新疆不同居群羅布白麻葉片的營(yíng)養(yǎng)元素含量特征

楚秉泉，牛得草，傅 華

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

羅布麻(Pocynumvenetum)為羅布麻屬夾竹桃科多年生草本植物，分布于我國(guó)新疆、青海、甘肅、江蘇、遼寧、內(nèi)蒙古及歐洲等地區(qū)[1]，其根和葉片具有很高的藥用價(jià)值，入藥歷史近千年[2]。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，羅布麻中主要藥用成分為黃酮、氨基酸和揮發(fā)油等。通過(guò)老鼠、細(xì)胞等一系列藥理實(shí)驗(yàn)表明，羅布麻所具有的抗氧化、抗菌、解熱、平喘、抗癌、降血脂、抗動(dòng)脈硬化、保護(hù)心血管、抗焦慮和保肝等功效，主要和其體內(nèi)較高含量的槲皮素、蘆丁、異槲皮苷、山奈酚、金絲桃苷等黃酮類化合物和氧化石竹烯、藏紅花醛、薄荷酮等物質(zhì)有關(guān)，并且研究者已從羅布麻中分離純化出了相應(yīng)的有機(jī)化合物[3-15]。營(yíng)養(yǎng)元素作為生命代謝的基礎(chǔ)物質(zhì)，是生命體中氨基酸、激素、維生素、核酸等的主要組成部分，甚至一些微量元素常構(gòu)成生命體酶促反應(yīng)的輔酶和激酶因子，對(duì)植物體內(nèi)黃酮、氨基酸和揮發(fā)油等的合成具有重要的調(diào)控作用，特別是對(duì)于一些藥用植物，其體內(nèi)某些營(yíng)養(yǎng)元素的多寡往往影響到其藥效的發(fā)揮[16]。因此，藥用植物體營(yíng)養(yǎng)元素的研究是中藥材資源開(kāi)發(fā)利用的重要部分。

新疆阿勒泰地區(qū)作為目前世界上最大最好的連片野生羅布麻保護(hù)區(qū)[17]，蘊(yùn)藏著豐富的羅布麻資源。本研究對(duì)該區(qū)5個(gè)居群的羅布白麻的10種營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行分析，旨在為羅布白麻的深入研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及為其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況 研究區(qū)位于新疆阿勒泰市阿拉哈克鄉(xiāng)土山羅布麻保護(hù)區(qū)，地理坐標(biāo)87°23′ E、47°43′ N，海拔492 m，年降水量350～400 mm，年平均氣溫4.1 ℃，屬溫帶大陸性氣候。土壤類型是栗鈣土基質(zhì)的鹽漬化荒漠土，主要草地類型為荒漠灌叢草地，典型的群落有羅布麻、芨芨草(Achnatherumsplendens)、賴草(Leymussecalinus)、甘草(Glycyrrhizauralensis)和沙棘(Hippophaerhamnoides)等。

1.2植物樣品采集 于2011年8月在研究區(qū)內(nèi)選擇生長(zhǎng)正常、無(wú)病害、形態(tài)特征不一致的5個(gè)屬群的羅布白麻，包括青桿中花、紅桿中花、特細(xì)葉中花、中細(xì)葉中花和白花中花。每居群隨機(jī)選取10株株齡及長(zhǎng)勢(shì)相當(dāng)?shù)牧_布白麻采集全株鮮葉片合為一個(gè)樣(約1 000 g)，重復(fù)3次。采集的植物鮮樣，蒸汽殺青[18]、風(fēng)干后粉碎，過(guò)0.25 mm篩，供分析用。

