刺果甘草的成分及特征的相關研究進展

劉杰淋，孔曉蕾，張 強，王雪珊，彭大慶，曲洪生

（ 1.黑龍江省農業科學院草業研究所，黑龍江 哈爾濱 150086 ； 2.商艾享生態科技股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070 ）

刺果甘草屬豆科（Leguminosae）甘草屬（Glycyrrhiza），分布于北半球溫帶或亞熱帶、北美洲和澳大利亞等地區，我國約有10種[1]。刺果甘草甘草屬植物用途廣，經濟價值大，不但是重要的藥用植物，也是優良的防風固沙、保護水土植物。刺果甘草將成為高速公路邊坡護坡用的重要草資源，其研發將對區域生態環境建設起到重要作用。

刺果甘草因其藥理作用成為家畜飼料中的重要泌乳添加劑之一，將會是增加農民收入和推動社會經濟發展的最新增長點。本文綜述了目前刺果甘草的化學組分、組織培養、生物遺傳多樣性、植物學特征特性等方面的研究進展，以期為刺果甘草作為飼料資源及藥用資源的進一步開發、利用提供參考。

1 化學組分

近年來針對刺果甘草的營養成分方面進行了大量而廣泛的研究。研究表明，刺果甘草含有豐富的黃酮類化合物、甘草黃酮類化合物[2]。

1.1 黃酮類化合物

黃酮類化合物是一類重要的天然有機化合物。甘草黃酮具有清除自由基、抗氧化的作用，可以預防腫瘤發生，引起了人們的廣泛關注和重視[3]。研究表明，甘草中分離鑒定的黃酮類化合物有300多種，可分為黃酮類、黃烷類、異黃酮類、黃酮醇類、查爾酮類以及二氫黃酮等[4]。李秀影[5]、常桂英等[6]研究發現，刺果甘草中黃酮類化合物的抗氧化效果略高于維生素C（VC）。此外，日糧中添加黃酮類化合物可抑制細菌生長，調節腸道菌群結構，緩解致病菌對家禽小腸的損傷，促進小腸對營養物質的吸收；還可促進牛生長發育，可作為抗生素類生長促進劑的替代品應用于畜禽生產[7]。

1.2 化學成分

張繼等[8]研究發現，刺果甘草葉的主要化學成分為不飽和醇、烯、不飽和酯、烷類以及萜類化合物,含量最多的是5-（2-丙烯基）-1,3-苯并間二氧雜環戊烯，占19.02%；其次是3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇，占17.70%；以及[1R-(1R*,4Z,9S*)]-4,11,11-三甲基-8-亞甲基-二環[7.2.0]十一碳-4-烯（占11.53%）、2,3,6-三甲基-1,6-庚二烯（占8.36%）、2-十一酮（占4.24%）、香豆素-7,8-二醇（占3.81%）、2-甲基-6-亞甲基-7-辛烯-2-醇（占3.47%）、3,7,11,15-四甲基-2-十六烯-1-醇（占3.43%）等；上述8種化合物的含量占總量的71.56%。

張繼等[3]研究采用水蒸氣蒸餾法提取刺果甘草根化學成分，運用毛細管氣相色譜-質譜聯用法結合計算機檢索對其化學成分進行分析和鑒定。結果發現，經毛細管色譜分離出25個峰，并且鑒定出峰所對應的化合物化學成分主要為亞油酸乙酯（占32.77%）、十六烷酸乙酯（占10.02%）、2,3,7-三甲基-癸烷（占6.49%）、5-甲基-二十一烷（占5.74%）、二十三烷（占3.80%）、1-環己基壬烯（占3.70%）、二十烷（占3.63%）、十八酸乙酯（占3.59%）。李偉東等[9]以乙醇提取硅膠柱層析分離刺果甘草，IR、NMR和MS法確定結構，結果顯示，得到3個化合物經鑒定為十六酸、芒柄花素和異甘草素。

在刺果甘草二氯甲烷提取部位化學成分的研究中，梁軍[10]利用超聲波提取刺果甘草根的有效成分，得到β-谷甾醇和美迪紫檀素，其中β-谷甾醇占二氯甲烷提取物的3.53%，美迪紫檀素占二氯甲烷提取物的1.31%。石榮火等[11]采用波普數據處理刺果甘草，得到14個化合物，已鑒定其中9個，分別為后莫紫檀素、豆甾-3,6-二酮、β-谷甾醇、4,7一二甲氧基異黃酮、白樺脂酸、美迪紫檀素、異光甘草酚、芒柄花素、胡蘿卜甙，其中白樺脂酸、豆甾-3,6-二酮和胡蘿卜甙為首次分離自刺果甘草。石榮火[12]在刺果甘草化學成分及抗腫瘤活性的研究中發現，后莫紫檀素、美迪紫檀素等7個單體對HepA實體瘤具有較強的抑制作用,其中5個單體具有較強的活性。刺果甘草中含有的化學組分中包括醫學中較為珍貴的抗腫瘤藥物成分以及黃酮類化合物，因此，刺果甘草的根、莖、葉中均較高的藥用價值。

2 組織培養

芮和愷[13]研究發現，刺果甘草種子經消毒后在MS培養基上芽的誘導頻率分別為43%和17%，l周后先產生腫脹狀愈傷組織，將芽轉接在1/2 MS附加0.1 mg/L萘乙酸（NAA）的培養基上，2周后從切口處長出白色的根，形成完整植株。鄒翠霞等[14]利用刺果甘草嫩莖進行分化培養，結果顯示，試驗成功地進行了試管苗生根，成活率達到69%；移栽90 d后，實生苗基本一致，試管苗的生長優于實生苗，其根系為實生苗的2倍左右。

