基于多指标评价技术研究云南不同产地玛咖的质量

侯朝祥,李智敏,李 东,王瀚墨,田 浩,吕新华,潘 俊*

(1.云南省农业科学院农产品加工研究所，云南 昆明 650205；2.云南大学，云南 昆明 650091；3.云南良旺生物科技有限公司，云南 昆明 650000)

【研究意义】玛咖(LepidiummeyeniiWalp.)为十字花科独行菜属1年生草本植物，原产于秘鲁海拔3500 m以上的安第斯山区，具有长期的种植和食用历史[1]。玛咖做为一种营养补充剂被联合国粮农组织推荐。云南于2002年引种成功，目前已在昭通、丽江、香格里拉等地区形成规模种植。2011年中国正式批准玛咖为新资源食品，随着国内外学者对玛咖的营养成分，化学成分和药理作用的深入研究，以玛咖为原料开发的产品，在国内外市场上备受关注[2]。但是，近年来由于消费者对玛咖的盲目追捧以及商家的过分炒作，导致云南各地出现玛咖种植乱象，玛咖质量参差不齐，严重制约了玛咖产业的可持续发展。【前人研究进展】现代研究表明，玛咖多糖具有显著的抗疲劳[3]、抗氧化作用[4]；玛咖生物碱能全面调理人体机能，平衡内分泌[5]，具有抗氧化、抗肿瘤[6]及提高动物成熟卵泡小体的数量和精子的质量，从而显著提高哺乳动物的生育能力[7]；玛咖酰胺作为玛咖的特征性成分，具有神经细胞保护和神经系统调节等生物活性[8-11]，其中苄基-十六烷酰胺具有抗疲劳作用[12]，但玛咖酰胺改善性功能的作用目前仍有争议[13]。【本研究切入点】目前，玛咖来源广泛但质控手段单一，因此本研究以玛咖的主要化学物质(玛咖多糖、玛咖总生物碱及玛咖酰胺)为检测指标，通过多指标技术对云南不同产区玛咖质量进行综合评价。【拟解决的关键问题】为云南玛咖的品质评估提供参考依据，为统一玛咖品质检测标准奠定基础，促进云南玛咖产业的健康发展。

表1 玛咖样品的来源信息

1 材料与方法

1.1 供试材料

玛咖样品于2017年11-12月采自云南10个不同的产区，样品来源见表1。玛咖样品均为黄玛咖，由云南省农业科学院药用植物研究所张金渝研究员鉴定。玛咖样品晒干后粉碎过60目筛，置干燥器中备用。乌头碱对照品(批号：302-27-2，纯度98 %)由中国食品药品鉴定研究院提供；苄基-亚麻酰胺标准品，苄基-亚油酰胺标准品，苄基-十六烷酰胺标准品均由云南省药检所提供；表1中海拔、气温、降水量、日照数均为2017年记录的平均数据。

1.2 仪器与设备

戴安U-3000高效液相色谱仪(美国戴安公司)，AL104-IC电子分析天平(瑞士梅特勒公司)，T6新世纪紫外可见分光光度计(云南悦分环境检测有限公司)，ELGA PURELAB Ultra MK2纯水机(英国埃尔格公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 玛咖中多糖含量测定 对照品溶液制备：取无水葡萄糖适量，精密称定，加水制成浓度为1.0 mg/mL的葡萄糖标准液。

供试品溶液制备：精密称定待测玛咖粉末0.2 g，加水12 mL，超声提取30 min，离心分离上清液，沉淀加水12 mL超声再提30 min，离心合并上清液后定容置200 mL容量瓶中。

