袁得清， 高鵬錦， 阮毅男， 龔自力， 任路保， 滿麗娟， 呂艾娟， 宋九華

(樂山師范學(xué)院 化學(xué)學(xué)院，四川 樂山61400)

0 引言

麥冬是百合科多年生草本植物，主要以干燥塊根入藥，在我國(guó)漢代的《神農(nóng)本草經(jīng)》中，被列為上品。麥冬不僅具有生津、潤(rùn)肺、止咳的功效，而且含有多種活性營(yíng)養(yǎng)素，具備很高的醫(yī)藥保健價(jià)值[1]。近幾年來，人們對(duì)中草藥中的無機(jī)成分，特別是中藥中微量元素的研究產(chǎn)生了濃厚的興趣[2-3]?，F(xiàn)代研究表明，微量元素是中藥歸經(jīng)及藥性物質(zhì)的主要組成成分，具有數(shù)量小，功效作用大的特點(diǎn)，對(duì)體內(nèi)的許多生物分子的活性都起著很重要的調(diào)控作用[4-7]。中藥主要通過調(diào)整人體內(nèi)的微量元素以及元素比例來達(dá)到療效作用[8-9]。同一種藥材出自不同的產(chǎn)地其藥效往往會(huì)存在差異，其中一個(gè)主要原因可能是藥材中微量元素含量不同，而微量元素的成分或者含量的不同又與其生長(zhǎng)的物理化學(xué)環(huán)境有關(guān)[10]。

本文運(yùn)用火焰原子吸收光譜法測(cè)定了樂山不同產(chǎn)區(qū)的麥冬及其土壤中的鋅、銅、錳和鐵等微量元素含量，探究土壤中微量元素對(duì)麥冬藥材主根及須根中微量元素含量的影響，從而指導(dǎo)麥冬藥材的種植，提高麥冬藥材的有效成分的含量。

1 材料與方法

1.1 儀器試劑

A3AFG -12原子吸收分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限公司)，AL104電子天平(梅特勒—托利多儀器上海有限公司)， DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海耀特儀器設(shè)備有限公司)，DB-IV型不銹鋼電熱板(金壇市醫(yī)療儀器)，Zn、Fe、Cu、Mn元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液(國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心)，其他試劑均為優(yōu)級(jí)純。

1.2 樣品采集

麥冬采自樂山周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)及市中心，采集其塊根、須根，同時(shí)采集其生長(zhǎng)的土壤樣品各20份。

1.3 樣品制備

土壤樣品制備：經(jīng)過自然風(fēng)干，除去土樣中的石子和其他異物，用木棒研磨粉碎，用100目尼龍篩過篩。準(zhǔn)確稱取0.200 0～0.250 0 g (精確至0.000 1 g)試樣放于聚四氟乙烯坩堝中，用少量的水浸濕樣品后加入10 mL鹽酸置于通風(fēng)櫥內(nèi)的電熱板上加熱，使樣品初步分解。待蒸發(fā)大概剩3 mL時(shí)取下稍冷，然后加入5 mL硝酸，5 mL氫氟酸，3 mL高氯酸，加蓋后在電熱板上中溫加熱約1 h，打開蓋子，將電熱板溫度調(diào)至在150 ℃，持續(xù)加熱除硅。為了起到很好的飛硅效果，要經(jīng)常搖動(dòng)坩堝。當(dāng)加熱到樣品冒濃厚高氯酸白煙時(shí)再加蓋，讓黑色有機(jī)碳化物充分地分解。當(dāng)坩堝壁上的黑色有機(jī)物消去后，再次打開蓋，驅(qū)除白煙并蒸至坩堝內(nèi)的東西呈粘稠狀。根據(jù)消解狀況，可再補(bǔ)加3 mL硝酸，3 mL的氫氟酸，1 mL高氯酸，重復(fù)上面消解過程。當(dāng)白煙再一次冒盡且坩堝內(nèi)樣品出現(xiàn)粘調(diào)狀時(shí)，取下冷卻后，用稀硝酸沖洗內(nèi)壁及坩堝蓋，再全部將其轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，加5 mL10% NH4Cl 溶液，等冷卻后定容至標(biāo)線，搖勻，用火焰原子吸收分光光度法來測(cè)定。根據(jù)樣品含量以及各個(gè)元素測(cè)定時(shí)的靈敏度不同，個(gè)別元素在測(cè)定的時(shí)候可分別稀釋適當(dāng)倍數(shù)。

