離蕊金花茶礦質(zhì)元素測定分析

楊序成 楊成華 王 港*

(1.貴州省黎平林業(yè)局 黎平 557300；2.貴州省林業(yè)科學研究院 貴陽 550005)

離蕊金花茶礦質(zhì)元素測定分析

楊序成1楊成華2王 港2*

(1.貴州省黎平林業(yè)局 黎平 557300；2.貴州省林業(yè)科學研究院 貴陽 550005)

以離蕊金花茶為研究對象，對礦質(zhì)元素Mn、Fe、Cu、Ca、Mg、K含量進行測定，比較離蕊金花茶與其他金花茶差異，并運用主成分分析方法建立質(zhì)量評價體系模型，比較各種金花茶礦質(zhì)元素質(zhì)量。結(jié)果表明，各研究中金花茶礦質(zhì)元素含量差異很大。離蕊金花茶各礦質(zhì)元素含量較高。在離蕊金花茶花朵中所測的礦質(zhì)元素含量中，K元素含量最高，分別為60.31g/kg和59.92g/kg，其次為Mg(10.38，10.54g/kg)、Ca(1.52,1.49 g/kg)，F(xiàn)e含量最低，分別為0.84g/kg和0.76g/kg。其余研究中，同樣是K元素含量最高，F(xiàn)e含量最低，但是中間含量元素順序不一致。金花茶礦質(zhì)元素質(zhì)量評價指標之間相對獨立又密切相關，Ca和Fe、K和Mg含量之間呈極顯著正相關；Mn和Mg、Mn和K含量之間呈顯著正相關；Mn和Fe、Cu和Ca ，F(xiàn)e和Cu、K、Mg，Cu和Ca 、K、Mg，Ca 和K、Mg間呈負相關，但不顯著；未發(fā)現(xiàn)元素間呈現(xiàn)不顯著正相關。離蕊金花茶礦質(zhì)元素含量高，質(zhì)量好，有很高的利用價值。研究結(jié)果為離蕊金花茶花茶開發(fā)利用提供依據(jù)和指導。

離蕊金花茶；礦質(zhì)元素；相關分析

離蕊金花茶(C.Nitidissma)為山茶科、山茶屬、金花茶組、金花茶系植物，與中國名茶同科屬，是國家8種一級保護植物之一，是貴州和廣西獨有的資源。除了具有極高的觀賞價值外，同時還是一種傳統(tǒng)的中草藥，已被制成茶葉和保健品等[1～3]。金花茶花朵已被開發(fā)成花茶， 且售價昂貴，銷售較好 ?；ú柚械牡V質(zhì)元素能夠在增強人體免疫系統(tǒng)中起到積極的作用。研究表明，鐵元素參與血紅細胞中血紅蛋白和肌紅蛋白的合成，并增加血紅細胞中氧的傳動及貯存能力；錳參與蛋白質(zhì)的合成、遺傳信息的傳遞及甲狀腺和性腺的分泌，調(diào)節(jié)人體內(nèi)鈣和磷代謝平衡，并能夠提高血液的凝血性，減低血管通透性，起到消炎的作用[7]。

目前對金花茶研究主要集中在化學成分及藥理研究上，未曾涉及對金花茶質(zhì)量評價方面。離蕊金花茶是唯一一種生長在北回歸線以北的金花茶[4～6]，離蕊金花茶花朵的礦質(zhì)元素與其他金花茶花朵相比是否有差異，有待于進一步研究。

本文通過測定離蕊金花茶花朵中的礦質(zhì)元素含量，運用主成分分析方法評價礦質(zhì)元素質(zhì)量，建立一種可靠的金花茶礦質(zhì)元素測定方法，為貴州金花茶良種選育以及花茶加工提供理論依據(jù)和指導。

1 材料和方法

1.1 材料

采集盛花期的離蕊金花茶花朵，去除花柄，然后用微波殺青，60℃ 烘干24h， 粉碎，過篩，置于干燥器中備用。

1.2 微量元素測定方法

微量元素含量采用火焰原子吸收光譜法測定[8～9]，測定方法采用國家檢測統(tǒng)一標準：即銅、鐵、錳、鉀、鈣、鎂：GB/T 30391-2013；每個試驗重復三次。

1.3 統(tǒng)計分析

以上所得測量結(jié)果為原始數(shù)據(jù)，利用SPSS18.0和EXCEL2007對數(shù)據(jù)進行方差分析、相關性分析及聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 離蕊金花茶礦質(zhì)元素含量差異

由表1可知，離蕊金花茶中礦質(zhì)元素含量差異很大。在離蕊金花茶花朵中所測的礦質(zhì)元素含量中，K元素含量最高，為60.115g/kg，其次為Mg(10.46g/kg)、Ca(1.505g/kg)，F(xiàn)e含量最低，僅為0.8mg/kg。在其他金花茶研究中同樣是K元素含量最高，F(xiàn)e含量最低，但是中間含量元素順序不一致[16～18]。變異系數(shù)可以比較其變異程度的大小，在測定過程中Cu離散程度最大，所得數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。

