不同地理居群大蒜中潛在大蒜辣素的含量測定及聚類分析

關(guān) 明，陳利新，佟小強(qiáng)，陳 堅(jiān)*

(1.新疆師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830053；3.新疆埃樂欣藥業(yè)有限公司，新疆 烏魯木齊 830011)

不同地理居群大蒜中潛在大蒜辣素的含量測定及聚類分析

關(guān) 明1,2，陳利新1，佟小強(qiáng)1，陳 堅(jiān)2,3,*

(1.新疆師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830053；3.新疆埃樂欣藥業(yè)有限公司，新疆 烏魯木齊 830011)

以新疆境內(nèi)及其他部分省市不同地理居群的25份大蒜樣品為研究對象，以羥苯丁酯為內(nèi)標(biāo)，采用高效液相色譜法測定大蒜中潛在大蒜辣素的含量，并對含量測定結(jié)果進(jìn)行聚類分析。結(jié)果表明，不同地理居群大蒜藥用活性成分的含量差異明顯，新疆境內(nèi)天山以南阿合奇縣與烏什縣兩大居群的大蒜樣品藥用活性成分含量最高，藥用價(jià)值值得進(jìn)一步挖掘，25份樣品按照潛在大蒜辣素含量的高低可聚為5大類。

大蒜；潛在大蒜辣素；聚類分析；高效液相色譜法

大蒜(Allium sativum L.)自古是一種重要的藥食兩用植物[1-2]。新疆地產(chǎn)大蒜藥用活性成分蒜氨酸(alliin)的含量明顯高于山東、河南等地區(qū)的大蒜[3]，在國際上被稱為“高蒜氨酸大蒜”(maximum-alliin garlic)，是研發(fā)藥品、保健品及食品補(bǔ)充劑的優(yōu)勢植物資源。

蒜氨酸是大蒜功效成分大蒜辣素的前體[4]，新鮮大蒜經(jīng)搗碎、壓碎或咀嚼并放置適當(dāng)時(shí)間，可使其中的蒜氨酸經(jīng)蒜酶(alliinase)催化裂解產(chǎn)生大蒜辣素(allicin)[5-7]，因大蒜辣素不穩(wěn)定，反應(yīng)生成后仍然會有所分解，測定難度大，實(shí)際測得的是潛在大蒜辣素含量。目前，大蒜辣素的含量測定方法有定硫法[8]、薄層掃描法[9]、氣相色譜法[10-11]、分光光度法[12-13]、陽極溶出伏安法間接測定[134]及高效液相色譜法[15-19]等。

本實(shí)驗(yàn)以新疆及國內(nèi)部分大蒜傳統(tǒng)種植區(qū)不同地理居群的大蒜為研究對象，參考?xì)W洲藥典[14]，以羥苯丁酯為內(nèi)標(biāo)，采用高效液相色譜法對潛在大蒜辣素的含量進(jìn)行測定；采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對測定結(jié)果進(jìn)行聚類分析，旨在比較新疆境內(nèi)不同居群間大蒜以及新疆境內(nèi)大蒜與新疆境外其他地區(qū)大蒜功效成分含量的差異，為評價(jià)不同來源大蒜的藥用價(jià)值提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料

新鮮大蒜鱗莖，采自新疆境內(nèi)克州地區(qū)阿合奇縣、伊犁地區(qū)昭蘇縣、阿克蘇地區(qū)烏什縣、昌吉州地區(qū)吉木薩爾縣及山東蒼山、河南中牟等不同居群共25份，原料信息見表1。

表1 大蒜原料信息Table 1 Sources and skin color of garlic samples

1.2 試劑

99%羥苯丁酯(分析純，批號1028679) 德國ABCR GmbH & CO.KG公司；無水甲酸(分析純，批號20000801)沈陽市新西試劑廠；甲醇(色譜純，批號10071753) 美國Honeywell公司出品，韓國SK Chemicals公司分裝；體積分?jǐn)?shù)1%的甲酸溶液。

1.3 儀器與設(shè)備

2690型高效液相色譜儀、2487雙管道紫外檢測器美國Waters公司；CED-220B打漿機(jī) 廣東省佛山市順德區(qū)歐科電器有限公司；LXJ-64-01離心機(jī)(4000r/min) 北京醫(yī)療儀器廠。

