不同產(chǎn)地太子參藥材及其根際土壤無機(jī)元素的關(guān)聯(lián)分析△

鄒立思，馬陽，王勝男，侯婭，劉訓(xùn)紅*，蘭才武

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.貴州昌昊中藥發(fā)展有限公司，貴州 凱里 55600)

·中藥農(nóng)業(yè)·

不同產(chǎn)地太子參藥材及其根際土壤無機(jī)元素的關(guān)聯(lián)分析△

鄒立思1，馬陽1，王勝男1，侯婭1，劉訓(xùn)紅1*，蘭才武2

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.貴州昌昊中藥發(fā)展有限公司，貴州 凱里 55600)

目的：分析不同產(chǎn)地太子參藥材及其根際土壤中無機(jī)元素，探討其內(nèi)在關(guān)系。方法：采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)測(cè)定國內(nèi)4個(gè)主產(chǎn)區(qū)太子參藥材及其土壤中20種無機(jī)元素的含量，用SPSS16.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果：傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)太子參藥材中鐵、鋁含量遠(yuǎn)高于栽培基地藥材，且對(duì)鈣有富集作用；相關(guān)分析表明，傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)太子參藥材與土壤中無機(jī)元素的含量顯著相關(guān)，栽培基地藥材與土壤中無機(jī)元素的含量基本不相關(guān)。結(jié)論：太子參藥材所含無機(jī)元素可能與其地道性呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，為認(rèn)識(shí)太子參的地道性成因提供參考。

太子參；無機(jī)元素；土壤；關(guān)聯(lián)分析

太子參來源于石竹科假繁縷屬植物孩兒參Pseudostellariaheterophylla(Miq.)Pax ex Pax et Hoffm.的干燥塊根。目前除江蘇句容傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)外，福建柘榮、貴州施秉、安徽宣州等地已建立大規(guī)模栽培基地，由于遺傳及生態(tài)環(huán)境的不同，造成太子參有效成分的積累差異較大，商品藥材質(zhì)量參差不齊[1-4]。中藥材中所含微量元素與其臨床療效有著密切關(guān)系，除直接參與和調(diào)節(jié)體內(nèi)必需的元素外，常與其藥用有機(jī)成分產(chǎn)生協(xié)同作用，增強(qiáng)其藥效，因此藥材中微量元素的種類和含量可作為中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[5-7]。近年來，對(duì)不同產(chǎn)地太子參藥材的成分分析和品質(zhì)評(píng)價(jià)主要集中于有機(jī)代謝產(chǎn)物[8-10]，對(duì)不同產(chǎn)地藥材及其土壤中無機(jī)元素相關(guān)性研究尚未見系統(tǒng)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)旨在通過分析不同產(chǎn)地太子參藥材及其根際土壤中無機(jī)元素種類及含量，找出太子參無機(jī)元素的特征，同時(shí)分析不同產(chǎn)地太子參與土壤中無機(jī)元素的關(guān)聯(lián)，為探討產(chǎn)地對(duì)太子參藥材品質(zhì)形成的影響及其藥材地道性成因提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器

OptimaTM2100DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國Perkin Elmer公司)；ETHOS A型微波消解系統(tǒng)(意大利MILESTONE公司)；YP601N型電子分析天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司)；DHG-9023A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

1.2 試劑與藥材

各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液均為國家標(biāo)準(zhǔn)樣品：含有27Al、75As、137Ba、9Be、209Bi、112Cd、59Co、52Cr、64Cu、56Fe、24Mg、55Mn、59Ni、122Sb、119Sn、48Ti、51V、65Zn的多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg·mL-1)；56Fe(GSB04-1726-2007)、27Al(GSB04-1713-2007)、24Mg(GSB04-1735-2007)、40Ca(GSB04-1720-2007)、39K(GSB04-1751-2007)、200.5Hg(GSB04-1729-2004)、207Pb(GSB04-1742-2007)的單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg·mL-1)，國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；65%硝酸(AR，批號(hào)081230799)；鹽酸(GR，批號(hào)20090219)試驗(yàn)所用水均為雙重蒸餾水。

太子參藥材與其相對(duì)應(yīng)的土壤樣品分別采自江蘇句容、福建柘榮、貴州施秉及安徽宣州4個(gè)產(chǎn)區(qū)，采集時(shí)間為2013年6至7月份，即遵從當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)采收期，每個(gè)采樣點(diǎn)多點(diǎn)隨機(jī)混合采樣。收集太子參塊根作為藥材樣品，其塊根所帶泥土作為土壤樣品。藥材樣品均經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院劉訓(xùn)紅教授鑒定為石竹科太子參Pseudostellariaheterophylla(Miq.) Pax ex Pax et Hoffm.的塊根，留樣保存于南京中醫(yī)藥大學(xué)中藥鑒定實(shí)驗(yàn)室。太子參藥材及其土壤樣品信息見表1。