2.2 不同金花茶礦質(zhì)元素含量差異

研究結(jié)果顯示離蕊金花茶各礦質(zhì)元素含量較高。在不同的離蕊金花茶花朵中所測的礦質(zhì)元素含量中，K元素含量最高，分別為60.31g/kg和59.92g/kg，其次為Mg(10.38，10.54g/kg)、Ca(1.52,1.49 g/kg)，F(xiàn)e含量最低，分別為0.84g/k和0.76g/kg。其余研究中，同樣是K元素含量最高，F(xiàn)e含量最低，但是中間含量元素順序不一致。

表1 金花茶花朵礦質(zhì)元素含量

表2 金花茶花朵礦質(zhì)元素含量

2.3 金花茶礦質(zhì)元素主成分分析

2.3.1 主成分分析原理及分析指標

主成分分析是一種通過降維把多個指標轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標的一種多元數(shù)理統(tǒng)計方法[10]，本文用SPSS20.0 軟件對衡量礦質(zhì)元素質(zhì)量指標進行主成分分析，最終用較少的幾個綜合指標代替原來較多的評價指標， 這些指標保留原有指標的絕大部分信息，且彼此之間不相關[11]。

2.3.2 隸屬函數(shù)模糊轉(zhuǎn)換矩陣的確立

根據(jù)隸屬函數(shù)模型的建立方法，使用下面的公式將每一評價要素進行計算：

注：x-每個測定值； xmin——最小值，即最差水平；xmax——最大值，即最佳水平；通過計算，得到下列特征表 。

表3 礦質(zhì)元素評價指標隸屬函數(shù)模糊轉(zhuǎn)換矩陣

表4 礦質(zhì)元素質(zhì)量指標特征向量

從表可以看出第 1 個主成分在Mn和K的特征向量的絕對值較大， 因此，這個主成分可作為離蕊金花茶礦質(zhì)元素質(zhì)量指標的綜合體現(xiàn)。同理，第2 個主成分主要代表了Ca。

表5 特征值與方差貢獻表

根據(jù)表中各主成分的特征向量和表2中的特征值可以構(gòu)建主成分與各品質(zhì)指標的線性關系式[11]

F1=0.51X1- 0.34X2- 0.29X3- 0.23X4+ 0.49X5+ 0.50X6

F2= 0.08X1+ 0.53X2- 0.54X3+ 0.62X4+ 0.15X5+ 0.10 X6

以2個主成分所對應的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重計算主成分綜合模型：

F綜= 0.65F1+ 0.35F2

在主成分分析的基礎上 ，根據(jù)綜合主成分的得分公式 ，求得5種金花茶的主成分得分和綜合主成分值[13]。綜合得分越高，說明金花茶的礦質(zhì)元素質(zhì)量越好， 結(jié)果如下。

表6 評價結(jié)果

不同樣品的綜合主成分值各不相同。離蕊金花茶的綜合值最高，評價結(jié)果一致，為1.07， 說明離蕊金花茶礦物質(zhì)含量最好；而金花[4]的綜合值最低 ，僅為-0.38，得分值為負，說明該金花茶質(zhì)量最差。

3 結(jié)論

本實驗供試離蕊金花茶中Mn、Fe、Cu、Ca、Mg、K礦質(zhì)元素含量豐富，離蕊金花茶各元素的含量順序為Mn>K>Mg>Cu>Ca>Fe，其中Mn、K和Mg元素均高于金花茶和毛瓣金花茶，因此對于其它兩個品種而言，離蕊金花茶品質(zhì)相對較好。

金茶花礦質(zhì)元素質(zhì)量評價指標主要包括Mn、Fe、Cu、Ca、Mg、K，這些指標之間相對獨立又密切相關。通過對不同金花茶各礦質(zhì)元素含量比較并進行主成分分析，反映金花茶礦質(zhì)元素含量的綜合品質(zhì)，從而建立了金花茶礦質(zhì)元素含量評價體系模型[17～19]。

通過對離蕊金花茶礦質(zhì)元素含量與其他金花茶含量差異比較以及金花茶礦質(zhì)元素含量評價體系模型所得結(jié)果，均顯示離蕊金花茶礦質(zhì)元素含量高，質(zhì)量好，有很高的利用、開發(fā)價值。

離蕊金花茶礦質(zhì)元素含量豐富，營養(yǎng)價值高。在人們越來越注重保健的今天，金花茶飲品被越來越多的消費者認同。由于金花茶種質(zhì)資源的珍貴性和其較高的經(jīng)濟價值，國內(nèi)外學術(shù)界對于金花茶的研究一直也是一個熱點。隨著光譜解析技術(shù)的提高，從該植物中發(fā)現(xiàn)越來越多具生物活性的成分。加強對金花茶應用理論研究，深入開展研究金花茶藥用價值，創(chuàng)育出我國特有的金花茶新藥品種，對金花茶進一步開發(fā)利用具有重要意義。

[1]韋霄,黃興賢,蔣運生,唐輝,漆小雪,陳宗游. 3種金花茶組植物提取物的抗氧化活性比較[J]. 中國中藥雜志,2011,05:639～641.