1.3測(cè)定方法 精確稱取0.300 0 g樣品于微波消解管中，加入5 mL 65%的硝酸和2 mL 35%的雙氧水，加蓋密封后置于微波消解儀中消解[19]，得澄清溶液。同時(shí)制一空白溶液，用少量去離子水將消解液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯杯中，放于130 ℃電熱板上將酸揮盡(約剩2 mL)，冷卻后用去離子水轉(zhuǎn)移定容于100 mL容量瓶中，用火焰分光光度計(jì)測(cè)定K、Na含量[20]，用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn含量[21]。精確稱取0.200 0 g樣品于消化管中，加入10 mL濃硫酸和3.3 g(K2SO4∶CuSO4=10∶1)催化劑，在420 ℃下消化2.5 h，冷卻后用去離子水轉(zhuǎn)移定容于100 mL容量瓶中，后采用流動(dòng)注射儀測(cè)定N、P含量[22]。

1.4回收率及精密度 對(duì)同一羅布麻供試液連續(xù)測(cè)定6次，計(jì)算得出其RSD。采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定各個(gè)元素的回收率(表1)。

表1 方法的精密度和回收率(n=6)Table 1 Relative standard deviation and recovery (n=6)

1.5數(shù)據(jù)處理與分析 利用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，用SPSS 13.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1不同羅布麻葉中常量元素含量 分析結(jié)果表明，不同居群的羅布麻葉中常量元素含量差異較大(表2)。6種常量元素在各居群中含量順序分別為：青桿中花麻，N>Ca>Mg>K>Na>P；紅桿中花麻和特細(xì)葉中花麻，N>K>Ca>Mg>P>Na。其均屬于氮類植物，分別為N-Ca類型和N-K類型；中細(xì)葉中花麻為K>Ca>N>Mg>Na>P；白花中花麻為K>N>Na>Ca>Mg>P。都屬于鉀類植物，分別為K-Ca類型和K-N類型[23]。方差分析表明，特細(xì)葉中花麻氮含量最高，高于其他4個(gè)居群，含量的變化范圍為12.80～17.56 g·kg-1；K含量變幅在9.97～22.92 g·kg-1，中細(xì)葉中花麻和白花中花麻顯著高于其他3個(gè)居群，且各居群間差異顯著(P<0.05)；Na含量變幅最大，為0.19～12.97 g·kg-1，最高含量(白花中花麻)約為最低含量(紅桿中花麻)的68倍。不同的羅布麻之間Ca、Mg、P含量也有一定的差異，Ca含量范圍在11.00～14.12 g·kg-1，青桿中花麻和白花中花麻顯著低于其他3個(gè)居群；Mg含量變化在5.89～11.20 g·kg-1，青桿中花麻和紅桿中花麻與其他各居群間差異顯著；而對(duì)于P含量，中細(xì)葉中花麻與其余4個(gè)居群均存在顯著差異，且青桿中花麻與白花中花麻之間差異顯著，含量變幅為1.69～3.54 g·kg-1。

表2 不同羅布麻葉中常量元素含量 Table 2 Contents of macroelement in different Poacynum hendersonii g·kg-1

2.2不同羅布麻葉中微量元素含量 4種微量元素的含量在5個(gè)居群羅布麻葉片中的順序基本一致，除紅桿中花麻居群中Mn含量最高外，其余4個(gè)居群均為Fe>Mn>Zn>Cu(表3)。

方差分析表明，F(xiàn)e和Zn含量在5個(gè)居群羅布麻中均無(wú)顯著差異(P>0.05)；Mn含量在各居群間差異顯著(P<0.05)；青桿中花麻、紅桿中花麻、特細(xì)葉中花麻中Cu含量顯著高于中細(xì)葉中花麻，白花中花麻和各居群均無(wú)顯著差異。

2.3羅布麻中各元素相關(guān)性分析 相關(guān)分析結(jié)果表明，羅布麻葉中不同元素含量之間存在著一定的相關(guān)性。Mg與Mn，K與P含量之間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；Ca與Mg和Fe與Zn之間存在著顯著的正相關(guān)性關(guān)系(P<0.05)；而Na與Ca，K與Mn和Cu含量之間存在極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；P與Cu和、N含量之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)(表4)。

