CN113016820A - 一种促进沉香树结香的诱导剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进沉香树结香的诱导剂，属于生物技术领域。该诱导剂包括强氧化剂、真菌发酵多糖、无机盐和植物激素。本发明用注射法将该诱导剂注射入沉香树树干中，之后割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即得到沉香。本发明调整现有沉香诱导剂的组分，利用强氧化剂代替传统结香剂中的甲酸和乙酸等，注射树体后产生分子态氧，对树体造成强烈刺激作用；真菌发酵多糖作为植物刺激子，能够刺激沉香树产生应激反应，从而有利于树脂分泌，提高沉香产量，并提高了醇溶性浸出物含量、沉香四醇相对含量、倍半萜类和2‑(2‑苯乙基)‑色酮类化合物总相对含量，进而提高沉香品质，具有很好的经济效益和生态效益。

Description

一种促进沉香树结香的诱导剂
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种促进沉香树结香的诱导剂。
背景技术
沉香是瑞香科沉香属(Aquilaria)或拟沉香属(Gyrinops)树木受自然或者人为伤害后，由木质部分泌树脂形成的树脂木，是我国传统名贵药材和世界珍稀香料，具有“行气止痛、温中止呕、纳气平喘”的药用功效，素有“药中黄金”和“香中之王”的美誉。沉香集药用、香料、宗教文化与收藏等方面的价值于一体，具有厚重的历史文化价值和现代经济价值。
白木香Aquilariasinensis(Lour.)Gilg又称土沉香,属瑞香科沉香属植物，是我国传统中药沉香的唯一源植物，现已被列为国家二级濒危保护植物。白木香受物理化学的损伤或某些生物的刺激而产生的含树脂的木材即为国产沉香。沉香的自然结香率十分低，形成周期也较长。根据沉香形成的环境和条件，一般分为野生(天然)沉香和人工沉香。野生沉香包括自然条件下沉香树受风吹、雷击、虫蚁啃噬等因素伤害而结成的香，形成沉香通常需要数十年的时间，树脂含量高的更需要数百年时间。野生沉香一般分为熟结、脱落和虫漏。而人工沉香是生结沉香，常采取火烧、刀劈斧砍等物理刺激，或采取微生物及其代谢物的生物刺激，或者采取化学结香的方式。
化学结香剂注射进入树体是目前应用最为广泛的促进沉香树结香的方法，可实现通体结香效果。目前，化学结香剂的成分主要包括植物激素(如茉莉酸甲酯、乙烯利、6-BA等)，有机酸(如甲酸、乙酸、苯甲酸、柠檬酸、酒石酸、咖啡酸等)、无机盐(如氯化钠、氯化镁、亚硫酸氢钠、氯化铁、硫酸镁)，植物营养剂(如硝酸铵、硝酸钾、硝酸钙、硫酸钾、硼酸、硫酸锰等)，氨基酸和维生素(如甘氨酸、L-抗坏血酸、肌醇、植物提取物等)，其他刺激物(如过氧化氢、蔗糖、葡萄糖、壳聚糖等)。化学结香剂主要是利用试剂对植物的刺激作用，或者作为沉香产生的前体物质发挥作用。如何选择合适的试剂，使不同成分发挥协同刺激作用，从而使化学结香剂的刺激作用达到最大，是实现高效结香的关键技术之一
专利公开号CN 103229677 A公开了一种生产沉香的方法，该方法以植物激素、无机盐和苯乙醇组成沉香诱导剂滴入沉香树树体中，得到的沉香中倍半萜类化合物的含量较低，仅为17.0-32.8％。
因此，研究一种促进沉香树结香的诱导剂对缩短沉香树结香时间、提高沉香产量和品质，较好地解决沉香产业化生产中面临的结香技术瓶颈，使产业化、规模化生产沉香变为现实具有重要意义。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种促进沉香树结香的诱导剂，该诱导剂包括强氧化剂、真菌发酵多糖、无机盐和植物激素，利用诱导剂促进沉香树结香，提高沉香产量，并且提高了醇溶性浸出物含量、沉香四醇相对含量、倍半萜类和2-(2-苯乙基)-色酮类化合物总相对含量，沉香品质得到了极大的提高，具有很好的经济效益、社会效益和生态效益。
本发明通过以下技术方案实现：
一种促进沉香树结香的诱导剂，按质量百分比，其包括强氧化剂0.01-0.8％、真菌发酵多糖0.001-0.01％、无机盐0.001-0.03％、植物激素0.001-0.015％、余量为水。
