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野生与栽培北柴胡质量评价研究认领

作者：

刘云翔

学位授予单位：

中国中医科学院

摘要：

柴胡作为我国常用大宗中药材之一,由于其药用及经济价值不断被挖掘,市场需求骤增,野生柴胡资源被过度挖掘,难以满足市场需求。供需关系的失衡极大地刺激了北柴胡栽培产业的发展,近30年来栽培北柴胡产业发展迅猛,目前栽培北柴胡已逐渐取代野生资源成为商品柴胡的主要来源。野生与栽培北柴胡受生境、年限、栽培措施及经济效益的影响,两者的药材品质也存在明显差异。因此,有必要在辩状论质的基础上,联合现代分析技术从外观性状-化学成分-解表退热三个层面系统比较野生与栽培北柴胡的质量差异,为增补修订栽培北柴胡质量评价标准,引导生产高品质北柴胡药材提供理论参考。主要研究内容如下: 通过文献、市场、基地等多种调研方式,收集北柴胡主产区的野生与栽培样品,观察并测量药材的体长直、侧根数目、根皮颜色、断面质地、气味等外观性状特征;化学成分方面,通过比较两者的浸出物类(水溶性浸出物、醇溶性浸出物)、糖类(蔗糖、淀粉、总多糖)、细胞壁组分(半纤维素、纤维素、木质素)、代表性次生代谢物(5种柴胡皂苷、4种黄酮)含量进行对比分析,以及通过非靶向代谢组学技术顶空进样联合气相色谱-质谱法(HS-GC-MS)、超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF-MS),表征两者由野生向栽培的转化中挥发性成分、柴胡皂苷类等相关代谢物的差异变化。解表退热方面,参考临床煎药方式制备野生与栽培北柴胡的水煎液,探究两者在干酵母诱导大鼠发热模型上的解表退热功效对比。结果表明,在外观性状上,野生北柴胡生长年限长、生长环境复杂,药材根头部膨大,主根粗大,常有多个茎残基,根形不规则,弯曲粗短,长度在91～125 mm之间,变化范围宽;表皮粗糙、颜色深,具纵皱纹、皮孔及支根痕,呈棕褐色或灰棕色;质硬且韧,不易折断,断面呈纤维性;气微香,味微苦辛。而栽培北柴胡生长环境土壤较松软,逆境胁迫少,药材根头部较野生来说膨大不明显,主根顺直,少茎基,长度在96～161 mm之间,均匀规则,变化范围更小,药材更为匀称;表皮皮孔较少,颜色浅,呈棕黄色或淡棕色,断面纤维性弱,气味淡。化学成分上,野生北柴胡醇溶性浸出物、木质素含量明显高于栽培北柴胡(p<0.05);水溶性浸出物、槲皮素含量略高于栽培北柴胡,但两者差异无统计学意义。栽培北柴胡中纤维素含量明显高于野生北柴胡(p<0.05);蔗糖、淀粉、总多糖及半纤维素含量略高于野生北柴胡,差异无统计学意义。超高液相色谱法(UPLC)测定野生与栽培北柴胡中5种柴胡皂苷类成分(柴胡皂苷A、柴胡皂苷C、柴胡皂苷D、柴胡皂苷E、柴胡皂苷F)、4种黄酮类成分(芦丁、槲皮苷、水仙苷、异鼠李素-3-O-葡萄糖苷)含量,结果显示栽培北柴胡中五种柴胡皂苷、芦丁、水仙苷、异鼠李素-3-O-葡萄糖苷均明显高于野生北柴胡(p<0.05);槲皮苷含量略低于野生北柴胡,两者差异无统计学意义。将这些指标测定结果进行主成分分析(PCA)与偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)多元统计分析,发现蔗糖、木质素、纤维素是导致两者聚类明显分离的重要指标。基于HS-GC-MS技术,在野生与栽培北柴胡中共鉴定得到67种挥发性成分,野生北柴胡59种,栽培北柴胡51种,两者共有化合物43种;67种挥发性成分可归为脂肪酸、芳香族、烯烃、醛、酮、烷烃、醇、酯、醚九类化合物,它们在野生与栽培北柴胡中占比不同,占比最高的为脂肪酸与芳香族化合物,野生北柴胡中两者占比为49.33%,栽培北柴胡中为50.78%;醇、酯、醚占比较低,野生北柴胡中三者占比总和为9.68%,栽培北柴胡中为6.69%。基于UPLC-Q-TOF-MS技术,在北柴胡样品中解析得到72种化合物,其中主要为柴胡皂苷类成分,联合多元统计分析筛选得到的差异性化合物在栽培北柴胡中的响应值更高。解表退热方面,在干酵母诱导的大鼠发热模型上,通过监测模型组大鼠各时间点的体温变化,结果显示颈背部皮下注射干酵母能够成功诱导大鼠发热。北柴胡实验组发热大鼠经过两次灌胃给药,在造模3h后与模型组大鼠体温具有明显差异,在二次灌胃给药时,观察到给药组大鼠体温下降,展现出了较好的解表退热疗效。通过独立样本t检验、单因素方差分析等多种统计学分析方法,综合对比两者在监测过程中的体温变化曲线、最大体温上升高度、平均体温变化差值及体温反应指数,发现野生与栽培北柴胡的退热效果存在明显差异,其中野生北柴胡高剂量组>栽培北柴胡高剂量组>野生北柴胡低剂量组>栽培北柴胡低剂量组。综上所述,本研究从外观性状-化学成分-解表退热三个层面对野生与栽培北柴胡进行系统比较分析,发现野生与栽培北柴胡的外观性状差异较大,其醇溶性浸出物、木质素、纤维素、柴胡皂苷类、挥发性物质含量明显不同,对于干酵母致热大鼠模型的解表退热疗效也存在差异。目前栽培北柴胡质量评价体系并不完善,本研究摆脱了凭借少数指标成分含量测定来进行柴胡质量评价的束缚,通过综合分析多方面的指标,制定出具有全面性、代表性和普适性较强的柴胡质量评价方法,为维护北柴胡质量、保护其资源提供理论支撑。

摘要译文

关键词：

北柴胡; 野生与栽培; 质量评价; 代谢产物; 解表退热

学位年度：

2024

学位类型：

硕士

学科专业：

中药学

导师：

南铁贵

中图分类号：

R284.1[化学分析与鉴定]

学科分类号：

1005[中医学];100803[中药鉴定学];100804[中药化学];100805[中药分析学]

D O I：

10.27658/d.cnki.gzzyy.2024.000392