不同生長(zhǎng)年限泰山參中元素含量分析

李國(guó)清，仉 勁，畢研文，陳寶芳，劉政波

（1泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東泰安271000；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，長(zhǎng)春130112）

不同生長(zhǎng)年限泰山參中元素含量分析

李國(guó)清1，仉 勁1，畢研文1，陳寶芳1，劉政波2

（1泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東泰安271000；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，長(zhǎng)春130112）

為研究不同生長(zhǎng)年限泰山參中元素含量的變化規(guī)律，選用硝酸作為消解劑進(jìn)行微波消解，分別用原子吸收光譜法和電感耦合方法對(duì)泰山參中的K、Ca、Na、Mg等4種常量元素以及Cu、Zn、Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cd、Pb、V、Sn等11種微量元素含量測(cè)定，對(duì)不同生長(zhǎng)年限泰山參中的常量元素和微量元素進(jìn)行比較分析。結(jié)果顯示，大量元素Ca和Mg含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)不斷增加，Na含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)先增加后減少，K含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)無(wú)明顯變化規(guī)律，2年生中含量最高，達(dá)到20.94 g/kg。微量元素Cu、Cd、Sn的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)表現(xiàn)出先增加后減少的變化規(guī)律；Zn、Mn、Ni的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)表現(xiàn)出逐漸減少的變化趨勢(shì)；Fe、Cr的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)表現(xiàn)出先減少后增加的變化趨勢(shì)；Co、Pb、V的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)呈出“低—高—低—高”波浪狀的變化規(guī)律。

泰山參；微波消解；電感耦合；離子體發(fā)射光譜法

0 引言

泰山參學(xué)名四葉參(Radix Codonopsis lanceolatae)，為桔?？?Campanulaceae)黨參屬(Codonopsis)植物，又名羊乳、山海螺，因生長(zhǎng)在泰山上，當(dāng)?shù)厮追Q泰山參。其以羊乳之名始載于《明醫(yī)別錄》，其根可以入藥，為泰山四大名藥之一[1]。根為泰山參的主要使用部位，含有多種營(yíng)養(yǎng)元素，其中含量的多少以及變化是泰山參營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要體現(xiàn)。劉利娥等[2]和荊淑芹等[3]均采用原子吸收分光光度法對(duì)四葉參和輪葉黨參進(jìn)行元素測(cè)定。劉利娥等[4]在研究河南信陽(yáng)關(guān)門山的野生四葉參根中營(yíng)養(yǎng)成分時(shí)發(fā)現(xiàn)，四葉參中粗脂肪和蛋白質(zhì)的含量均不高，總糖含量較高，四葉參中微量元素銅、鋅比值合理（銅鋅比為0.33），且硒含量也較高。目前多數(shù)的研究只是對(duì)泰山參的營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行測(cè)定，但是泰山參為多年生植株，對(duì)于不同生長(zhǎng)年限的泰山參的元素含量尚未有研究。筆者通過(guò)對(duì)不同生長(zhǎng)年限泰山參常量元素和微量元素進(jìn)行測(cè)定和分析，以期為泰山參的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)使用的泰山參材料均收獲于泰安市農(nóng)科院院內(nèi)試驗(yàn)基地，分別為1～4年生。取泰山參根部，之后洗凈，切片，烘干，粉碎過(guò)60目篩，備用。

1.2 試驗(yàn)儀器、試劑

電子分析天平（瑞士梅特勒-托利多MS204S）；微波消解儀（德國(guó)MSW-4）；原子吸收光譜儀（德國(guó)耶拿ZEEnit700）；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)Nex?ON 350X）；超純水器（美國(guó)Milli-QAdvantageA10）。