作为技术方案的优选，按质量百分比，其包括强氧化剂0.06-0.22％、真菌发酵多糖0.005-0.008％、无机盐0.005-0.015％、植物激素0.002-0.008％、余量为水。
作为技术方案的优选，所述强氧化剂为过氧乙酸、过氧化氢中的一种或两种。
作为技术方案的优选，所述真菌发酵多糖为普鲁兰多糖、酵母β-葡聚糖中的一种或两种。
作为技术方案的优选，所述无机盐为氯化钠、氯化铁、氯化钙中的一种或多种。
作为技术方案的优选，所述植物激素为水杨酸、茉莉酸甲酯、乙烯利中的一种或多种。
一种促进沉香树结香的方法，在沉香树的树干上钻孔，用注射法将上述的促进沉香树结香的诱导剂注射到沉香树树干的孔洞中，然后封住孔洞，每半年重复注射一次，首次注射10-14个月后，割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即为沉香。
作为技术方案的优选，所述促进沉香树结香的诱导剂的用量为2500-5000mL/次。
作为技术方案的优选，所述钻孔直径0.3-0.6cm，钻孔深度为1-3cm，每棵沉香树钻孔4-8个。
作为技术方案的优选，所述沉香树为树龄5年以上或胸径大于8cm的白木香树。
普鲁兰多糖是一种特殊的微生物胞外多糖，又称出芽短梗孢糖或普鲁兰糖等，是由出芽短梗霉发酵所产生的胞外水溶性黏质多糖。普鲁兰多糖作为一种高分子物质，具有很好的安全性、溶解性、稳定性以及耐分解等特性。
酵母β-葡聚糖是一种多糖，是酵母细胞壁的主要成分，约占酵母细胞壁干重的29-40％，完全从酵母中提取，天然安全，具有很高的生物活性。
真菌发酵多糖普鲁兰多糖和酵母β-葡聚糖作为植物刺激子，该真菌发酵多糖进入沉香树后，能够刺激沉香树产生应激反应，从而有利于树脂分泌，提高沉香产量。
本发明所采用的诱导剂促进沉香树结香的原理：
利用促进沉香树结香的诱导剂作用于沉香树树干部位，诱导其产生沉香。由于诱导剂的伤害诱导作用，诱使沉香树启动防御反应系统从而分泌次生代谢产物，经过长期积累和多次代谢分解作用，最终形成沉香。同时，由于受到诱导剂伤害作用，防御系统的信号分子传递至沉香树内生韧皮部，激发内生韧皮部的细胞重新进行横向分裂，最终连成一片，形成与树皮类似的韧皮部组织面。而沉香形成和积累在内生韧皮部组织和受伤害的木质部之间。诱导剂由一定浓度的强氧化剂、真菌发酵多糖、无机盐和植物激素配制而成的。经诱导作用10-14个月后，在受伤害的树干木质部和新形成的树皮韧皮部组织之间的结香部位积累形成棕褐色及黄褐色的变色木质部，经阴干后，即得到沉香。
沉香化学成分主要有倍半萜类化合物、2-(2-苯乙基)色酮类化合物、芳香族类化合物、脂肪酸类化合物及其他成分，其中倍半萜类成分和2-(2-苯乙基)色酮类的种类和含量决定沉香品质，特别是2-(2-苯乙基)色酮类化合物具有不同程度的抗过敏和神经保护等活性，是沉香品质评价的重要指标性成分。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明提供了一种促进沉香树结香的诱导剂，其调整现有结香诱导剂的组成，利用强氧化剂代替传统结香剂中的甲酸或乙酸等，注射树体后产生分子态氧，对树体造成强烈刺激作用；还增加真菌发酵多糖作为植物刺激子，该真菌发酵多糖进入沉香树后，能够刺激沉香树产生应激反应，从而有利于树脂分泌，提高沉香产量。
2、本发明在沉香树的树干上钻孔，利用注射法将促进沉香树结香的诱导剂输入钻孔内，然后封住孔洞，每半年重复注射一次，首次注射10-14个月后，割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即为沉香。经过与未添加普鲁兰多糖制备诱导剂、以及诱导剂中用乙酸代替过氧乙酸和过氧化氢作对比，结果显示，本发明提高了醇溶性浸出物含量、沉香四醇相对含量、倍半萜类和2-(2-苯乙基)-色酮类化合物总相对含量，且醇溶性浸出物含量指标要明显高于2015版《中国药典》规定的药用沉香标准，沉香品质得到了极大的提高。
3、本发明的促进沉香结香的诱导剂可满足市场需求和要求，可用于大规模、标准化、商品化的生产，既可提高沉香产量，又可保护沉香树资源，具有重要的经济效益、社会效益和生态效益。
附图说明
