駱駝刺堿性精油的提取、成分分析及抗旱機理研究

駱駝刺堿性精油的提取、成分分析及抗旱機理研究摘要：采用超聲波法、氨基酸自動分析儀等對駱駝刺堿性精油萃取條件和理化成分進行分析，并研究其在抗旱節(jié)水方面的應(yīng)用效果。研究結(jié)果表明，駱駝刺堿性精油最佳提取條件為：以5%KOH溶液作為提取劑，KOH溶液與駱駝刺粉質(zhì)量比為8∶1，浸提攪拌時間＞72h。在該條件下駱駝刺精油的萃取率可達25.2%。以駱駝刺堿性精油為主要原料研發(fā)的FZ-多功能生物抗蒸騰劑對--不同地區(qū)、不同作物均有較好的抗旱節(jié)水作用，可提高水分利用效率11.0%~17.0%。

關(guān)鍵詞 ：駱駝刺堿性精油；超聲波提?。怀煞?；抗旱

駱駝刺是豆科多年生草本或半灌木屬植物，廣泛分布于內(nèi)陸干旱地區(qū)，是一類優(yōu)良野生豆科牧草。在--境內(nèi)約有160萬hm2以上的廣泛分布[1]，是--鹽化低地草甸植被中具有代表性的植被類型之一。駱駝刺具有抗寒、抗旱、耐鹽堿和抗風(fēng)沙等特性，并具有適應(yīng)性強、分布廣、面積大的特點，在防風(fēng)固沙、維護綠洲生態(tài)安全方面發(fā)揮著重要作用[2、3]。此外，它還是一種很重要的藥食物資源。由于其枝葉含有較高蛋白質(zhì)，具有較高營養(yǎng)價值，是重要的牧草資源；駱駝刺刺糖味酸、甘，性溫無毒，民間用于治療痢疾、腹瀉、腹痛、消化不良等疾??；駱駝刺種子含油量高，尤其是不飽和脂肪酸的含量特別高[4]。通過化學(xué)成分分析，駱駝刺中含有黃酮類、生物堿類、甾醇類、脂肪族類、氨基酸類及多糖類等多種活性成分。目前，對駱駝刺提取物的研究和應(yīng)用多集中于抗腫瘤、治療心血管疾病、止瀉和止痛等醫(yī)藥方面，而對這些物質(zhì)在抗旱保水方面的研究較少。

抗蒸騰劑是一類噴施于植物葉面、能夠降低植物的蒸騰速率、有效控制植物體內(nèi)水分散失的化學(xué)物質(zhì)，目前已成為化學(xué)節(jié)水技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點之一，研究對象涉及上百種物質(zhì)。研究表明，水分脅迫可導(dǎo)致植物體內(nèi)脯氨酸含量增加,脯氨酸能引發(fā)植物滲透調(diào)節(jié),使植物能夠保持較高的滲透勢，從而適應(yīng)缺水環(huán)境，因此，干旱條件下脯氨酸積累有利于植物應(yīng)對干旱條件[5]。而曾凡江[6]等的研究發(fā)現(xiàn)，駱駝刺在面對水分脅迫，體內(nèi)可溶性糖和脯氨酸積累能保持體內(nèi)較高含水量以應(yīng)對干旱條件。本試驗將提取干駱駝刺堿性精油，測定其主要抗旱成分，并與液體黃腐植酸鉀、脫落酸混合后，研制成新型FZ-多功能生物抗蒸騰劑，研究其在降低農(nóng)作物蒸騰方面的作用，該研究對提高干旱地區(qū)農(nóng)作物的抗旱保水能力以及水資源的節(jié)約利用具有重要意義。

1材料與方法

1.1材料與儀器

試驗材料：于2024年8月在哈密地區(qū)戈壁灘上采集駱駝刺，將其陰干后粉碎備用。

試驗藥劑：乙醚（分析純）（上海馬陸制藥廠生產(chǎn)）、無水硫酸鈉（分析純）（成都化學(xué)試劑廠生產(chǎn)）、氫氧化鉀（分析純）（上海馬陸制藥廠生產(chǎn)）。

試驗儀器：植物粉碎機、水蒸汽蒸餾裝置、電熱套PTHW型（鞏義市英峪予華儀器廠）、JY92-2D超聲波細胞粉碎機（寧波新芝生物科技股份有限公司）、燒杯、玻璃棒、漏斗。

1.2試驗方法

1.2.1精油提取方法

對駱駝刺堿性精油的提取方法參考劉玉花[7]等提取天山花楸揮發(fā)油的方法。將駱駝刺干燥，清理去雜質(zhì)，粉碎過篩備用；取1000g處理好的駱駝刺干粉置于圓底燒瓶中，依據(jù)試驗條件加入一定比例的KOH溶液，在室溫條件下浸泡后，放入超聲波反應(yīng)器中反應(yīng)40min；提取完后進行蒸餾，濃縮得到的揮發(fā)油用乙醚萃取，乙醚揮發(fā)后再經(jīng)無水硫酸鈉干燥至恒重，得到的駱駝刺精油稱取質(zhì)量，計算精油得率。

1.2.2提取試驗

本研究選擇濃度為1%、3%、5%、7%的KOH溶液，KOH溶液/粉狀駱駝刺添加比為5∶1、8∶1、10∶1、浸泡時間為48h、72h、168h，進行單因素試驗，在室溫條件下以確定揮發(fā)油的最佳提取條件。