麥冬樣品制備：用自來水洗干凈，對(duì)麥冬的根進(jìn)行塊根和須根的分離，在50 ℃的烘箱中干燥至恒重，粉碎，用 60目篩子進(jìn)行過篩，稱取0.500 0 g左右(精確至0.000 1 g)。其余步驟同上述土壤樣品制備，同樣采用火焰原子吸收分光光度法進(jìn)行測(cè)定。

1.4 儀器工作條件

采用A3AFG -12原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定麥冬塊根、須根及其生長(zhǎng)土壤中錳、銅、鋅、鐵四種微量元素的含量，各種元素儀器工作條件見表1。

表1 元素測(cè)定儀器工作條件

2 結(jié)果與分析

2.1 錳、銅、鋅、鐵元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程

按照各種元素儀器工作條件，對(duì)錳、銅、鋅、鐵元素的一系列濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行吸光度測(cè)定，并且以吸光度(A)對(duì)濃度(C)作標(biāo)準(zhǔn)曲線，其線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表2。

表2 各微量元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線

注：C代表金屬元素的測(cè)試濃度，A代表金屬原子的吸光度。

2.2 麥冬主根樣品溶液中錳、銅、鋅、鐵元素的含量

用原子吸收分光光度法按表1的條件對(duì)20個(gè)麥冬主根樣品中的錳、銅、鋅、鐵元素的含量進(jìn)行測(cè)定，各元素含量結(jié)果見表3，對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖分析，結(jié)果見圖1。

表3 麥冬主根中微量元素含量(mg/g)

續(xù)表3

綜合表3和圖1可以得出，不同產(chǎn)地的麥冬主根中錳、銅、鋅、鐵微量元素的含量均不同。其中鐵含量最高(平均含量0.34 mg/g，變幅0.19～0.68 mg/g)，其次是錳(平均含量0.11 mg/g，變幅0.05～0.19 mg/g)、銅(平均含量0.10 mg/g，變幅0.03～0.49 mg/g)、鋅含量最低(平均含量0.08 mg/g，變幅0.02～0.17 mg/g)。其中，從折線圖中不難看出4種微量元素基本具有相似的峰形(除個(gè)別銅元素外)，說明其元素含量呈基本相似規(guī)律分布；由于產(chǎn)地不同，存在少數(shù)麥冬樣品中微量元素的含量有差異的情況。其峰形中體現(xiàn)出Fe>Mn>Cu>Zn的趨勢(shì)。另外從圖1還可以看出20份麥冬樣品中同種元素的含量差異也很大，依據(jù)田玉梅所測(cè)的5種郁金無機(jī)元素比較以及樣品元素間相關(guān)性分析，在麥冬微量元素的含量中，F(xiàn)e的含量差異比較大，其余微量元素的含量相差不多，這主要與所生長(zhǎng)的物理環(huán)境有關(guān)[11]。

圖1 麥冬主根中微量元素含量

2.3 麥冬須根樣品溶液中錳、銅、鋅、鐵元素的含量

按各元素儀器工作的條件，對(duì)20份麥冬須根樣品溶液進(jìn)行測(cè)定，可以得到麥冬須根中錳、銅、鋅、鐵元素含量，結(jié)果見表4，對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖分析，結(jié)果見圖2。

表4 麥冬須根中微量元素含量(mg/g)

