昭通天麻微量元素的測定與分析

師 睿， 王 銳， 邱文慧， 李啟彭， 劉健君

（昭通學院 化學與生命科學學院 / 云南省高等學校昭通高原特色農(nóng)產(chǎn)品工程研究中心，云南 昭通 657000）

昭通天麻微量元素的測定與分析

師 睿， 王 銳， 邱文慧， 李啟彭， 劉健君

（昭通學院 化學與生命科學學院 / 云南省高等學校昭通高原特色農(nóng)產(chǎn)品工程研究中心，云南 昭通 657000）

以火焰原子吸收光譜法（FAAS）對昭通產(chǎn)烏天麻、紅天麻、黃天麻、綠天麻中Ca、Fe、Zn、Cu、Mn、Mg、Pb等七種微量元素的含量進行測定.結(jié)果表明，烏天麻中Ca、Zn、Mn和Fe元素的含量明顯較優(yōu)；而紅天麻中Zn、Cu和Mn三種元素含量，與黃天麻中Ca和Mg兩種元素含量，在四種天麻中是最低的.此外，Ca、Fe、Zn、Cu、Mn和Mg等6種元素的含量與天麻的等級之間沒有表現(xiàn)出明顯的正相關(guān)性.

天麻；微量元素；火焰原子吸收光譜法(FAAS)

天麻，又稱赤箭、獨搖芝、鬼督郵、定風草、離母等，是蘭科天麻屬多年生草本植物，一般生長于腐殖質(zhì)較多且濕潤的林下[1,2].天麻分布廣泛，在中國、日本、朝鮮、澳大利亞、新西蘭以及東南亞諸國均有分布；在我國，主產(chǎn)于云南、貴州、四川、陜西、湖北等地[3-5].從中醫(yī)學角度來看，天麻性辛、溫、無毒，久服能益氣力，滋陰，明目增智[6].現(xiàn)代醫(yī)學認為天麻的功效有抗驚厥、抗風濕、降血壓、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、益于腦震蕩后遺癥及神經(jīng)性頭痛的治療[7-11].

在中國，天麻入藥已有兩千多年，由于其藥用價值和食用營養(yǎng)價值都很高，近年來更是受到大眾的追捧.天麻中不僅含有天麻素、天麻多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，還富含多種微量元素[12,13].目前，市面上出售的干天麻塊莖通常按其形狀、每公斤所含的天麻個數(shù)、單個天麻的重量等指標分為五個不同的等級，分別為特極品、一級品、二級品、三級品和四級品[14].天麻的市場價格也因等級的不同而差異較大，一般等級越高，價格越貴，有時特級天麻的價格是四級天麻的10倍左右.

論文以產(chǎn)自云南昭通的各種等級烏天麻、紅天麻、黃天麻、綠天麻為主要研究對象，采用火焰原子吸收光譜法(FAAS)對各種天麻中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb等7種微量元素進行測定分析，以進一步了解各種天麻的內(nèi)在品質(zhì)，并為消費者選購提供一定的參考依據(jù).

1 材料、試劑及儀器

1.1 材料與試劑

本試驗所選用的烏天麻產(chǎn)自云南昭通小草壩，紅天麻、黃天麻、綠天麻均產(chǎn)自云南昭通昭陽區(qū)，由昭通市天麻研究所提供鑒定.每個品種的天麻均按GB/T 19776-2008[14]選取了一級品～四級品4個不同等級的干塊莖作為研究對象.

Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb 標準儲備液，濃度為1000 μg/mL，國家標準物質(zhì)研究中心；硝酸為優(yōu)級純；實驗用水為去離子水.

1.2 實驗儀器

AA-7000型原子吸收分光光度計，日本島津公司；Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb空心陰極燈，日本島津公司； CP214型精密電子分析天平，奧豪斯儀器（上海）有限公司；DHG-9023A型電熱鼓風干燥箱，上海恒科學儀器有限公司；200μL和1mL型移液槍，德國Eppen-dorf公司；TP型調(diào)溫不銹鋼電熱板，江蘇大地自動化儀器廠.