[2]彭曉,于大永,馮寶民,唐玲,王永奇,史麗穎. 金花茶花化學成分的研究[J]. 廣西植物,2011,04:550～553+568.

[3]林華娟,秦小明,曾秋文,楊基柱,鐘嘉敏. 金花茶茶花的化學成分及生理活性成分分析[J]. 食品科技,2010,10:88～91.

[4]張宏達,楊成華,張廷中. 貴州金花茶一新種[J]. 廣西植物,1997,04:2～3.

[5]葉創(chuàng)興,許兆然. 關于金花茶組的研究[J]. 中山大學學報(自然科學版),1992,04:68～77.

[6]閔天祿,張文駒. 山茶屬古茶組和金花茶組的分類學問題[J]. 云南植物研究,1993,01:1～15.

[7]黨婭，劉水英.漢中綠茶中六種礦質(zhì)元素含量及其溶出特性研究[J].食品科學，2014，03～07，網(wǎng)絡優(yōu)先出版.

[8]魏剛才,鄭愛武,荊瑞俊,謝紅兵,常新耀. 花椒中五種微量元素含量的測定[J]. 廣東微量元素科學,2008,05:38～41.

[9]王香愛. 火焰原子吸收光譜法測定鳳縣花椒中的微量元素[J]. 中國調(diào)味品,2014,11:123～125.

[10] 張玉榮，張秀華，周顯青等. 主成分分析法綜合評價大米的食味品質(zhì)[J]. 河南工業(yè)大學學報 ，2008， 29(5)：1～5.

[11] 聶繼云，李明強，張桂芳等. 白梨品質(zhì)評價指標的聚類分析[J]. 中國果樹，2000,(2)：16～17 ．

[12] 張文霖. 主成分分析在滿意度權(quán)重確定中的應用[J]. 市場研究，2006,(6)：18～22.

[13] 楊中，張靜，湯兆星. 新疆鮮食葡萄品質(zhì)評價指標體系的建立[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學, 2011，39(12)： 7004～7007.

[14] 倪永年. 化學計量學在分析化學中的應用 [M]. 北京：科學出版社，2004：228.

[15] 宋江峰，李大婧，劉春泉等. 甜糯玉米軟罐頭主要揮發(fā)性物質(zhì)主成分分析和聚類分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)學報，2010，43(10)：2122～2131.

[16]符勇,陶菲,郜海燕,曹穎,陳杭君,林河通. 荔枝干品質(zhì)評價指標體系的建立[J]. 中國食品學報,2013,01:158～164.

[17]林華娟,秦小明,曾秋文,楊基柱,鐘嘉敏. 金花茶茶花的化學成分及生理活性成分分析[J]. 食品科技,2010,10:88～91.

[18]彭靖茹,甘志勇. 金花茶花朵中微量元素的研究[J]. 分析科學學報,2009,04:484～486.

[19]柴勝豐,唐健民,陳宗游,謝偉玲,楊雪,韋霄. 毛瓣金花茶花朵中化學成分及生理活性物質(zhì)分析[J]. 時珍國醫(yī)國藥,2016,03:575～577.

The Feature Analysis of Mineral Elements onCamellialiberofilamentaof Endemic Plants in Guizhou

YANG Xu-cheng1YANG Cheng-hua2WANG Gang2

(1.Liping Forestry Bureau, Liping, 557300;2.Guizhou Academy of forestry, Guiyang, 550005)

Mineral elements Mn, Fe, Cu, Ca, Mg, K ofCamellialiberofilamentawere measured to compare with other camellias. And the quality evaluation system model was established by PCA to compare quality of mineral elements. The results showed that the mineral elements content difference is very big. Self-test mineral elements content ofCamellialiberofilamentawas much higher. K was the highest, 60.31 g/kg and 59.92 g/kg respectively, followed by Mg (10.38, 10.54 g/kg), Ca (1.52, 1.49 g/kg), and Fe content was the lowest, 0.84 g /Kg and 0.76 g/kg. In the study of other species, K was also the highest and Fe the lowest with a different order of other elements’ content. Evaluation index were relatively independent and closely related .Ca and Fe, K and Mg content were very significant positive correlation; Mn and Mg, Mn and K content were unsignificantly positive correlation; Mn and Fe, Cu and Ca, Fe and Cu, K, Mg, Cu and Ca, Mg, K, Ca and K, Mg were negative correlation, but not significantly; non-significant positive correlation between elements were not found presented. Self-test Mineral elements ofCamellialiberofilamentawas high with good quality and high value. The results provided a basis for the evaluation of mineral elements and development and utilization ofCamellialiberofilamentaChang et C．H．Yang.

CamellialiberofilamentaChang et C．H．Yang；mineral elements；PCA

2016-07-29

S794.408

B