硝酸（優(yōu)級(jí)純，北京化學(xué)試劑研究所）；超純水（電阻率≥18.2 MΩ·cm）；K、Ca、Na、Mg等標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；Cu、Zn、Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cd、Pb、V、Sn等混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品前處理 準(zhǔn)確稱取泰山參樣品0.5000 g（精確到0.0001 g），置于消解罐中，加濃HNO35 mL，設(shè)定消解程序（表1）進(jìn)行微波消解，消解液移至100 mL容量瓶，用超純水洗滌并定容，搖勻，備用。并制備空白溶液。

表1 微波消解程序

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 按表2中梯度分別配制元素鉀、鈣、鈉、鎂的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并備用2%HNO3。

微量元素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：準(zhǔn)確量取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1、2、3、4、5 mL，置于100 mL容量瓶，配成一系列梯度濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用2%HNO3定容，搖勻，備用。

表2 常量元素標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度梯度

1.3.3 樣品檢測(cè) 儀器工作參數(shù)詳見(jiàn)表3。用質(zhì)譜調(diào)諧液調(diào)諧儀器，儀器工作參數(shù)見(jiàn)表4。用原子吸收光譜儀測(cè)試常量元素標(biāo)準(zhǔn)液和樣品溶液，以及電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)試微量元素混合標(biāo)準(zhǔn)液和樣品溶液，分別得出樣品中常量元素和微量元素含量。

表3 原子吸收光譜儀工作參數(shù)

1.3.4 統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)整理和圖表制作均采用Excel 2007軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)品測(cè)試

由表5看出，各種大量元素回歸方程相關(guān)系數(shù)均大于0.999，通過(guò)回歸方程可以很好地得出各常量元素含量，結(jié)果準(zhǔn)確。

表4 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀工作參數(shù)

表5 大量元素回歸方程及相關(guān)系數(shù)

由表6看出，各微量元素線性方程相關(guān)系數(shù)均大于0.99，線性關(guān)系良好，通過(guò)線性方程可很好地得出各元素含量，結(jié)果準(zhǔn)確。

表6 微量元素線性關(guān)系

2.2 樣品測(cè)定

由表7看出，Ca和Mg含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)不斷增加；Na含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)先增加后減少；K含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)表現(xiàn)出無(wú)明顯規(guī)律，2年生中K含量最高為20.94 g/kg。

表7 不同生長(zhǎng)年限泰山參中常量元素含量 g/kg

由表8看出，不同微量元素的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。Cu、Cd、Sn的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)表現(xiàn)出先增加后減少的變化規(guī)律；Zn、Mn、Ni的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)表現(xiàn)出逐漸減少的變化趨勢(shì)；Fe、Cr的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)表現(xiàn)出先減少后增加的變化趨勢(shì)；Co、Pb、V的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)表現(xiàn)出“低—高—低—高”的變化規(guī)律。

3 結(jié)論

對(duì)不同生長(zhǎng)年限泰山參中不同元素含量測(cè)定分析研究發(fā)現(xiàn)，泰山參根中不同元素含量隨著其生長(zhǎng)年限的增加呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。對(duì)于大量元素來(lái)說(shuō)，Ca和Mg的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)不斷增加；而Na含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后減少的變化規(guī)律；但是K的含量隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)又無(wú)明顯規(guī)律變化，其中2年生的K含量最高，可以達(dá)到20.94 g/kg。而對(duì)于微量元素來(lái)說(shuō)，Cu、Cd和Sn含量隨著生長(zhǎng)年限呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)；Zn、Mn、Ni的含量隨著生長(zhǎng)年限呈現(xiàn)出逐漸減少的趨勢(shì)；Fe、Cr的含量隨著生長(zhǎng)年限呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢(shì)；Co、Pb、V的含量隨著生長(zhǎng)年限呈現(xiàn)出“低—高—低—高”的規(guī)律。通過(guò)對(duì)不同生長(zhǎng)年限的泰山參元素含量測(cè)定可以發(fā)現(xiàn)，泰山參的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值在2年可以表現(xiàn)較好，可以作為收獲的參考依據(jù)。