續(xù)表4

圖2 麥冬須根中微量元素含量

由表4和圖2中可以得出，各產(chǎn)地的麥冬須根中錳、銅、鋅、鐵含量也各不同。這4種微量元素中鐵元素含量差別最大，含量最豐富(平均含量0.23 mg/g，變幅為0.13～0.37 mg/g)，其次是錳(平均含量為0.05 mg/g，變幅為0.01～0.11 mg/g)、鋅(平均含量0.04 mg/g，變幅為0.02～0.08 mg/g)，隨著產(chǎn)地不同含量無多大差異，銅的含量相對(duì)來說最低(平均含量0.02 mg/g，變幅為0.01～0.03 mg/g)。從圖2中可以看出銅的含量不僅最低，而且各產(chǎn)地樣品的含量差異也不是很大。其峰形中均體現(xiàn)出Fe>Mn>Zn>Cu的趨勢(shì)，鐵和錳的含量不管在主根還是須根中都比較高，主根中銅的含量比鋅高，而在須根中鋅的含量比銅的高。另外對(duì)比圖1和圖2還可以看出主根樣品中同種元素的含量的差異比須根大。

2.4 土壤樣品溶液中錳、銅、鋅、鐵元素的含量

根據(jù)各元素儀器工作的條件，對(duì)20份麥冬生長(zhǎng)土壤樣品溶液進(jìn)行測(cè)定，可得出土壤中錳、銅、鋅、鐵含量，結(jié)果見表5，對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖分析，結(jié)果見圖3。

圖3 土壤中微量元素含量

表5 土壤中微量元素含量(mg/g)

由表5和圖3可以看出：不同產(chǎn)地的土壤中每種微量元素含量也有差異，各個(gè)元素之間表現(xiàn)出不同的區(qū)域值，其中，鐵的含量最高，其余幾種元素的含量相對(duì)較低，錳的平均含量為0.29 mg/g，含量區(qū)間為0.13～0.43 mg/g，銅的平均含量為0.22 mg/g，含量區(qū)間為0.16～0.27 mg/g，鋅的平均含量為0.17 mg/g，含量區(qū)間為0.10～0.25 mg/g，鐵的平均含量為0.66 mg/g，含量區(qū)間為0.34～0.99 mg/g。

結(jié)合表3、表4和表5知，麥冬根部及其生長(zhǎng)土壤中的每種微量元素的含量都不相同，其中土壤中這四種微量元素含量最高，其次是麥冬主根，麥冬須根中的微量元素最少。另外從試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，不管在麥冬主須跟還是在其生長(zhǎng)土壤中微量元素含量最高的都是鐵；且主根、須根和生長(zhǎng)土壤各樣品中鐵的含量差異最為顯著，其余三種微量元素含量在各樣品之間沒有太大的差異性，沒有表現(xiàn)出特別明顯的區(qū)域值。

2.5 微量元素間的相關(guān)性分析

2.5.1 麥冬中微量元素間的相關(guān)性分析

根據(jù)20份麥冬主根中Mn、Cu、Zn、Fe微量元素的含量，用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS對(duì)麥冬主根中微量元素的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表6。

表6 麥冬主根中錳、銅、鋅、鐵元素的相關(guān)性分析

注：*在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

由表6可知，麥冬主根中的鐵元素與錳在0.05 水平上呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.476；其他元素間無顯著相關(guān)性。

2.5.2 麥冬主根與土壤中的微量元素間的相關(guān)性分析

根據(jù)20份麥冬主根以及其生長(zhǎng)土壤中Mn、Cu、Zn、Fe四種微量元素的含量，用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS對(duì)麥冬主根和土壤中微量元素間的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果見表7。

表7 麥冬主根與土壤中的錳、銅、鋅、鐵元素間的相關(guān)性分析

注：*在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

由表7可知，麥冬主根中的銅與土壤中的錳具有顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.492；麥冬主根中的鐵與土壤中錳具有顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.541；麥冬主根中的錳與土壤中鋅具有顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.482；麥冬主根中的鋅元素與土壤中各個(gè)元素沒有呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。

2.5.3 麥冬須根與土壤中的微量元素間的相關(guān)性分析

根據(jù)20份麥冬須根及其生長(zhǎng)土壤中Mn、Cu、Zn、Fe的微量元素含量，采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS進(jìn)行麥冬須根和土壤中微量元素間的相關(guān)性分析，結(jié)果見表8。