2 實驗方法

2.1 樣品制備

將四個等級的烏天麻、紅天麻、黃天麻、綠天麻的各樣品塊莖打粉，過100目篩.然后將各天麻粉樣品放入105℃的電熱鼓風干燥箱中烘至恒重，用電子分析天平精確稱取0.5000g樣品于100 ml具塞錐形瓶中，并加入15 ml優(yōu)級純濃硝酸浸泡24h.當樣品溶液消解至沒有固體懸浮物后將錐形瓶放在電熱板上加熱，直至無棕色煙冒出、溶液近干為止；冷卻后用體積分數(shù)0.5%的HNO3溶液稀釋樣品，并定容至50 ml容量瓶中，即得待測樣品溶液.與此同時，做好空白試劑，留待備用.

2.2 標準溶液配制

將質(zhì)量濃度為 1000 μg/mL 的 Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb標準儲備液，用體積分數(shù)0.5%HNO3溶液根據(jù)各元素的實驗需要稀釋配制成相應質(zhì)量濃度的標準溶液.

2.3 微量元素測定條件及標準工作曲線

2.3.1 微量元素測定條件

以空氣-乙炔火焰原子吸收光譜法測定天麻Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb等元素含量的測定工作條件見表1.

表1 各元素FAAS法測定工作條件

2.3.2 標準工作曲線

根據(jù)表1中所列的儀器測定工作條件，分別對各元素的標準系列溶液進行測定.然后以各元素標準溶液的質(zhì)量濃度c對吸光度值A作一元線性回歸，其回歸方程和相關(guān)系數(shù)r見表2，各元素的標準工作曲線見圖1.

表2 各元素回歸方程和相關(guān)系數(shù)

圖1 各元素標準工作曲線

3 結(jié)果與討論

根據(jù)表1中儀器測定工作條件和表2中各元素的線性回歸方程分別對天麻樣品的微量元素進行測定分析，結(jié)果見表3～表8.

3.1 Ca元素的測定結(jié)果分析

表3 Ca元素含量測定結(jié)果 單位：(μg/g)

圖2 各天麻樣品Ca含量柱形圖

由表3中的數(shù)據(jù)可以看出，烏天麻中有3個等級的Ca含量超過了2000μg/g，紅天麻中高于這個數(shù)值的有兩個等級，黃天麻和綠天麻中各只有1個等級；其余天麻樣品的Ca含量都保持在1450～2000μg/g之間.從天麻的Ca含量平均值來看，烏天麻最高，達到2152.63μg/g，比其它三種天麻高出了10%～24%；其余三種天麻的Ca含量平均值均低于2000μg/g，其中黃天麻最低，只有1734.66μg/g.

結(jié)合圖2來比較分析不同等級天麻之間的Ca含量差異，可看出烏天麻中Ca含量最高的是三級天麻，紅天麻是四級天麻最高，而黃天麻和綠天麻分別是一級和三級，四種天麻的Ca含量均沒有隨著天麻等級的變化而呈現(xiàn)出逐級遞增或遞減的趨勢，所以天麻在Ca含量方面與天麻的等級之間沒有正相關(guān)性.

3.2 Mg元素含量測定結(jié)果分析

表4 Mg元素含量測定結(jié)果 單位：(μg/g)

圖3 各天麻樣品Mg含量柱形圖

由表4中的數(shù)據(jù)可以看出，Mg含量超過1000μg/g的天麻樣品只有烏天麻三級、紅天麻四級、黃天麻一級、綠天麻三級和四級，其余天麻樣品的Mg含量保持在500～850μg/g之間.從天麻的Mg含量平均值來看，綠天麻最高，為926.07μg/g，比其它三種天麻高出了12%～22%；烏天麻的Mg含量次之，為825.11μg/g，比紅天麻和黃天麻高出了4%～8%；黃天麻中的Mg含量也是最低，只有762.15μg/g.結(jié)合圖3來比較分析不同等級天麻之間的Mg含量差異，可看出烏天麻中Mg含量最高的是三級天麻，紅天麻、黃天麻和綠天麻分別是四級、一級和三級.與Ca含量類似，四種天麻的Mg含量也沒有隨著天麻等級的變化而呈現(xiàn)出逐級遞增或遞減的趨勢，所以天麻在Mg含量方面與天麻的等級之間同樣沒有正相關(guān)性.

