不同生长年限泰山参中元素含量分析

李国清，仉 劲，毕研文，陈宝芳，刘政波

（1泰安市农业科学研究院，山东泰安271000；2中国农业科学院特产研究所，长春130112）

不同生长年限泰山参中元素含量分析

李国清1，仉 劲1，毕研文1，陈宝芳1，刘政波2

（1泰安市农业科学研究院，山东泰安271000；2中国农业科学院特产研究所，长春130112）

为研究不同生长年限泰山参中元素含量的变化规律，选用硝酸作为消解剂进行微波消解，分别用原子吸收光谱法和电感耦合方法对泰山参中的K、Ca、Na、Mg等4种常量元素以及Cu、Zn、Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cd、Pb、V、Sn等11种微量元素含量测定，对不同生长年限泰山参中的常量元素和微量元素进行比较分析。结果显示，大量元素Ca和Mg含量随着生长年限的延长不断增加，Na含量随着生长年限的延长先增加后减少，K含量随着生长年限的延长无明显变化规律，2年生中含量最高，达到20.94 g/kg。微量元素Cu、Cd、Sn的含量随着生长年限的延长表现出先增加后减少的变化规律；Zn、Mn、Ni的含量随着生长年限的延长表现出逐渐减少的变化趋势；Fe、Cr的含量随着生长年限的延长表现出先减少后增加的变化趋势；Co、Pb、V的含量随着生长年限的延长呈出“低—高—低—高”波浪状的变化规律。

泰山参；微波消解；电感耦合；离子体发射光谱法

0 引言

泰山参学名四叶参(Radix Codonopsis lanceolatae)，为桔梗科(Campanulaceae)党参属(Codonopsis)植物，又名羊乳、山海螺，因生长在泰山上，当地俗称泰山参。其以羊乳之名始载于《明医别录》，其根可以入药，为泰山四大名药之一[1]。根为泰山参的主要使用部位，含有多种营养元素，其中含量的多少以及变化是泰山参营养价值的重要体现。刘利娥等[2]和荆淑芹等[3]均采用原子吸收分光光度法对四叶参和轮叶党参进行元素测定。刘利娥等[4]在研究河南信阳关门山的野生四叶参根中营养成分时发现，四叶参中粗脂肪和蛋白质的含量均不高，总糖含量较高，四叶参中微量元素铜、锌比值合理（铜锌比为0.33），且硒含量也较高。目前多数的研究只是对泰山参的营养元素进行测定，但是泰山参为多年生植株，对于不同生长年限的泰山参的元素含量尚未有研究。笔者通过对不同生长年限泰山参常量元素和微量元素进行测定和分析，以期为泰山参的综合质量评价提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验使用的泰山参材料均收获于泰安市农科院院内试验基地，分别为1～4年生。取泰山参根部，之后洗净，切片，烘干，粉碎过60目筛，备用。

1.2 试验仪器、试剂

电子分析天平（瑞士梅特勒-托利多MS204S）；微波消解仪（德国MSW-4）；原子吸收光谱仪（德国耶拿ZEEnit700）；电感耦合等离子体质谱仪（美国NexІON 350X）；超纯水器（美国Milli-QAdvantageA10）。

硝酸（优级纯，北京化学试剂研究所）；超纯水（电阻率≥18.2 MΩ·cm）；K、Ca、Na、Mg等标准溶液（国家标准物质研究中心）；Cu、Zn、Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cd、Pb、V、Sn等混合标准溶液（国家标准物质研究中心）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品前处理 准确称取泰山参样品0.5000 g（精确到0.0001 g），置于消解罐中，加浓HNO35 mL，设定消解程序（表1）进行微波消解，消解液移至100 mL容量瓶，用超纯水洗涤并定容，摇匀，备用。并制备空白溶液。

表1 微波消解程序

1.3.2 标准曲线的绘制 按表2中梯度分别配制元素钾、钙、钠、镁的标准溶液，并备用2%HNO3。

微量元素标准曲线的绘制：准确量取混合标准溶液0、1、2、3、4、5 mL，置于100 mL容量瓶，配成一系列梯度浓度的标准溶液，使用2%HNO3定容，摇匀，备用。

表2 常量元素标准溶液浓度梯度

1.3.3 样品检测 仪器工作参数详见表3。用质谱调谐液调谐仪器，仪器工作参数见表4。用原子吸收光谱仪测试常量元素标准液和样品溶液，以及电感耦合等离子体质谱仪测试微量元素混合标准液和样品溶液，分别得出样品中常量元素和微量元素含量。

