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杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)是杜仲科杜仲属单科单属单种落叶植物,为我国名贵中药材,同时也是世界上分布范围最广的胶源树种。其叶、果皮、树皮和根皮中均含有杜仲胶,具有极强的耐酸、耐腐蚀和耐磨等特性,是很好的天然胶用资源,开发潜力巨大。杜仲胶颗粒是一类积累在杜仲含胶细胞中的细胞器。已证实巴西橡胶树胶乳中的橡胶颗粒是专门合成和贮存天然橡胶的重要细胞器,目前已取得重要研究进展。但在杜仲等合成反式异戊二烯的产胶植物中胶颗粒的形成机制尚未阐明。本文以杜仲叶及翅果为材料,研究分离纯化杜仲胶颗粒的方法,观察杜仲胶胶颗粒的形态结构,并对杜仲胶颗粒脂肪酸组分及胶颗粒内部橡胶分子量测定分析,以期为揭示杜仲胶颗粒的形态学和生理学提供理论依据,主要取得以下结果:1杜仲胶颗粒分离纯化杜仲新鲜组织(叶片或翅果)依次经液氮速冻、反复捣碎研磨6次、提取液浸提过滤12次,滤液在4℃条件以5 000g 45度定角离心10 min,初提胶颗粒经漂洗液反复洗涤离心10次所得的杜仲胶颗粒含量最高。在此条件下,对10月份叶和翅果中杜仲胶颗粒进行分离发现,胶颗粒含量分别达0.37 g/100 g和0.53g/100 g。2杜仲胶颗粒形态观察及胶粒分布分析对分离纯化的胶颗粒显微观察发现,杜仲胶颗粒在光镜和电镜下均呈球形,胶颗粒间粒径大小差异较大。以10月份分离的杜仲胶颗粒为例,杜仲叶中小胶颗粒(1μm-4μm)占总胶颗粒的39%,中等胶颗粒(4μm-7μm)占38%,大胶颗粒(7μm-11μm)占23%;而杜仲翅果中三者分别占总胶颗粒的53%、34%和13%。杜仲树皮中胶颗粒差异更显著,三种胶颗粒占比分别为98.38%、0.12%和0.05%,胶颗粒主要以小胶颗粒为主。通过对不同月份胶颗粒粒径测定发现,总体上杜仲胶颗粒的粒径大小及积累量均表现为随杜仲叶和翅果发育成熟,呈现出先增加后稳定的变化趋势。3杜仲胶颗粒脂肪酸组成分析利用GC-MS对杜仲胶颗粒脂肪酸测定分析发现,不同采样月份(8、10、11月)杜仲叶胶颗粒中脂肪酸组成及含量有一定差异。3个月份分别检测出26、30、26种脂肪酸,其中饱和脂肪酸有15种,以棕榈酸(C16:0)、二十四碳酸(C24:0)、二十二碳酸(C22:0)、花生酸(C20:0)、硬脂酸(C18:0)、二十三碳酸(C23:0)、肉豆蔻酸(C14:0)、十七碳一烯酸(C17:0)、二十一碳酸(C21:0)含量较高;不饱和脂肪酸中的十五碳一烯酸(C15:1)、十七碳一烯酸(C17:1)、二十碳三烯酸(C20:3n6)、花生四烯酸(C20:4n6)、二十碳五烯酸(C20:5n3)、二十二碳六烯酸(C22:6n3)和二十四碳一烯酸(C24:1)为10月份杜仲叶胶颗粒中所特有,以二十碳三烯酸(C20:3n6)含量最高,达0.180mg/g。方差分析结果表明,8月份杜仲叶胶颗粒中总饱和脂肪酸与总不饱和脂肪酸含量差异不显著,而10月和11月杜仲叶的胶颗粒中两者分别达到了显著(P<0.05)与极显著(P<0.01)差异水平,说明随着杜仲叶片发育成熟,其中的胶颗粒脂肪酸(饱和与不饱和)含量也随之出现显著差异。另外,10月份的杜仲翅果胶颗粒中共检测出30种脂肪酸,其中饱和脂肪酸15种,不饱和脂肪酸15种。饱和脂肪酸中以棕榈酸甲酯(C16:0)、硬脂酸(C18:0)、花生酸甲酯(C20:0)、二十二碳酸(C22:0)和二十四碳酸(C24:0)含量较高;方差分析结果表明,10月份杜仲翅果和叶中胶颗粒的总饱和脂肪酸含量差异不显著。4杜仲胶分子量测定分析通过对10月份杜仲叶和翅果胶颗粒内部胶分子量测定表明,叶片中杜仲胶颗粒内部橡胶相对分子质量分布出现5个峰值,分别为P1、P2、P3、P4和P5;翅果则表现出2至3个峰值,分别为P1、P2或P1、P2、P3;其中,杜仲叶胶颗粒内部高分子量(P1)杜仲胶分子平均相对分子质量((?)=60.9×10~4),显著(P<0.05)大于杜仲果中高分子量部分P1平均相对分子质量((?)=49.58×10~4);同时,杜仲叶中次高杜仲胶分子平均相对分子质量((?)=1.61×10~4)极显著(P<0.01)高于杜仲果中次高杜仲胶分子量((?)=0.48×10~4)。进一步对叶及果中胶平均相对分子质量分析表明,叶片胶颗粒内部橡胶平均相对分子质量((?)=1.83×10~4)显著(P<0.05)低于果胶颗粒内部橡胶的相对平均分子质量((?)=4.15×10~4)。杜仲果胶颗粒内部橡胶相对分子质量分布(D=Mw/Mn)比叶片宽,杜仲叶和果的平均D值分别为6.06和40.61,表明尽管杜仲叶胶颗粒中不同大小分子量的胶分子含量较多,但橡胶相对分子质量分布较为集中,而果胶颗粒中不同大小分子量的胶分子量含量较少,却分布较为分散。