1.4 色譜條件

Waters 2690高效液相色譜儀，Hypersil BDS C18(4.6mm×250mm，5μm)色譜柱；1%甲酸-甲醇混合溶液(40:60，V/V)；流速：0.8mL/min；檢測波長：UV 254nm；柱溫：35℃；進(jìn)樣量：10μL。

1.5 羥苯丁酯內(nèi)標(biāo)液的制備

精密稱取20.0mg羥苯丁酯溶于100.0mL等體積的甲醇和水的混合物中，最終質(zhì)量濃度為0.2mg/mL。

1.6 供試液的制備

新鮮大蒜去皮、洗凈，每個(gè)居群樣品各稱量3份，每份約10g左右。加約40mL雙蒸水打漿1min，將漿液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用二蒸水定容至刻度，在35℃水浴[20]放置10min。取出適量漿液高速離心(9000r/min)10min。取1mL上清液用1%甲酸-甲醇混合溶液定容至10.0mL，制成儲備液。取0.50mL羥苯丁酯內(nèi)標(biāo)液于容量瓶中，用上述儲備液稀釋至10.0mL，搖勻。用針孔式過濾器進(jìn)行微孔(0.22μm)濾膜過濾，置于2mL自動進(jìn)樣器中待測。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜分離與分析

羥苯丁酯內(nèi)標(biāo)液色譜分離情況如圖1所示，新鮮大蒜供試液色譜分離情況如圖2所示。結(jié)果表明，分離度大于1.5，符合色譜分離要求；羥苯丁酯及樣品中的大蒜辣素在其色譜條件下的保留時(shí)間分別為14.660、5.669min。

圖1 羥苯丁酯內(nèi)標(biāo)液色譜圖Fig.1 Chromatogram of the internal standard butyl p-hydroxybenzoate

圖2 大蒜辣素測定供試液色譜圖Fig.2 Chromatogram of allicin in garlic samples

2.2 潛在大蒜辣素含量測定

式中：A1為大蒜辣素的峰面積；A2為羥苯丁酯的峰面積；m大蒜樣品的稱樣質(zhì)量/g；10.53是換算系數(shù)；1mg羥苯丁酯相當(dāng)于8.65mg大蒜辣素。

表2 潛在大蒜辣素含量測定結(jié)果(n=3)Table 2 The contents of allicins in garlic samples (n=3)

由表2可見，25份大蒜樣品潛在大蒜辣素平均含量為0.400%。新疆境內(nèi)的19份大蒜樣品的潛在大蒜辣素平均含量(0.406%)明顯高于其他省區(qū)的6份大蒜樣品的潛在大蒜辣素平均含量(0.384%)；其中，采自新疆境內(nèi)新疆阿克蘇烏什縣亞曼蘇鄉(xiāng)一大隊(duì)的3號樣品潛在大蒜辣素含量最高，達(dá)0.648%，采自山東蒼山的22號樣品在新疆境外樣品中潛在大蒜辣素含量最高，為0.584%，兩者潛在大蒜辣素含量相差0.105%；采自新疆境內(nèi)新疆伊犁伊寧縣白皮的10號樣品潛在大蒜辣素含量最低，僅為0.197%，采自河南中牟的21號樣品在新疆境外樣品中潛在大蒜辣素含量最低，為0.296%，兩者潛在大蒜辣素含量相差0.099%；共有8份采自新疆境內(nèi)的大蒜樣品潛在大蒜辣素含量高于所有樣品潛在大蒜辣素平均含量，共有3份采自新疆境外的大蒜樣品潛在大蒜辣素含量高于潛在大蒜辣素平均含量；總體而言，源自新疆境內(nèi)南疆阿克蘇地區(qū)烏什縣和克爾克孜自治州地區(qū)阿合奇縣的大蒜樣品的潛在大蒜辣素含量明顯高于其他省區(qū)的6份大蒜樣品的潛在大蒜辣素含量，藥用價(jià)值值得關(guān)注；新疆境內(nèi)大蒜樣品的潛在大蒜辣素含量呈現(xiàn)如下趨勢，即南疆阿克蘇地區(qū)烏什縣和克爾克孜自治州地區(qū)阿合奇縣的大蒜樣品潛在大蒜辣素含量高于源自北疆伊犁等地區(qū)的樣品，也高于采自東疆如吉木薩爾縣的樣品，藥用價(jià)值更具優(yōu)勢。