1.2.3駱駝刺堿性精油物理性質(zhì)及化學(xué)成分分析

將通過精制后的駱駝刺精油進行物理性質(zhì)的研究及化學(xué)成分的分離鑒定。該部分研究內(nèi)容分別由中國科學(xué)院--理化研究所和農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（烏魯木齊）分析完成。其中，氨基酸測定采用氨基酸自動分析儀，參照國標GB/T18246-2000對樣品進行測定和分析。

1.2.4駱駝刺堿性精油在節(jié)水抗旱中的作用

以提取的駱駝刺堿性精油為主要原料，并添加液體黃腐植酸鉀、脫落酸等植物抗旱營養(yǎng)物質(zhì)與敏感元素，研制成復(fù)合型純生物抗蒸騰劑，并于2024年在10個示范點研究其在作物抗旱方面的作用。該抗蒸騰劑中有機質(zhì)含量為38g/L，脯氨酸0.5mg/mL，甜菜堿9.2mg/mL，脫落酸2.25μg/mL，水不溶物為40g/L，鉀及微量元素（抗旱敏感元素）為10%，pH值為7。

2結(jié)果與分析

2.1不同提取方法對駱駝刺堿性精油得率及pH值的影響

研究結(jié)果表明（表1），隨著KOH濃度的增高，精油得率呈現(xiàn)先增加后降低趨勢，5%KOH溶液的浸提效果最好。在不同KOH溶液/粉狀駱駝刺添加比條件下，精油得率也呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，添加比為8∶1的浸提效果最好。而浸泡時間以＞72h為宜。

2.2駱駝刺堿性精油物理性質(zhì)及化學(xué)成分分析

采用超聲波提取法提取的駱駝刺堿性精油呈色油狀液體，具有刺激性氣味；在空氣中久置或光線照射會逐漸氧化變質(zhì)，使其比重增加，顏色變深；易溶于水和其它有機溶劑中，比水略重。

經(jīng)氨基酸自動分析儀分析得出的駱駝刺堿性精油中氨基酸含量見表2。經(jīng)檢測，精油中含氨基酸17種，占精油總含量的5.49%。含量較高的為天門冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸和脯氨酸，其中，在作物抗旱中起決定性作用的脯氨酸的含量為0.46%。

2.3駱駝刺堿性精油在節(jié)水抗旱中的作用

從示范試驗結(jié)果表3可以看出，以駱駝刺為主要成分研制的FZ-多功能生物抗蒸騰劑對不同地區(qū)、不同作物均有一定程度的抗旱節(jié)水作用，噴施后其增產(chǎn)幅度為10.6%~21.3%，節(jié)水增幅為13.0%~17.0%，提高水分利用效率11.0%~17.0%。

3討論與結(jié)論

研究表明，外源提供脯氨酸、甜菜堿、脫落酸和黃腐植酸鉀等物質(zhì)，可調(diào)節(jié)植物葉片氣孔開張度，減少植物水分蒸騰量，減少植物不必要的水分消耗（在干旱或干熱風(fēng)等極端氣候條件下，效果非常明顯），顯著增加葉綠素含量，提高光合作用，增強植物酶系生理活性，刺激植物根系生長，因此，在抗旱節(jié)水方面發(fā)揮著重要作用[8]。

通過對駱駝刺堿性精油超聲波萃取條件的摸索，確定其最佳提取條件為：以5%KOH溶液作為提取劑，KOH溶液與駱駝刺粉質(zhì)量比為8∶1，浸提攪拌時間＞72h。在該條件下駱駝刺精油的得率可達到25.2%。對駱駝刺堿性精油化學(xué)成分分析表明，其富含十幾種氨基酸（主要是脯氨酸）、生物堿等抗旱、抗逆天然物質(zhì)。

由--匯通旱地龍腐植酸有限責任公司利用生物技術(shù)從抗旱植物駱駝刺中提取、研發(fā)生產(chǎn)的FZ-多功能生物抗蒸騰劑，以精油為主要原料，并添加植物抗旱營養(yǎng)（黃腐植酸鉀、脫落酸等）與酶感元素（鉀及微量元素）研制的復(fù)合型純生物抗蒸騰劑，其具有保持和提高植物細胞親和力和保水能力的作用，能夠防止細胞脫水，使得植物細胞具有顯著的抗旱能力，經(jīng)示范試驗表明，對--不同地區(qū)、不同作物均有較好的抗旱節(jié)水作用。

總之，駱駝刺在--分布較廣，是一種質(zhì)地優(yōu)良的可開發(fā)植物，利用干駱駝刺堿性精油開發(fā)的FZ-多功能生物抗蒸騰劑將為開發(fā)利用駱駝刺資源提供廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]李文利，艾海買江·阿吉，吳春煥.塔里木河兩岸駱駝刺資源及其利用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2024（11）：266-267.

[2]王雪芹，胡永鋒，楊東亮，等.綠洲-沙漠過渡帶駱駝刺群落的防風(fēng)阻沙作用[J].干旱區(qū)地理，2024（6）：919-925.

[3]再乃提古麗·阿木提.面臨沙化的野生駱駝刺的保護強化及人工補種的重要性[J].--畜牧業(yè)，2024（6）：60-61.

[4]袁禎燕，黃培佑，何興金.豆科植物駱駝刺研究現(xiàn)狀及進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024,40（18）：9674-9677.

[5]MarcoBittelli.Reductionoftranspirationthroughfoliarapplicationofchitosan[J].AgriculturalandForestMeteorology，2024（107）：167-175.

[6]曾凡江，李向義，張希明.極端干旱條件下多年生植物水