香豆酸峰面积较种植前q3增加;收获期土壤h4中,对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸峰面积较种植前q4均增加;收获期土壤h5中,对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸峰面积依次比种植前q5增加了2.2、2.7、1.1、3.7倍;开花期土壤H1中,四种酚酸峰面积依次比种植前Q1增加了2.9、4.0、4.6、9.0倍。

表2 酚酸类物质峰面积表

3 讨论

3.1 中药材种植前后土壤中酚酸类物质含量的变化 由检测结果可以看出,4个采样点太子参根际土壤中检测出4种酚酸物质,分别为对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸,其含量太子参种植后比种植前增加。有文献报导,人参、三七、玉竹等药用植物种植后土壤中均检测出多种酚酸类物质,其含量随连作年限的增加而累积[6]。

3.2 酚酸类物质对土壤和中药材种植的影响 酚酸类物质是植物生命活动过程中产生的重要次生代谢产物,通过根系分泌释放到根际土壤中。酚酸类自毒物质会损伤作物根系,改变土壤理化性质,使土壤中病原菌含量增大[7]。酚酸类自毒物质含量增加,会引发中药材生长缓慢、土壤酸化、病毒病严重等,产生连作障碍。

3.3 克服太子参连作障碍的措施 连作障碍导致的太子参产量降低、品质下降等问题日益严重,探索克服太子参连作障碍的有效措施刻不容缓。恰当的消减措施如土壤热处理、稻参轮作模式、微生物菌肥修复等[8],既能加速太子参土壤中酚酸类物质降解,又可以有效抑制病原菌生长,改善土壤结构、修复土壤环境,从而缓解太子参连作障碍的发生。

综上所述,利用HPLC法检测太子参根际土壤中存在对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸,种植后土壤含量变化呈增加趋势;根据酚酸类自毒物质的性质及特征,探索消减方法,为克服作物种植连作障碍提供理论依据。

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:中国医药科技出版社,2015:23.

[2]Jinlong Chen,Wensheng Pang,Yongjun Kan,et al. Structure of a pectic polysaccharide from Pseudostellaria heterophylla and stimulating insulin secretion of INS-1 cell and distributing in rats by oral[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2017(106):456-463.

[3]林燕华,韩静,徐蔚,等. 太子参连作障碍的研究概况[J]. 中国民族民间医药,2015,24(18):150-151.

[4]林茂兹,王海斌,林辉锋. 太子参连作对根际土壤微生物的影响[J]. 生态学杂志,2012,31(1):106-111.

[5]袁婧,李金玲,刘宇鹏,等. 不同生长期太子参根际土壤的理化性质及微生物数量[J]. 贵州农业科学,2014,42(10):138-143.

[6]李自博,周如军,解宇娇,等. 人参连作根际土壤中酚酸物质对人参锈腐病菌的化感效应[J]. 应用生态学报,2016,27(11):3616-3622.

[7]Zhao Y, Wu L, Chu L, et al. Interaction of Pseudostellaria heterophylla with Fusarium oxysporum f.sp. heterophylla mediated by its root exudates in a consecutive monoculture system[J]. Scientific Reports, 2015( 5):8197.

[8]田给林,毕艳孟,孙振钧,等. 酚酸类物质在作物连作障碍中的化感效应及其调控研究进展[J]. 中国科技论文,2016,11(6):699-705.

福建省中青年教师教育科研项目(JK2016019/JAT160222),福建省属公益类科研院所基本科研专项(2015R1035-1)。

吴丹(1992-),女,土家族,硕士研究生在读,研究方向为中药活性成分与质量标准研究。E-mail:wudan.112@qq.com

胡娟(1962-),女,土家族,博士研究生,教授,研究方向为中药活性成分与质量标准研究。E-mail:huj@fjtcm.edu.cn

R284.1

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1007-8517(2017)24-0032-03

2017-11-07 编辑:程鹏飞)

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