图1为注射结香诱导剂1个月后白木香树图。
图2为切割白木香树树干取沉香图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步地详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的保护范围。
本发明的促进沉香树结香的诱导剂的配制过程为：首先将无机盐配制成溶液，再加入所需质量百分比含量的强氧化剂，形成溶液A。将真菌多糖用少量蒸馏水溶解，不断搅拌使之溶解，形成真菌多糖溶液B。再将溶液A和溶液B进行混合，搅拌均匀，定容，形成溶液C。在使用前，将植物激素按照质量百分比含量加入到溶液C中，形成诱导剂。
实施例1
选取5年树龄的白木香树，从距离地面10cm处，垂直树干使用电钻进行钻孔，钻孔直径0.8cm，钻孔深度2cm，以螺旋状排列的方式钻6个孔。配制诱导剂，按质量百分比，其含强氧化剂过氧乙酸0.15％和过氧化氢0.001％、真菌发酵多糖普鲁兰多糖0.005％、无机盐氯化钠0.006％、植物激素水杨酸0.003％-的水溶液4000mL。利用树木营养针注射器将诱导剂注射到已钻孔的树干孔洞中，利用植物蒸腾作用，将诱导剂运输到白木香树树体中，输液完毕后用木钉封住孔洞，防止诱导剂流出和雨水冲刷。输液完毕后3天开始，白木香树部分树叶开始掉落，一个月后大部分叶片掉落，只剩树干顶端少数叶片留存。每半年重复注射一次。首次注射10个月后，割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即为沉香。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1诱导剂中无真菌发酵多糖普鲁兰多糖，其余条件均与实施例1相同。
对比例2
对比例1与实施例2的区别在于，对比例2中用乙酸代替强氧化剂过氧乙酸和过氧化氢，其余条件均与实施例1相同。
实施例2
选取6年树龄的白木香树，从距离地面10cm处，垂直树干使用电钻进行钻孔，钻孔直径0.3cm，钻孔深度1cm，以螺旋状排列的方式钻4个孔。配制诱导剂，按质量百分比，其含强氧化剂过氧化氢0.06％、真菌发酵多糖酵母β-葡聚糖0.006％、无机盐氯化钙0.005％、乙烯利0.002％的水溶液2500mL。利用树木营养针注射器将诱导剂注射到已钻孔的树干孔洞中，利用植物蒸腾作用，将诱导剂运输到白木香树体中，输液完毕后用木钉封住孔洞，防止诱导剂流出和雨水冲刷。输液完毕后3天开始，白木香树部分树叶开始掉落，一个月后大部分叶片掉落，只剩树干顶端少数叶片留存。每半年重复注射一次。首次注射1年后，割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即为沉香。
实施例3
选取7年树龄白木香树，从距离地面10cm处，垂直树干使用电钻进行钻孔，钻孔直径0.6cm，钻孔深度3cm，以螺旋状排列的方式钻8个孔。配制诱导剂，按质量百分比，其含强氧化剂过氧乙酸0.22％、真菌发酵多糖酵母β-葡聚糖0.002％和普鲁兰多糖0.006％、无机盐氯化铁0.015％、植物激素茉莉酸甲酯0.001％、乙烯利0.003％和水杨酸0.004％的水溶液5000mL。利用树木营养针注射器将诱导剂注射到已钻孔的树干孔洞中，利用植物蒸腾作用，将诱导剂运输到白木香树体中，输液完毕后用木钉封住孔洞，防止诱导剂流出和雨水冲刷。输液完毕后3天开始，白木香树部分树叶开始掉落，一个月后大部分叶片掉落，只剩树干顶端少数叶片留存。每半年重复注射一次。首次注射10个月后，割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即为沉香。
实施例4
选取胸径大于8cm的白木香树，从距离地面10cm处，垂直树干使用电钻进行钻孔，钻孔直径0.4cm，钻孔深度2cm，以螺旋状排列的方式钻6个孔。配制诱导剂，按质量百分比，其含强氧化剂过氧乙酸0.01％、真菌发酵多糖普鲁兰多糖0.001％、无机盐氯化铁0.001％和植物激素茉莉酸甲酯0.001％的水溶液2500mL。利用树木营养针注射器将诱导剂注射到已钻孔的树干孔洞中，利用植物蒸腾作用，将诱导剂运输到白木香树体中，输液完毕后用木钉封住孔洞，防止诱导剂流出和雨水冲刷。输液完毕后3天开始，白木香树部分树叶开始掉落，一个月后大部分叶片掉落，只剩树干顶端少数叶片留存。每半年重复注射一次。首次注射14个月后，割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即为沉香。