绘制标准曲线：精密量取对照品溶液0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、2.0 mL，分别置10 mL具塞试管中，各加水至2 mL，迅速精密加入0.2 %蒽酮-硫酸溶液8 mL，摇匀，沸水浴15 min，置冰浴中冷却5 min，在625 nm波长处测定吸光度，绘制标准曲线。以吸光度(A)为纵坐标，葡萄糖浓度(C)为横坐标，得到回归方程为A=2.3386C+0.1034，线性关系R2=0.9991，葡萄糖在0.025～0.4 mg/mL质量浓度内线性关系良好。

含量测定：精密量取1 mL置10 mL具塞试管中，加水至2 mL。精密加入0.2 %蒽酮-硫酸溶液8 mL，摇匀，沸水浴15 min，置冰浴中冷却5 min，在625 nm波长处测定吸光度，以无水葡萄糖含量计算总多糖含量[14]。

1.3.2 玛咖中生物碱的含量测定 对照品溶液制备：取乌头碱标准品适量，精密称定，加氯仿制成浓度为1.0 mg/mL的乌头碱标准液。

供试品溶液制备：精密称定待测玛咖粉末0.1 g，加氯仿12 mL，超声提取40 min，过滤，即得。

绘制标准曲线：精密量取对照品溶液0、0.025、0.05、0.075、0.1、0.15、0.2 mL，加氯仿定溶至5 mL，分别加入7.0 mL 2.0×10-4mol/L的溴百里香酚蓝显色剂，密塞振荡2 min，静置1.5 h，吸取氯仿层4.0 mL，在412 nm波长处测定吸光度，绘制标准曲线。以吸光度(A)为纵坐标，乌头碱浓度(C)为横坐标，得到回归方程为A=35.42C-0.021，线性关系R2=0.997，乌头碱在0.005～0.04 mg/g质量浓度范围内线性关系良好。

含量测定：精密量取供试品溶液1.0 mL，加氯仿定溶至5 mL，再加入7.0 mL 2.0×10-4mol/L的溴百里香酚蓝显色剂，密塞振荡2 min，静置1.5 h，吸取氯仿层4.0 mL，在412 nm波长处测定吸光度，计算总生物碱含量[15]。

1.3.3 玛咖酰胺含量测定 色谱条件：色谱柱(Zorbax XDB C-18, 4.6 mm×250 mm, 5 μm)，柱温40 °C，流速 1 mL/min，检测波长210 nm。流动相A-0.005 % ACN，B- 0.005 % TFA。梯度洗脱(0～35 min, 55 %～90 %A; 35～40 min 90 %～100 %A; 40～45 min 100 % A，进样20 μl。

对照品溶液制备：取苄基-亚麻酰胺、苄基-亚油酰胺、苄基-十六烷酰胺标准品适量，精密称定，配制标准液，化学结构见图1。苄基-亚麻酰胺浓度为0.49、1.225、2.45、5.12、9.8 μg/mL；苄基-亚油酰胺浓度为0.475、1.1875、2.375、4.75、7.125 μg/mL；苄基-十六烷酰胺浓度为0.49、1.225、2.45、4.9、7.35 μg/mL。

供试品溶液制备：精密称定待测玛咖粉末2.0 g，加甲醇10 mL，超声提取60 min，离心取上清液定容至10 mL，过滤，即得。

绘制标准曲线：分别精密量取不同浓度对照品溶液20 μl进样，绘制标准曲线。苄基-亚麻酰胺的回归方程为Y=10.928X+1.8915 (R2=0.999)，苄基-亚麻酰胺在0.49 ～ 9.8 μg/mL间与峰面积具有良好线性关系；苄基-亚油酰胺的回归方程为Y=10.928X+1.8915 (R2=0.999)，苄基-亚油酰胺在0. 475～7.125 μg/mL与峰面积具有良好线性关系；苄基-十六烷酰胺的回归方程为Y=13.032X-0.1672(R2=0.9998)，苄基-十六烷酰胺在0.49 ～7.35 μg/mL间与峰面积具有良好线性关系[16]。