2.3 聚類分析

圖3 潛在大蒜辣素含量測定結(jié)果聚類樹狀圖Fig.3 Cluster analysis dendrogram based on allicin content

以潛在大蒜辣素含量測定結(jié)果為聚類依據(jù)，利用SAS 8.2統(tǒng)計(jì)軟件，采用平均距離法進(jìn)行聚類分析，得到聚類樹狀圖，如圖3所示。

由圖3可知，按照潛在大蒜辣素含量的高低，25份大蒜樣品可以分為五大類。3、7、8、22號共4份樣品聚為一類，代表潛在大蒜辣素含量最高組，其中，3份為新疆境內(nèi)南疆阿克蘇地區(qū)烏什縣和克爾克孜自治州地區(qū)阿合奇縣的大蒜樣品，1份為山東蒼山樣品；4、5、6、9號共4份樣品聚為一類，代表潛在大蒜辣素含量較高組，均為新疆境內(nèi)南疆阿克蘇地區(qū)烏什縣和克爾克孜自治州地區(qū)阿合奇縣的大蒜樣品；2、16、24、25號共4份樣品聚為一類，代表潛在大蒜辣素含量一般組，其中，2份為新疆境內(nèi)大蒜樣品，源自北疆和東疆，2份為其他省區(qū)樣品；1、11、14、15、18、20、21、23號共8份樣品聚為一類，代表潛在大蒜辣素含量較低組，其中，5份為新疆境內(nèi)大蒜樣品，源自北疆和東疆，3份為其他省區(qū)樣品；最后，10、12、13、17、19號共5份樣品聚為一類，代表潛在大蒜辣素含量最低組。

3 結(jié) 論

3.1 由于大蒜辣素較不穩(wěn)定，故需快速測定，本研究測定的是潛在大蒜辣素含量；鮮蒜中蒜酶活力大，與含量有限的蒜氨酸充分反應(yīng)不需歐洲藥典上報(bào)道的30min，僅需10min即可；此外，由于鮮蒜中蒜酶活力大，蒜氨酸與蒜酶的反應(yīng)并非簡單的反應(yīng)式對應(yīng)關(guān)系，故將蒜氨酸含量按照反應(yīng)式反推即得大蒜辣素含量值得商榷與斟酌，反之亦然。

3.2 含量測定結(jié)果及聚類分析結(jié)果表明，不同地理居群大蒜樣品的潛在大蒜辣素含量存在明顯差異，藥用活性成分含量是否受諸如海拔高度、經(jīng)緯位置、日照條件、土壤成分、水源水質(zhì)等環(huán)境要素的影響，有待需進(jìn)一步探究其相關(guān)性。

3.3 研究發(fā)現(xiàn)新疆境內(nèi)天山山脈以南的南疆阿克蘇地區(qū)和克爾克孜自治州地區(qū)的大蒜樣品藥用活性成分含量高，該地區(qū)的大蒜產(chǎn)品可以作為大蒜藥材原料進(jìn)一步進(jìn)行研究。

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Determination and Cluster Analysis of Potential Allicin Content in Garlic from Different Geographic Populations

GUAN Ming1,2，CHEN Li-Xin1，TONG Xiao-qiang1，CHEN Jian2,3,*

(1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang Normal University, Urumqi 830054, China；2. College of Pharmacy,Xinjiang Medical University, Urumqi 830053, China；3. Xinjiang Ailexin Pharmaceutical Co. Ltd., Urumqi 830011, China)

Garlic samples from 25 geographic populations were collected, and the content of potential allicin was analyzed by high performance liquid chromatography, followed by cluster analysis. The results showed that the content of potential allicin in differed noticeably among garlic samples from different with regions and could be grouped into five categories. It was much higher in samples from South Xinjiang, which are worthy of further study.

garlic；potential allicin；cluster analysis；high performance liquid chromatography

TS207.3

A

1002-6630(2011)08-0186-04

2010-07-01

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31040007)；“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2007BAI30B02)；新疆維吾爾自治區(qū)高新區(qū)創(chuàng)新基金無償資助項(xiàng)目(CX08107W)

關(guān)明(1974—)，男，副教授，博士研究生，主要從事資源植物化學(xué)研究。E-mail：guanming1111@sohu.com

*通信作者：陳堅(jiān)(1936—)，男，教授，學(xué)士，主要從事新藥研發(fā)和光纖傳感研究。E-mail：chenjxyd1804@126.com