实施例5
选取胸径大于9cm的白木香树，从距离地面10cm处，垂直树干使用电钻进行钻孔，钻孔直径0.6cm，钻孔深度3cm，以螺旋状排列的方式钻8个孔。配制诱导剂，按质量百分比，其含强氧化剂过氧乙酸0.28％和过氧化氢0.52％、真菌发酵多糖普鲁兰多糖0.003％和酵母β-葡聚糖0.007％、无机盐氯化钠0.005％、氯化铁0.008％和氯化钙0.017％、植物激素茉莉酸甲酯和水杨酸0.015％的水溶液3500mL。利用树木营养针注射器将诱导剂注射到已钻孔的树干孔洞中，利用植物蒸腾作用，将诱导剂运输到白木香树体中，输液完毕后用木钉封住孔洞，防止诱导剂流出和雨水冲刷。输液完毕后3天开始，白木香树部分树叶开始掉落，一个月后大部分叶片掉落，只剩树干顶端少数叶片留存。每半年重复注射一次。首次注射11个月后，割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即为沉香。
实施例6
选取胸径大于10cm的白木香树，从距离地面10cm处，垂直树干使用电钻进行钻孔，钻孔直径0.4cm，钻孔深度3cm，以螺旋状排列的方式钻6个孔。配制诱导剂，按质量百分比，其含强氧化剂过氧化氢0.4％、真菌发酵多糖酵母β-葡聚糖0.005％、无机盐氯化铁0.005％和氯化钙0.01％、植物激素乙烯利0.003％和水杨酸0.005％的水溶液4000mL。利用树木营养针注射器将诱导剂注射到已钻孔的树干孔洞中，利用植物蒸腾作用，将诱导剂运输到白木香树体中，输液完毕后用木钉封住孔洞，防止诱导剂流出和雨水冲刷。输液完毕后3天开始，白木香树部分树叶开始掉落，一个月后大部分叶片掉落，只剩树干顶端少数叶片留存。每半年重复注射一次。首次注射12个月后，割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即为沉香。
试验检测
对上述实施例1-6、对比例1-2得到的沉香进行醇溶性浸出物含量、沉香四醇相对含量、倍半萜类总相对含量和2-(2-苯乙基)-色酮类总相对含量进行检测：
醇溶性浸出物含量的检测：
割取的沉香参照2015年《中华人民共和国药典》所载醇溶性浸出物测定法(热浸法中用规定浓度的乙醇代替热水)制取沉香油，并对所得沉香样品的醇溶性浸出物含量进行了测定。精密称取沉香药材粉末2.0g，置250mL的锥形瓶中，精密加入95％乙醇50mL，塞紧，称定重量，静置1小时后，连接回流冷凝管，加热至沸腾，并保持微沸1小时。放冷，取下圆底烧瓶，塞紧，称定重量，用95％乙醇补足减失的重量，摇匀，用干燥滤器滤过，即得沉香油。精密量取滤液25mL，置已干燥至恒重的蒸发皿中，在水浴上蒸干后，于105℃干燥3小时，移至干燥器中，冷却30分钟，迅速精密称定重量，以干燥品计算药材中醇溶性浸出物的含量(％)。
沉香四醇相对含量的检测：
供试品溶液的制备：精密称取沉香粉末(过三号筛)0.2g，置具塞锥形瓶中，精密加入乙醇10mL，称定重量，浸泡0.5小时，超声处理(功率250W，频率40kHZ)1小时，放冷，再称定重量，用乙醇补足减失的重量，摇匀，静置，取上清液滤过，取续滤液，即得。参照2015年《中华人民共和国药典》所载高效液相色谱法(通则0512)测定。测定法：分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各10μL，注入高效液相色谱仪，采用Agilent-C18柱(柱长为25cm，内径为4.6mm，粒径为5um)；以乙腈为流动相A，以0.1％甲酸溶液为流动相B，按下表中的规定进行梯度洗脱；流速为每分钟0.7mL；柱温为30℃，检测波长为252nm。理论板数按沉香四醇峰计算应不低于6000。
Figure BDA0002939857220000071
倍半萜类和2-(2-苯乙基)-色酮类总相对含量的检测：