表3 不同羅布麻葉中微量元素含量Table 3 Contents of trace element in different Poacynum hendersonii mg·kg-1

表4 羅布麻葉中營(yíng)養(yǎng)元素相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis on nutrition elements in Poacynum hendersonii

3 討論

本研究采用的微波消解技術(shù)與傳統(tǒng)的消化方式(如電熱板加熱)相比較，快速、省時(shí)、省試劑、不易損失及污染，微波能量直接作用在樣品上，加速了樣品的分解[21]。羅布麻中10種元素的加標(biāo)回收率均在96.71%～105.81%，RSD在1.28%～2.63%，表明儀器穩(wěn)定性較好、精密度較高、測(cè)定結(jié)果較準(zhǔn)確。

本研究發(fā)現(xiàn)，同一生境下不同居群的羅布麻葉中10種營(yíng)養(yǎng)元素含量有一定的差異，這可能與不同種質(zhì)有關(guān)，尚需進(jìn)一步研究。不同居群的羅布麻葉中Fe與Zn含量無(wú)顯著差異(P>0.05)，表明這兩種元素在葉中含量較穩(wěn)定，隨種質(zhì)的不同變化不大。Na含量變化幅度最大(0.19～12.97 g·kg-1)，表現(xiàn)出不同居群羅布麻對(duì)Na的吸收及向地上部分轉(zhuǎn)移能力[24]及其耐受力的差異。相關(guān)性分析表明，5個(gè)居群羅布麻中，K與P含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，部分原因是植物中K+能增強(qiáng)光合作用，又是多種酶的活化劑，因此在一定程度上能夠促進(jìn)植物對(duì)P的吸收及同化利用；Zn與Fe含量之間呈正相關(guān)可能是因?yàn)橹参镂誇e2+后產(chǎn)生的氧自由基增多，從而導(dǎo)致含Zn的超氧化歧化酶一定程度上的增加[25]。Ca與Mg、Mg與Mn等含量之間呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，表明羅布麻對(duì)這些元素的吸收積累有一定的協(xié)同作用。而K與Mn、Cu之間呈極顯著負(fù)相關(guān),可能是因?yàn)镵+能抵抗Mn2+和Cu2+還原物的毒害作用，減少此兩種離子的過(guò)多累積，從而延緩植物衰老[25]。

與其它區(qū)域的羅布麻相比[26-27]，新疆阿勒泰地區(qū)5個(gè)居群羅布麻葉中含有較高的Zn、Cu、Mn、Mg、P等元素，而作為茶產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能大大提高其保健性能。N是制造葉綠素的主要成分，也是組成氨基酸必不可少的元素之一，其在一定程度上可以反映茶湯的口味與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[28]。K、Ca、Mg和Na是細(xì)胞內(nèi)、外液的組分，與體液的協(xié)同作用可以調(diào)節(jié)身體滲透壓，保持人體生理的正常進(jìn)行[29]。而Fe、Mn、Zn、Cu則是蛋白質(zhì)、酶等的活性成分，又有養(yǎng)血、益肝、補(bǔ)腎等作用[30]。羅布麻作為藥用植物，其藥用成分主要源自其眾多的次生代謝產(chǎn)物，這些次生代謝物的合成以及含量與營(yíng)養(yǎng)元素有重要的關(guān)系，有的甚至直接參與作用[31]。如蘆丁能夠與Cu2+形成配合物，增加蘆丁分子的活性中心，同時(shí)減少游離銅離子的濃度，使配合物清除氧自由基的能力較單純的蘆丁強(qiáng)[32]。Mn、K、Mg等元素與中藥的寒涼溫?zé)崴幮杂兄芮嘘P(guān)系[33]。Cu、Zn等元素能與多羥基黃酮類物質(zhì)形成螯合物，從而進(jìn)一步提高其抗衰老等藥效[34]，促進(jìn)其藥效的發(fā)揮。

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