表3 原子吸收光谱仪工作参数

1.3.4 统计分析 数据整理和图表制作均采用Excel 2007软件进行。

2 结果与分析

2.1 标准品测试

由表5看出，各种大量元素回归方程相关系数均大于0.999，通过回归方程可以很好地得出各常量元素含量，结果准确。

表4 电感耦合等离子体质谱仪工作参数

表5 大量元素回归方程及相关系数

由表6看出，各微量元素线性方程相关系数均大于0.99，线性关系良好，通过线性方程可很好地得出各元素含量，结果准确。

表6 微量元素线性关系

2.2 样品测定

由表7看出，Ca和Mg含量随着生长年限的延长不断增加；Na含量随着生长年限的延长先增加后减少；K含量随着生长年限的延长表现出无明显规律，2年生中K含量最高为20.94 g/kg。

表7 不同生长年限泰山参中常量元素含量 g/kg

由表8看出，不同微量元素的含量随着生长年限的延长表现出不同的变化规律。Cu、Cd、Sn的含量随着生长年限的延长表现出先增加后减少的变化规律；Zn、Mn、Ni的含量随着生长年限的延长表现出逐渐减少的变化趋势；Fe、Cr的含量随着生长年限的延长表现出先减少后增加的变化趋势；Co、Pb、V的含量随着生长年限的延长表现出“低—高—低—高”的变化规律。

3 结论

对不同生长年限泰山参中不同元素含量测定分析研究发现，泰山参根中不同元素含量随着其生长年限的增加呈现不同的变化规律。对于大量元素来说，Ca和Mg的含量随着生长年限的延长不断增加；而Na含量随着生长年限的延长呈现先增加后减少的变化规律；但是K的含量随着生长年限的延长又无明显规律变化，其中2年生的K含量最高，可以达到20.94 g/kg。而对于微量元素来说，Cu、Cd和Sn含量随着生长年限呈现出先增加后减少的趋势；Zn、Mn、Ni的含量随着生长年限呈现出逐渐减少的趋势；Fe、Cr的含量随着生长年限呈现出先减少后增加的趋势；Co、Pb、V的含量随着生长年限呈现出“低—高—低—高”的规律。通过对不同生长年限的泰山参元素含量测定可以发现，泰山参的营养价值在2年可以表现较好，可以作为收获的参考依据。

4 讨论

中药材的药效与其所含元素的种类和含量有着密切的关系[5-6]。田柱萍等[7]综合论述国内外研究，概述了微量元素Fe、Mn和Zn与中药材的药效之间的关系，认为微量元素与中药材的产地、药用部位及采收时间有着重要的关联。

魏久宁等[8]在对川芎、黄连、川乌、川附子、川牛膝、川木香、川白芷及外地同类药材所含的无机元素及微量元素进行测定研究，结果显示地道药材及外地同类药材中不仅含有机体生命必需的大量元素Na、K、Ca、Mg、P等，而且还有与生命生理活动有关的微量元素Fe、Cu、Mo、Zn、Co、Cr、Se等。同时，也研究结果也认为不同种类的中药材以及同类药材不同地区的药材所含的微量元素存在差异，这可能与药材的生长环境有密切的关系[9-13]。

笔者通过测定不同生长年限泰山参中不同元素含量发现，不同元素含量随着生长年限的增加呈现不同的变化规律。这些变化趋势除了受泰山参本身因素[14-15]影响以外，可能与气候条件[16]、土壤地力[17]以及施用的施肥药种类和用量[18-22]等存在一定的关系。因此泰山参作为药用或食用材料在人工栽培种植时应保证其道地性以及营养价值，同时也应注重重金属含量[23-25]的变化，保障其药用或食用的安全性。

表8 不同生长年限泰山参中微量元素含量 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论文编号：cjas17020001

泰安市科技发展计划“泰山四叶参新品种选育及加工利用研究”(201340629)。

李国清，男，1985年出生，山东寿光人，农艺师，硕士，主要从事药用植物资源开发和综合利用。通信地址：271000山东省泰安市农业科学研究院中草药所，Tel：0538-8515961，E-mail：wfsglgq2008@163.com。

陈宝芳，女，高级农艺师，主要从事药用植物资源开发和综合利用。通信地址：271000山东省泰安市农业科学研究院中草药所，Tel：0538-8515961，E-mail：chenbaofangts@163.com。

2017-02-04，

2017-04-07。