4 討論

中藥材的藥效與其所含元素的種類和含量有著密切的關(guān)系[5-6]。田柱萍等[7]綜合論述國(guó)內(nèi)外研究，概述了微量元素Fe、Mn和Zn與中藥材的藥效之間的關(guān)系，認(rèn)為微量元素與中藥材的產(chǎn)地、藥用部位及采收時(shí)間有著重要的關(guān)聯(lián)。

魏久寧等[8]在對(duì)川芎、黃連、川烏、川附子、川牛膝、川木香、川白芷及外地同類藥材所含的無(wú)機(jī)元素及微量元素進(jìn)行測(cè)定研究，結(jié)果顯示地道藥材及外地同類藥材中不僅含有機(jī)體生命必需的大量元素Na、K、Ca、Mg、P等，而且還有與生命生理活動(dòng)有關(guān)的微量元素Fe、Cu、Mo、Zn、Co、Cr、Se等。同時(shí)，也研究結(jié)果也認(rèn)為不同種類的中藥材以及同類藥材不同地區(qū)的藥材所含的微量元素存在差異，這可能與藥材的生長(zhǎng)環(huán)境有密切的關(guān)系[9-13]。

筆者通過(guò)測(cè)定不同生長(zhǎng)年限泰山參中不同元素含量發(fā)現(xiàn)，不同元素含量隨著生長(zhǎng)年限的增加呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。這些變化趨勢(shì)除了受泰山參本身因素[14-15]影響以外，可能與氣候條件[16]、土壤地力[17]以及施用的施肥藥種類和用量[18-22]等存在一定的關(guān)系。因此泰山參作為藥用或食用材料在人工栽培種植時(shí)應(yīng)保證其道地性以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)也應(yīng)注重重金屬含量[23-25]的變化，保障其藥用或食用的安全性。

表8 不同生長(zhǎng)年限泰山參中微量元素含量 mg/kg

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The paper aims to study the change law of elements content of medicinal plantRadix Codonopsis lanceolataeof different growth years.The contents of macro-element K,Ca,Na,Mg and trace element Cu,Zn,Mn,Fe,Ni,Co,Cr,Cd,Pb,V,Sn were determined by atomic absorption spectrometry and inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry using nitric acid as digestion agent for microwave digestion.The macroelements and trace elements ofRadix Codonopsis lanceolataeof different growth years and different cultivars were compared.The results showed that,the content of Ca and Mg increased with the growth years;the content of Na increased first and then decreased with the growth years;the content of K had no significant change with the growth years,and the content of K of two years plant was the highest,which was 20.94 g/kg.The content of Cu,Cd and Sn increased first and then decreased with the growth years,but the content of Fe and Cr decreased first and then increased.The content of Zn,Mn and Ni showed a decreasing tendency with the growth years,and the content of Co,Pb and V showed a low-high-low-high trend with the growth years.

Radix Codonopsis lanceolatae;Microwave Digestion;Inductively Coupled;Plasma Emission Spectrometry Method

Elements Content of Medicinal Plant Radix Codonopsis lanceolatae of Different Growth Years

Li Guoqing1,Zhang Jin1,Bi Yanwen1,Chen Baofang1,Liu Zhengbo2
(1Tai’an Academy of Agricultural Sciences,Tai’an 271000,Shandong,China;2Institute of Special Wild Economic Animals and Plants,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Changchun 130112,Jilin,China)

S567

A論文編號(hào)：cjas17020001

泰安市科技發(fā)展計(jì)劃“泰山四葉參新品種選育及加工利用研究”(201340629)。

李國(guó)清，男，1985年出生，山東壽光人，農(nóng)藝師，碩士，主要從事藥用植物資源開發(fā)和綜合利用。通信地址：271000山東省泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院中草藥所，Tel：0538-8515961，E-mail：wfsglgq2008@163.com。

陳寶芳，女，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事藥用植物資源開發(fā)和綜合利用。通信地址：271000山東省泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院中草藥所，Tel：0538-8515961，E-mail：chenbaofangts@163.com。

2017-02-04，

2017-04-07。