西藏产玛咖中微量元素及重金属的含量测定

潘 燕，李珂珂*，普布多吉，向舒晴，蒋思平，弓晓杰*

（1.大连大学医学院，大连116622；2.大连民族大学生命科学学院，大连 116600；3.西藏自治区高原生物研究所，拉萨850001）

玛咖Lepdium meyenii(Maca)是十字花科Cruciferae独行菜属Lepidium L.一年生或两年生草本植物，又名“秘鲁人参”[1]。玛咖原产于南美安第斯山脉海拔3500～4500米的高原地区，该植物根据下胚轴颜色的不同，有黑、紫、黄、白玛咖等品种[2]，多倍体是适应高海拔的重要因素，玛咖种植的不同海拔地理位置对其下胚轴代谢物有显著影响[3]。作为一年生或两年生的草本植物，地下膨大的贮藏根是玛咖的主要食用和药用部分[4]。玛咖营养成分丰富，具有高蛋白、高果糖，含有多种必须氨基酸、不饱和脂肪酸、玛咖多糖等营养物质[5～6]。玛咖中的生物活性物质主要是玛咖酰胺、玛咖烯、黄酮、皂苷、生物碱等[7]。玛咖中还含有许多微量元素，如锌、铜、锰等[8]。传统上南美当地人把玛咖根作为食物和草药，用于增强精力，提高生育力，改善性功能[9]。近年研究表明，玛咖具有抗疲劳和增强免疫力的作用[10]，黑玛咖还可提高记忆力和学习能力[11]。

基于玛咖良好的医疗保健作用及广泛的药理活性，日益受到学术界和医药界的普遍关注，玛咖根的干粉、提取物及复方保健品在国际市场上广受欢迎[12]，玛咖的需求量增大，但原药材的质量良莠不齐，品质差异较大。自我国开始对玛咖引种栽培以来，希望可以将这种药食兼用的植物进行推广应用，目前已经在云南、西藏等地成功引种。

本文以西藏不同地区玛咖种植基地为研究对象，对不同栽培地区提供的玛咖样品中的微量元素及重金属进行含量测定，从而有助于了解药材品质，控制药材质量，以便为西藏栽培玛咖的进一步开发利用提供参考。

1 仪器和材料

1.1 仪器

AA6100原子吸收分光光度计 （天美科学仪器有限公司）；AA7000原子吸收分光光度计 （日本岛津）；WHG-630A全自动流动注射氢化物发生器 （北京瀚时仪器有限公司）；WOS-20无油空气压缩机（天津天伟宏业仪器设备有限公司）。

1.2 试剂与试药

Mn、Ca、Cu、Fe、Na、K、Zn、Mg、Hg、As、Pb、Cd 单元素标准溶液 （国家有色金属及电子材料分析测试中心）；国家标准物质黄芪GBW10028(GSB-19)（中国计量科学研究院）；硝酸、高氯酸（优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）。

1.3 药材

20个玛咖药材样品均由西藏自治区高原生物研究所提供。样品1~5是黑色玛咖表型，6~16是黄色玛咖表型，17~20是紫色玛咖表型。其中样品 1、9、16、18产地位于西藏中部； 样品 2、5、10、12、13、15、19 产地位于西藏东北部；样品 3、4、6、7、8、11、14、17、20 产地位于西藏东南部。详见表1。

表1 玛咖样品的种类及产地

2 方法

2.1 药材处理

将20种玛咖样品粉碎后过40目筛，干燥至恒重，装于密封袋中贮存于干燥器中备用。

2.2 供试品溶液的制备

2.2.1 火焰原子吸收法样品溶液制备：精密称取玛咖样品各0.5 g，倒入250 mL缩口烧杯中，再分别加入HNO3溶液8 mL和HClO4溶液2 mL，静置过夜。将混合液低温加热消解至棕色烟冒尽，继续升温加热，有白烟冒出后加入H2O2溶液2 mL，加热至溶液澄清透亮近干为止。若消化液中还有杂质则再加入5 mL纯净水继续加热。待消化液冷却后，将其转移至50 mL容量瓶中，用0.5%的稀硝酸定容，得玛咖待测样品液（用于测定 Mn、Ca、Cu、Fe、Na、K、Zn、Mg 元素）。