3 生物遺傳多樣性

近年來，隨著分子生物技術的迅速發展，利用RAPD、SRAP、AFLPI、SSR、基因組SSR等分子標記進行種質資源遺傳多樣性分析及親緣關系鑒定的研究越來越多[15]。宋美玲[16]對新疆和吉林地區甘草、脹果甘草、光果甘草以及刺果甘草進行遺傳多樣性分析，結果顯示，4種甘草屬植物的Nei's基因多樣性（H）均為0.862 8，Shannon's指數（I）為2.376 5，表示遺傳多樣性水平較高；刺果甘草遺傳多樣性（H：0.669 1、I：1.508 3）高于脹果甘草（H：0.543 2、I：0.851 1）。楊萍[17]研究發現，4種甘草的進化順序由低到高依次為刺果甘草、脹果甘草、甘草、光果甘草；0.2%濃度秋水仙素處理刺果甘草24 h時誘變率（88.64%）最高?？准t[1]研究發現，刺果甘草體細胞染色體數2n=16，核型公式為：k（2n）=2x=16=4M+8m+4sm。

吳玉香等[18]發現，采用改良瓊脂（0.2%濃度的秋水仙堿與0.1%的瓊脂混合成半固體涂抹法處理甘草幼苗2 d的效果最好，變異率達55%，結果表明改良瓊脂體涂抹法是一種非常高效的多倍體誘變方法。趙月梅等[19]采用ITS2序列區分直接滴滲處理刺果甘草幼苗頂芽的基源植物，根據其藥材的來源選用了12條（3屬6種）ITS2序列，用MEGA 4.0計算種間的K2P距離并基于該距離建立了NJ系統樹，結果顯示，基于DNA條形碼的ITS2序列可以區分甘草、苦參、黃芪和其常見偽品刺果甘草。

4 植物學特征特性

4.1 鑒別

王鈺琦等[20]根據植物來源、顯微特征、功能主治、化學成分、理化特征等對黃芪與其偽品蜀葵、刺果甘草進行鑒別，以免藥房中使用混淆。黃冬蘭等[21]研究發現，采用紅外光譜的三級鑒定法可鑒定黃芪及其偽品刺果甘草，譜圖的三級鑒定表明黃芪及其偽品刺果甘草的糖苷類化合物、芳香類化合物和有機酯類化合物的相對含量不一致。虞文妹[22]研究鑒別了同科屬植物苦參與刺果甘草?？鄥⒅匈|堅韌，難折斷，折斷面纖維性，黃白色，氣微，味極苦；刺果甘草質堅硬，氣弱，味苦澀。兩種植物的薄壁細胞均含有眾多淀粉粒及草酸鈣方晶，刺果甘草經理化鑒別可知含有黃酮。試驗還采用色譜鑒別（薄層色譜法）法檢測兩種植物，其中苦參兩個斑點與對照品色譜位置相同；而刺果甘草的色譜中，在與對照品色譜相應的位置上未見相同顏色的斑點。

林玉蓮等[23]研究表明，苦參及其混淆品刺果甘草的性狀、顯微、理化反應、薄層色譜法及紫外光譜特征均具有不同之處，可作為鑒別依據，且刺果甘草不含苦參堿和槐定堿，不能混用。王智勇[24]指出，黃芪的功能主治主要是補氣固表，刺果甘草主要是外用殺蟲；此外，黃芪僅含微量皂苷，刺果甘草含大量皂苷，兩者間差異明顯。王淑紅等[25]對蒼耳子的混淆品刺果甘草的果實進行了生藥性狀、顯微特征和薄層層析鑒別，并與正品蒼耳子進行對比，為鑒別二者提供了參考依據。

4.2 種子

刺果甘草種子休眠深而長，因此有學者對其種子萌發特性進行了研究。林艷艷[26]研究發現，采用98%硫酸處理刺果甘草種子8 min效果最佳，種子發芽率、發芽勢分別達20%、15%。初艷[27]研究中闡述了選用的激素及其濃度、處理時間對發芽率無影響，結果發現，種子類型對發芽率有顯著影響，扁形種子發芽率高，為87.6%；而圓形種子發芽率低，僅為7.5%。劉杰淋等[28]研究破除刺果甘草種子休眠的方法，分析種子發芽指標及幼苗生長的指標，探究濃硫酸對破除刺果甘草種子休眠的影響。結果顯示，刺果甘草在濃硫酸處理后24 h播種最佳。

4.3 其他

張繼等[29]研究表明，烏拉爾甘草莖葉氨基酸含量為26.96%，粗蛋白含量為23.56%，總糖含量為14.05%，粗纖維含量為19.6%；刺果甘草氨基酸、鈣、鉀含量較高，分別為28.24%、1.41 mg/g、1.47 mg/g。劉方明等[30]研究發現，刺果甘草植株各部分水浸液化感作用順序為根>莖>根際土。

5 展望

刺果甘草的莖、葉、根含有多種化學成分，主要包括皂苷類、黃酮類、香豆素和生物堿、后莫紫檀素、美迪紫檀素等多種化學物質，且具有多種生物活性，如抗菌、殺蟲、增強免疫力作用、抗腫瘤作用。前人對刺果甘草的化學組分及藥用開發等方面研究較多。刺果甘草屬于豆科植物，植株高大，根系發達，產量尤為高，可作為飼料也可作為生態草，后續可針對其固土能力及飼料方面開展研究。