(1)：苄基-亚麻酰胺；(2)：苄基-亚油酰胺；(3)：苄基-十六烷酰胺(1): N-benzyl-9Z,12Z,15Z-octadecatrienamide; (2):N-benzyl-9Z,12Z-octadecadienamide; (3):N-benzyl-hexadecanamide图1 玛咖酰胺的化学结构 Fig.1 Chemical structures of macamide

含量测定：精密量取供试品溶液20 μl进样测定，外标法计算苄基-亚麻酰胺、苄基-亚油酰胺、苄基-十六烷酰胺的含量。对照品与供试品HPLC见图2。

1.3.4 数据处理 利用Excel 2016对所测数据进行整理，采用软件SPSS 17.0进行方差分析和相关性分析。

表2 不同产地玛咖中多糖的测定结果(x±s,n=3)

Table 2 Determination results of polysaccharide in Maca from different regions(x±s,n=3)

编号No.产地Regions多糖(%)PolysaccharideS1德钦县 8.6±0.38aS2维西县8.4±0.22aS3丽江市6.7±0.12bcS4宁蒗县7.1±0.08bcS5大理市7.0±0.18bcS6昭通市5.6±0.18dS7会泽县5.6±0.14dS8昆明市5.1±0.15dS9宾川县5.70±0.23dS10红河县6.1±0.17bd

注：表中同列数据后不同小写字母表明组间比较在0.05水平上有显著性差异，下同。F=34.359，P<0.05。

Note: Data followed by different small letters indicated significant difference at 0.05 levels between groups. The same as below.F=34.359,P<0.05.

2 结果与分析

2.1 玛咖中多糖的含量

云南10个不同产地玛咖中，德钦地区玛咖多糖含量最高(8.6 %)，维西县次之(8.4 %)，昆明市玛咖多糖含量最低(5.1 %), 结果见表2。采用方差分析比较不同产地玛咖多糖差异，结果显示F=34.359，P<0.05，说明不同产地玛咖多糖差异有统计学意义，多重比较显示德钦县和维西县的玛咖多糖较高，显著高于其他产区。大理市、宁蒗县、丽江市之间无显著差异，但显著高于昭通市、会泽县、昆明市、宾川县和红河县。

2.2 玛咖中生物碱的含量

云南10个不同产地玛咖中，德钦县的总生物碱含量最高(3.18 mg/g)；宁蒗县次之(2.97 mg/g)；大理市的总生物碱含量最少(1.01 mg/g)。采用方差分析比较不同产区玛咖总生物碱差异，结果显示F=16.390，P<0.05，说明不同产区玛咖总生物碱差异有统计学意义，多重比较显示德钦县、维西县、丽江市、宁蒗县、会泽县的玛咖总生物碱显著高于大理市、昭通市、昆明市、宾川县和红河县，结果见表3。

2.3 玛咖中玛咖酰胺的含量

云南10个不同产区玛咖酰胺含量的测定结果为德钦产区的苄基-亚麻酰胺，苄基-亚油酰胺，苄基-十六烷酰胺含量均最高，3种酰胺含量分别为1.081，0.768，0.608 mg/g，3种酰胺总量为2.46 mg/g。昭通市、昆明市、会泽县的玛咖中苄基-亚麻酰胺含量较少，在0.174 ～0.194 mg/g；红河县、昭通市的苄基-亚油酰胺含量最少(0.156～0.163 mg/g)；大理市、会泽县的玛咖中苄基-十六烷酰胺的含量在0.087 ～0.09 mg/g。采用方差分析比较不同产地玛咖酰胺总量差异，结果显示F=1212.757，P<0.05，说明不同产区玛咖酰胺总量差异有统计学意义，多重比较显示德钦县的玛咖酰胺总量最高。德钦县、维西县的玛咖酰胺总量明显高于昭通市、会泽县、昆明市和红河县(表4)。

表3 不同产地玛咖中总生物碱的测定结果(x±s, n=3)

注：F=16.390，P<0.05。

Note:F=16.390，P<0.05.