3.3 Fe元素含量測定結(jié)果分析

表5 Fe元素含量測定結(jié)果 單位：(μg/g)

圖4 各天麻樣品Fe含量柱形圖

從表5中的數(shù)據(jù)來看，烏天麻二級和黃天麻四級的Fe含量優(yōu)勢明顯，均超過了200μg/g；而紅天麻一級和綠天麻二級的Fe含量最低，都沒有達到100μg/g；其余天麻樣品的Fe含量保持在100～170μg/g之間.從天麻的Fe含量平均值來看，與紅天麻和綠天麻相比，烏天麻和黃天麻的Fe含量明顯較優(yōu)，達到160μg/g左右，高出紅天麻和綠天麻41%～54%.

結(jié)合圖4來比較分析不同等級天麻之間的Fe含量差異，可看出紅天麻的Fe含量從一級到四級表現(xiàn)出了遞增的趨勢，但其余三種天麻并沒有表現(xiàn)出相同的趨勢.綜合來看，天麻在Fe含量方面與Ca、Mg類似，與天麻的等級之間沒有表現(xiàn)出明顯的正相關(guān)性.

3.4 Zn元素含量測定結(jié)果分析

表6 Zn元素含量測定結(jié)果 單位：(μg/g)

圖5 各天麻樣品Zn含量柱形圖

從表6中的數(shù)據(jù)可看出，四種天麻相比，烏天麻中的Zn元素優(yōu)勢明顯，各等級樣品的Zn含量均超過了22μg/g，其中烏天麻二級更是突出，其Zn含量達到了35.79μg/g，是所有天麻樣品中唯一一個超過30μg/g的樣品.而Zn元素含量最差的是紅天麻，各等級樣品的Zn含量都低于20μg/g，最低的是紅天麻三級，只有14.79μg/g.從平均值來看，烏天麻的Zn含量比其它三種天麻高出了18%～55%.

結(jié)合圖5來比較分析不同等級天麻之間的Zn含量差異，可看出無論是何種天麻，均沒有表現(xiàn)出隨著天麻等級的逐級變化，Zn含量呈現(xiàn)出遞增或遞減的趨勢，所以天麻在Zn含量方面與天麻的等級之間也沒有表現(xiàn)出明顯的正相關(guān)性.

3.5 Cu元素含量測定結(jié)果分析

表7 Cu元素含量測定結(jié)果 單位：(μg/g)

圖6 各天麻樣品Cu含量柱形圖

從表7中的數(shù)據(jù)可看出，四種天麻相比，黃天麻和綠天麻中的Cu元素相對較優(yōu)，各等級樣品的Cu含量均在5.2μg/g以上，其平均值達到6μg/g左右；其次是烏天麻，Cu含量平均值為5.11μg/g；最差的還是紅天麻，各等級樣品的Cu含量均低于4.8μg/g，其平均值只有4.43μg/g.

結(jié)合圖6來比較分析不同等級天麻之間的Cu含量差異，可看出，與前述四種元素類似，無論是何種天麻，均沒有表現(xiàn)出隨著天麻等級的變化，Cu含量呈現(xiàn)出逐級遞增或遞減的趨勢，所以天麻在Cu含量方面與天麻的等級之間也沒有明顯的正相關(guān)性.