表8 麥冬須根和土壤中的錳、銅、鋅、鐵元素間的相關(guān)性分析

注：**在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

由表8可知，麥冬須根中的銅元素與土壤中的鋅呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.602；麥冬須根中的銅與土壤中的鐵具有極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.666，麥冬須根中的其他幾種微量元素與土壤中的元素均沒有顯著相關(guān)性。

2.6 麥冬主根與土壤中的錳、銅、鋅、鐵元素間的逐步回歸分析

將20份麥冬主根及其生長(zhǎng)土壤中Mn、Cu、Zn、Fe四種微量元素的含量，用SPSS軟件作逐步回歸分析。其中，分別以土壤中的Mn (X1)、Cu(X2)、Zn(X3)、Fe(X4)元素含量作自變量，以麥冬主根中的Mn、Cu、Zn、Fe元素含量作因變量(Y)，建立麥冬主根及其生長(zhǎng)土壤中的Mn、Cu、Zn、Fe元素含量關(guān)系的回歸方程，結(jié)果見表9。

表9 逐步回歸分析

分析表9可以得出，對(duì)麥冬主根中Mn元素含量有主要影響的是麥冬生長(zhǎng)土壤中的鋅，其中，土壤中鋅元素含量對(duì)麥冬主根中Mn元素含量有正向促進(jìn)作用，相關(guān)系數(shù)為0.449，決定系數(shù)R2為0.233；對(duì)麥冬主根中Cu和Fe元素含量有主要影響的是其生長(zhǎng)土壤中的錳，其中，土壤中錳元素含量對(duì)麥冬主根中Cu元素含量有正向促進(jìn)作用，相關(guān)系數(shù)為0.099，決定系數(shù)R2為0.242；土壤中錳元素含量對(duì)麥冬主根中Fe元素含量有抑制作用，相關(guān)系數(shù)為-0.701，決定系數(shù)R2為0.292。土壤中四種微量元素含量均對(duì)麥冬主根中Zn元素含量沒有明顯影響。

3 結(jié)論

由試驗(yàn)結(jié)果可見，不同區(qū)域麥冬中錳、銅、鋅和鐵含量均不相同，在20份麥冬主根、須根及其生長(zhǎng)土壤的樣品中，土壤中各微量元素的含量均最高，麥冬須根中錳、銅、鋅、鐵這四種微量元素含量均很低。綜合主根、須根及其土壤中的四種微量元素的含量，不難發(fā)現(xiàn)鐵元素含量均最高，而含量最低的微量元素在主須根及土壤中不是同一種，麥冬主根及其生長(zhǎng)土壤中鋅元素含量最低，而在須根中則銅元素含量最低。研究發(fā)現(xiàn)，麥冬主根中人體所必需的微量元素的含量相對(duì)較高，可補(bǔ)充和協(xié)調(diào)人體中的微量元素，說明麥冬的藥用價(jià)值很好。綜上所述，可以從微量金屬元素這一角度對(duì)麥冬藥材的藥理品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

有研究認(rèn)為土壤中的各個(gè)微量元素的含量在一定程度上影響植物藥材的微量元素含量，并且對(duì)植物的不同部位影響也不一樣[12]。通過相關(guān)性分析和逐步回歸分析，發(fā)現(xiàn)麥冬主根中的錳、銅、鐵均受到土壤中微量元素的顯著影響，其中對(duì)主根中含量影響最大的是土壤中的錳元素，而對(duì)麥冬須根中的銅有極顯著影響的是土壤中的鋅和鐵，須根中的其他微量元素均不受土壤中各元素的顯著影響。通過探討土壤微量元素對(duì)麥冬藥材微量元素的影響，在無法改變土壤本身的固有特性時(shí)，可以通過追施不同比例的微肥來改變藥材中微量元素的含量，因此，建議各地在麥冬栽培過程中因地制宜，根據(jù)本地土壤特點(diǎn)，采取合理施肥，以提高麥冬藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量。同時(shí)本研究豐富了麥冬藥材的研究?jī)?nèi)容，完善了川麥冬的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，為其藥理作用的深入研究和作用機(jī)理的探討提供了一定的基礎(chǔ)，可更好地促進(jìn)麥冬藥材的開發(fā)利用。