2.4 玛咖中有效成分与环境条件的相关性分析

海拔、气温、降水量、日照数等环境因子与玛咖中化学物质的相关分析结果见表5。可以看出，温度与玛咖中多糖、总生物碱及酰胺总量均呈极显著的负相关关系(P<0.001)；年降水量与玛咖中多糖、酰胺总量分别呈极显著(P<0.01)及显著(P<0.05)的负相关关系；而海拔与玛咖中多糖成分呈显著的正相关关系(P<0.05)。年日照数对玛咖中有效成分累积无显著影响。

3 讨 论

植物次生代谢产物的积累与外界环境(海拔、光照、气候、土壤等)密切相关，不同植物不同的次级代谢产物受环境因子的影响程度不一样，植物可以通过改变自身的形态结构或者代谢途径来适应周围的环境。不同来源的玛咖中多糖、生物碱、酰胺的含量不同，所处的种植环境因素差异明显。温度与玛咖中多糖、生物碱、酰胺的含量均呈极显著的负相关关系，表明温度对玛咖中多糖、生物碱、酰胺的合成与累积具有抑制作用。而海拔与玛咖中多糖、生物碱、酰胺的含量呈正相关关系，尤其是海拔与多糖成分呈显著正相关。对比云南10个产区主要化学物质的含量差异，结果表明海拔最高、温度最低的德钦县的玛咖中多糖、总生物碱、总酰胺的含量均为最高，分别为8.6 %、3.18 mg/g、2.46 mg/g。其中德钦县的玛咖中苄基-十六烷酰胺为0.0608 %，与文献报道的高海拔川产玛咖中苄基-十六烷酰胺的含量相近(0.055 %～0.087 %)[17]。

表4 不同产地中玛咖酰胺的测定结果(x±s, n=3)

表5 玛咖中有效成分与环境条件的相关性分析

注：*表示两因子间显著相关，P<0.05；**表示两因子间极显著相关，P<0.01；***表示两因子间极显著相关，P<0.001。

Note: *meant significant correlation between two factors at 0.05 level,P<0.05; ** meant very significant correlation between two factors at 0.01 level,P<0.01, *** meant very significant correlation between two factors at 0.001 level,P<0.001.

10个产区的化学物质含量差异大，海拔高于3000 m的德钦县、维西县的玛咖中多糖、总生物碱、总酰胺含量显著高于海拔低于2000 m的宾川县、红河县等地区。究其原因玛咖原产于南美安第斯山区，其海拔为 3500～4500 m，是一种特产高原植物。高海拔产地中主要成分含量高，表明高海拔地区适宜玛咖生长，次级代谢产物累积。

玛咖在日本、美国等多个国家均有引种栽培，中国引入玛咖种植已有10余年，目前已经基本实现玛咖资源的规模化种植，解决其产量问题。而在玛咖的质量控制上，目前仍未达成统一的认识，国家标准也尚未形成，仅在地方标准中以玛咖酰胺的含量进行了简单分级。因此，文章通过对不同产地的玛咖中主要化学物质含量的测定，为玛咖种植、采收、加工等标准化操作规程的建立提供一定的参考依据。

4 结 论

通过多指标评价技术研究云南不同产地玛咖的质量，为制定玛咖质量标准提供参考依据；为云南玛咖规范化种植，提供详细、全面的参考依据。玛咖的功能与其化学物质的种类和含量密切相关，玛咖化学物质含量的差异，决定了玛咖品质的好坏。云南不同产地的玛咖主要化学物质(玛咖酰胺、总生物碱、玛咖多糖)有显著差异，德钦、维西地区的玛咖品质明显优于其他产区，这与其产地的海拔和温度密切相关。研究结果为云南玛咖质量评估的行业标准提供参考依据，为统一玛咖品质检测奠定基础，对云南玛咖产业的健康发展具有重要意义。