3.6 Mn元素含量測定結(jié)果分析

表8 Mn元素含量測定結(jié)果 單位：(μg/g)

圖7 各天麻樣品Mn含量柱形圖

從表8中的數(shù)據(jù)可看出，四種天麻相比，烏天麻中的Mn元素優(yōu)勢明顯，各等級樣品的Mn含量均超過了32μg/g，其中烏天麻四級的Mn含量達到了43.03μg/g，是所有天麻樣品中含量最高的.而Mn元素含量最差的是紅天麻，各等級樣品的Mn含量均未超過30μg/g.從平均值來看，烏天麻最高，達到36.06μg/g，比其它三種天麻高出了12%～34%；而紅天麻最低，只有27.04μg/g.

結(jié)合圖7來比較分析不同等級天麻之間的Mn含量差異，可看出紅天麻的Mn含量從一級到四級表現(xiàn)出略微遞增的趨勢，但其余三種天麻并沒有表現(xiàn)出相同的趨勢.綜合分析，天麻在Mn含量方面與前述五種元素類似，與天麻的等級之間沒有正相關(guān)性.

3.7 Pb元素含量測定結(jié)果分析

在本次實驗中，各天麻樣品中均未檢測到Pb元素，說明昭通天麻品質(zhì)良好，未受到重金屬Pb的污染.

4 結(jié)論

本實驗采用FAAS法測定了云南昭通天麻中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb等7種元素的含量.FAAS法便捷、靈敏、穩(wěn)定和準確的特點為天麻中微量元素含量的測定提供了一種可信的方法.通過對各種元素含量的對比分析，得出了如下一些結(jié)論：

（1）烏天麻、紅天麻、黃天麻及綠天麻中均含有豐富的Ca、Mg、Fe元素及一定量的Zn、Cu、Mn元素，Pb元素未檢出，各元素的含量高低依次為：Ca＞Mg＞Fe＞Mn＞Zn＞Cu.

（2）烏天麻、紅天麻、黃天麻、綠天麻各元素含量的平均值相比較，烏天麻中Ca、Zn、Mn三種元素的含量優(yōu)勢明顯，分別高出其它三種天麻10%～24%、18%～55%、12%～34%；烏天麻和黃天麻的Fe含量較高，高出紅天麻和綠天麻41%～54%；而紅天麻中Zn、Cu和Mn三種元素含量，與黃天麻中Ca和Mg兩種元素含量，在四種天麻中是最低的.

（3）烏天麻、紅天麻、黃天麻、綠天麻在Ca、Fe、Zn、Cu、Mn、Mg等6種元素的含量方面與天麻的等級之間沒有表現(xiàn)出明顯的正相關(guān)性.

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Determination and Analysis of Trace Elements in Gastrodia elata Blume in Zhaotong

SHI Rui，WANG Rui，QIU Wen-hui，LI Qi-peng，LIU Jian-jun

(School of Chemistry and Life Science，Zhaotong University / Zhaotong Characteristic Agricultural Products Research Center，Zhongtong 657000，China)

In this paper, the contents of Ca, Fe, Zn, Cu, Mn, Mg, Pb seven elements in Gastrodia elata(Gastrodia elata Bl.f.glauca, Gastrodia elata Bl.f.elata, Gastrodia elata Bl.f.flavida, Gastrodia elata Bl.f.viridis) were determined by the method of FAAS, and the differences in the content of Gastrodia elata were compared.The experimental results show that the Gastrodia element content in Zhaotong with different variant has certain relevance, the comparison shows that there is significant difference among the four variants of gastrodin content of trace elements, no significant difference between the different levels of the same type.For consumers to buy Gastrodia elata Blume and internal quality provides a reference.

Gastrodia elata Blume；Trace elements；Flame Atomic Absorption Spectrometry

R284.1

A

2095-7408（2017）05-0035-07

2017-07-07

師睿（1987— ），男，云南昭通人，助教，碩士，主要從事天然產(chǎn)物中微量元素的分析研究.