表1 太子參藥材及其土壤樣品信息

1.3 供試品制備

1.3.1 藥材樣品 取太子參塊根，清水洗凈表面泥土，去離子水淋洗3遍，陰干，粉碎過80目篩。精確稱量0.1 g樣品加濃硝酸2 mL，放入聚四氟乙烯消解罐中，置通風(fēng)櫥中待反應(yīng)不劇烈后加蓋密封。消解程序：10 min由室溫升溫至220 ℃，在220 ℃維持20 min，冷卻40 min消解完畢后，通風(fēng)櫥中將酸揮盡，轉(zhuǎn)移至10 mL量瓶中，去離子水定容至刻度。

1.3.2 土壤樣品 取混勻的土壤于烘箱60 ℃烘干，研成粉末狀，過80目篩，精確稱量0.5 g樣品加王水12 mL，靜置過夜，微波消解。消解程序及測(cè)定方法同藥材，轉(zhuǎn)移至50 mL量瓶中，去離子水定容至刻度。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

精密吸取上述標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，分別加入濃硝酸1.8 mL，去離子水定容配成含有As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Sb、Sn、Ti、V、Zn、Fe、Mg 、Ca、Al、K、Pb、Hg元素的對(duì)照品溶液。未檢出元素的檢出限(μg·mL-1)分別為：Co-0.004、Ni-0.009、Sn-0.02、V-0.004、As-0.03、Hg-0.02、Cr-0.004、Be-0.03。

1.5 測(cè)試條件

采用ICP-AES測(cè)定20種無機(jī)元素，通過優(yōu)化工作參數(shù)及離峰扣背景法消除干擾。儀器工作參數(shù)為：功率13 KW，冷卻氣流量15 L·min-1，載氣流速0.8 L·min-1，輔助氣流量0.2 L·min-1，樣品提升量為1.5 L·min-1，積分時(shí)間：10 s，延遲1 s。所得數(shù)據(jù)用SPSS16.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

1.6 加樣回收率試驗(yàn)

分別取6份藥材與土壤樣品，加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)品，按上述樣品處理及測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表2。藥材各元素回收率為94.8%～103.1%，RSD為1.84%～2.76%；土壤回收率為90.1%～101.8%，RSD為1.86%～4.76%。

表2 太子參藥材與土壤加樣回收率(n=6)

2 結(jié)果與分析

2.1 藥材中無機(jī)元素的含量特征分析

測(cè)定結(jié)果表明(見表3)，傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)太子參中鐵、硅、鎂、鈣、鋁、釩、鋇、汞、鉻含量高于栽培基地太子參，其中鐵、鎂元素差異最大；不同栽培基地太子參鋅元素含量宣城最高，鉛元素宣城含量最低。變異系數(shù)反映了各組數(shù)據(jù)的離散程度，太子參藥材中無機(jī)元素含量的平均變異系數(shù)為0.9，其中鐵、鋁、釩、汞、鉻元素變異系數(shù)均大于1.5，表明了這些元素在不同產(chǎn)區(qū)太子參中有較大差異，鉀、鈹元素變異系數(shù)均小于0.1，則說明在不同產(chǎn)區(qū)太子參中含量相近。

2.2 土壤中無機(jī)元素含量的特征分析

土壤中無機(jī)元素含量見表4，柘榮產(chǎn)區(qū)土壤釩、錳元素含量低于其他產(chǎn)區(qū)，其他元素間含量差異不明顯。與藥材中無機(jī)元素相比，土壤中不含鈹元素。太子參土壤無機(jī)元素含量平均變異系數(shù)為0.20，其中釩、錳元素的變異系數(shù)均大于0.5，鋁、錫、鋅、鎘、鉛元素的變異系數(shù)均小于0.1。

2.3 藥材與土壤間的相關(guān)性分析

2.3.1 相關(guān)系數(shù)分析 對(duì)太子參藥材及土壤20種無機(jī)元素進(jìn)行雙變量相關(guān)分析(見表5)，傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)太子參藥材與其土壤中無機(jī)元素顯著相關(guān)(P≤0.01)，栽培基地太子參藥材與其土壤中無機(jī)元素未見明顯相關(guān)(P≥0.05)。顯著相關(guān)表明土壤中無機(jī)元素含量直接影響太子參藥材中元素含量[12]，非顯著相關(guān)則表明太子參主要通過選擇性吸收調(diào)控藥材中無機(jī)元素[13]。同時(shí)對(duì)栽培藥材與其土壤中無機(jī)元素間作相關(guān)分析(見表6)[14]，太子參藥材與土壤共有5對(duì)元素間存在顯著相關(guān)，其中鎂與汞、鉀與砷為極顯著相關(guān)(P≤0.01)，錳與汞、銅與硅、銅與鎳為顯著相關(guān)(P≤0.05)，太子參對(duì)鎂、鉀、錳、銅的吸收受土壤無機(jī)元素影響；其余元素在藥材和土壤間沒有顯著相關(guān)性，提示栽培太子參對(duì)其吸收主要是選擇性吸收。