将沉香样品的挥发油进行GC-MS分析。仪器为美国惠普公司的HP6890/5973GC/MS联用仪。色谱柱为HP-INno-wax Polyethylene Glycol(30.0m×320m×0.25m)弹性石英毛细管柱。程序升温：柱温60℃，保留2min，以4℃/min升温至230℃，保持20min，气化室温度250℃。载气为高纯He(99.999％)；柱前压5.08psi，载气流量2.0mL/min；进样量1μL(丙酮溶液)；分流比10:1。
离子源为EI源；离子源温度230℃；四级杆温度150℃；电子能量70eV；发射电流34.6A；倍增器电压1412V；接口温度280℃；质量扫描范围为10-550amu。分析结果通过HPMSD化学工作，结合Nist2005标准质谱图库和WILE275质谱图库进行鉴定，采用峰面积归一化法计算相对含量。
数据结果
由以上试验检测方法得到如下表所示的数据结果：
Figure BDA0002939857220000072
Figure BDA0002939857220000081
由以上结果可知，本发明沉香醇溶性浸出物含量15.74-15.86％，高于2015版《中国药典》要求水平(醇溶性浸出物含量不得低于10％)。与对比例1-2相比，对比例1中未加入真菌发酵多糖普鲁兰多糖，得到的沉香的各项指标均低于本申请的实施例1的指标；对比例2中用乙酸代替强氧化剂过氧乙酸和过氧化氢，得到的沉香的各项指标均低于本申请的实施例1的指标。倍半萜类和2-(2-苯乙基)色酮类作为沉香品质评价的重要指标性成分，与对比例1和2相比，本申请实施例的倍半萜类和2-(2-苯乙基)-色酮类总相对含量远高于对比例1和2。
本发明的促进沉香结香的诱导剂可满足市场需求和要求，可用于大规模、标准化、商品化的生产，既可提高沉香，又可保护沉香树资源，具有重要的经济效益、社会效益和生态效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种促进沉香树结香的诱导剂，其特征在于，按质量百分比，其包括强氧化剂0.01-0.8％、真菌发酵多糖0.001-0.01％、无机盐0.001-0.03％、植物激素0.001-0.015％、余量为水。
2.根据权利要求1所述的促进沉香树结香的诱导剂，其特征在于，按质量百分比，其包括强氧化剂0.06-0.22％、真菌发酵多糖0.005-0.008％、无机盐0.005-0.015％、植物激素0.002-0.008％、余量为水。
3.根据权利要求1所述的促进沉香树结香的诱导剂，其特征在于，所述强氧化剂为过氧乙酸、过氧化氢中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的促进沉香树结香的诱导剂，其特征在于，所述真菌发酵多糖为普鲁兰多糖、酵母β-葡聚糖中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的促进沉香树结香的诱导剂，其特征在于，所述无机盐为氯化钠、氯化铁、氯化钙中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的促进沉香树结香的诱导剂，其特征在于，所述植物激素为水杨酸、茉莉酸甲酯、乙烯利中的一种或多种。
7.一种促进沉香树结香的方法，其特征在于，在沉香树的树干上钻孔，用注射法将权利要求1-6任一所述的促进沉香树结香的诱导剂注射到沉香树树干的孔洞中，然后封住孔洞，每半年重复注射一次，首次注射10-14个月后，割取树干中棕褐色及黄褐色的变色木质部阴干后即为沉香。
8.根据权利要求7所述的促进沉香树结香的方法，其特征在于，所述促进沉香树结香的诱导剂的用量为2500-5000mL/次。
9.根据权利要求7所述的促进沉香树结香的方法，其特征在于，所述钻孔直径0.3-0.6cm，钻孔深度为1-3cm，每棵沉香树钻孔4-8个。
10.根据权利要求7所述的促进沉香树结香的方法，其特征在于，所述沉香树为树龄5年以上或胸径大于8cm的白木香树。
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