2.3.2 富集系數(shù)分析 富集系數(shù)(也稱吸收系數(shù)C，無機(jī)元素富集系數(shù)=藥材內(nèi)無機(jī)元素含量/土壤中無機(jī)元素含量×100%)是表示植物從土壤中攝取元素的性能。當(dāng)C<0.1時(shí)表示強(qiáng)烈貧化，C<0.5時(shí)相對(duì)貧化，0.51.5時(shí)相對(duì)富集，C>3時(shí)強(qiáng)烈富集[12-15]。由太子參富集系數(shù)(見表7)可知，各產(chǎn)地太子參對(duì)鐵、鋁、錫、鈷、鎳、鉛、鉻、鎘元素強(qiáng)烈貧化。不同產(chǎn)地太子參富集系數(shù)也有所差異，句容傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)太子參對(duì)鈣元素相對(duì)富集，柘榮栽培基地太子參則對(duì)鉀元素相對(duì)富集。

表3 太子參藥材無機(jī)元素分析 /μg·g-1

注：“—”表示“未檢出”

表4 太子參土壤無機(jī)元素含量分析 /μg·g-1

注：“—”表示“未檢出”

表5 太子參藥材與土壤中無機(jī)元素相關(guān)性分析

注：雙側(cè)t檢驗(yàn)**表示P≤0.01水平顯著相關(guān)；*表示P≤0.05水平相關(guān)

表6 栽培太子參藥材與土壤中各無機(jī)元素間的相關(guān)系數(shù)

表6(續(xù))

注：雙側(cè)t檢驗(yàn)**表示P≤0.01水平顯著相關(guān)；*表示P≤0.05水平相關(guān)

表7 太子參藥材中無機(jī)元素的富集系數(shù)

3 討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，太子參藥材無機(jī)元素含量特征分析，傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)太子參中鐵元素含量極高，與栽培產(chǎn)區(qū)太子參相比對(duì)鈣元素較強(qiáng)的富集作用，且從變異系數(shù)及元素間相關(guān)性看，鐵、鈣元素對(duì)太子參道地性影響較大。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)鐵元素與對(duì)免疫系統(tǒng)有影響的鐵依賴酶密切相關(guān)[6]，鈣元素不僅骨骼形成發(fā)育中起重要作用，而且在神經(jīng)、肌肉應(yīng)激等生理過程中有舉足輕重的作用[16]，這與太子參促進(jìn)免疫、抗應(yīng)激的功效相符合。由此可見，鐵與鈣元素可作為太子參藥材品質(zhì)評(píng)價(jià)的一項(xiàng)指標(biāo)，也可能是太子參藥材地道性成因的重要因子之一。

藥材與土壤無機(jī)元素相關(guān)性分析顯示，傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)太子參藥材與土壤中無機(jī)元素的含量顯著相關(guān)，栽培基地藥材與土壤中無機(jī)元素的含量均未見明顯相關(guān)。對(duì)栽培基地藥材與土壤中無機(jī)元素間相關(guān)系數(shù)分析，土壤中無機(jī)元素僅對(duì)藥材中鎂、鉀、錳、銅的吸收存在一定影響，太子參可能仍以選擇性吸收為主。另外，句容土壤及藥材中汞含量偏高，太子參對(duì)汞元素的吸收與一些常量元素間存在協(xié)同作用，提示太子參種植時(shí)應(yīng)注意控制土壤及施肥過程中重金屬元素[17]的濃度，對(duì)提高藥材品質(zhì)具有重要意義。

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CorrelationAnalysisofInorganicElementsinPseudostellariaeRadixandItsCorrespondenceSoilfromDifferentCultivationRegions

ZOULisi1，MAYang1，WANGShengnan1，HOUYa1，LIUXunhong1*，LANCaiwu2

(1.NanjingUniversityofChineseMedicine，Nanjing210023，China；2.GuizhouChangHaoChineseMedicineCo.Ltd.，Kaili556000，China)

Objective：To investigate the distribution characteristics and correlation of inorganic elements contents in Pseudostellariae Radix and soils from different cultivation regions.Methods：20 Inorganic elements contents of Pseudostellariae Radix from four major producing areas were detected with ICP-AES and the data obtained was analyzed by SPSS16.0 software.Results：The mean concentration of Fe in Pseudostellariae Radix from traditional production area was higher than that in other areas and the accumulation of Ca was high.The correlation analysis showed that the Pseudostellariae Radix in traditional producing area associated with a significant content of inorganic elements in soil.There existed no relationship between the concentrations of inorganic elements in Pseudostellariae Radix and soil in cultivation bases.Conclusion：There may have some correlations between inorganic elements in Pseudostellariae Radix and Genuine production which provides the reference to realize the cause of Genuine Pseudostellariae Radix.

Pseudostellariae Radix；inorganic elements；soil；correlation analysis

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.6.017

2016-01-12)

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No：81274016；81473312)；國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAI13B04)；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(ysxk-2014)；中央本級(jí)重大增減支項(xiàng)目(2060302)

*

劉訓(xùn)紅，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：中藥鑒定與品質(zhì)評(píng)價(jià)； Tel：(025)85811511，E-mail：liuxunh1959@sohu.com