2.2.2 氢化物发生-原子吸收法测定As元素供试品溶液的制备：分别精密吸取（1）中所得20种玛咖待测样品液10 mL，置于20个25 mL容量瓶中，加25%碘化钾溶液1 mL，摇匀，加10%抗坏血酸溶液1 mL，摇匀，用10%盐酸溶液稀释至刻度，摇匀，密塞，置80°C水浴中加热3分钟，取出，放冷，得待测样品溶液。

2.2.3 氢化物发生-原子吸收法测定Hg元素供试品溶液的制备：分别精密吸取（1）中所得20种玛咖待测样品液5 mL，置于20个25 mL容量瓶中，加20%硫酸溶液5 mL、5%高锰酸钾溶液0.5 mL，摇匀，滴加5%盐酸羟胺溶液至紫红色恰好消失，用去离子水稀释至刻度，得待测样品溶液。

2.2.4 石墨炉-原子吸收法测定Pb、Cd元素供试品溶液的制备：依照中国药典2015年版 四部通则2321测定法进行[13]。

2.3 标准溶液系列的配制

2.3.1 Mn、Ca、Cu、Fe、Na、K、Zn、Mg 标准系列的配制

分别移取 5 mL Mg、Fe、Zn、K、Na、Ca 元素的标准溶液于100 mL容量瓶中，用0.5%硝酸溶液定容，制成质量浓度均为50 μg/mL的元素储备液；分别移取1 mL Cu、Mn元素的标准溶液于100 mL容量瓶中，用0.5%硝酸溶液定容，制成质量浓度均为10 μg/mL的元素储备液。标准曲线方法：准确吸取标准使用液（Mg、Fe、Zn 50 μg/mL）各 1、2、3、4、5 mL，去离子水定容至50 mL容量瓶中。准确吸取标准使用液（K、Na、Ca 50 μg/mL）各 2、4、6、8、10 mL，去离子水定容至 50 mL容量瓶中。准确吸取标准使用液 （Cu、Mn 10 μg/mL）各1、2、3、4、5 mL，去离子水定容至 50 mL 容量瓶中。各元素标准系列设置见表2。

2.3.2 As标准系列的配制

取1 mL 1000 μg/mL As标准液于10 mL容量瓶中，用去离子水定容，浓度为100 μg/mL，取该溶液1 mL于100 mL烧杯中，加入20 mL纯水和10 mL浓盐酸。加入0.8 g碘化钾，放置电炉上加热至微沸，放凉，加入0.3 g抗坏血酸，溶液由黄色变为无色，将之转移至100 mL棕色容量瓶中定容，得1 μg/mL As3+标准母液。在100 mL的4个容量瓶中分别加入0.2、0.4、0.6、0.8 mL的标准母液，用已配制好的10%的盐酸定容至 100 mL，得到浓度分别为 2、4、6、8 μg/mL的系列As标准溶液。

2.3.3 Hg标准系列的配制

取1 mL 1000 μg/mL Hg标准液于1000 mL容量瓶中，去离子水稀释定容为1 μg/mL。取4个50 mL容量瓶， 分别加入 0.5、1、1.5、2 mL 的 1 μg/mL 的 Hg溶液，用 4%硫酸溶液定容，得到分别为 10、20、30、40 μg/mL的系列Hg标准溶液。

2.3.4 Pb、Cd标准溶液的配制

依照中国药典2015年版四部通则2321测定法进行[13]。

2.4 氢化物发生法载液及还原剂溶液的配制

2.4.1 1%HCl载液的配制

精密量取10 mL优级纯浓盐酸，去离子水定容于1000 mL容量瓶中，制得1%盐酸载液。

2.4.2 As还原剂溶液的配制

称量2 g硼氢化钾放入容量瓶中，加入0.4 g氢氧化钠，加去离子水定容至200 mL，密封保存。

2.4.3 Hg还原剂溶液的配制

称量2 g硼氢化钾放入容量瓶中，加入0.2 g氢氧化钠，加去离子水定容至200 mL，密封保存。

表2 8种微量元素标准系列设置（μg/mL）

2.5 测试条件

仪器工作条件见表3、表4、表5。

表3 火焰法原子吸收测定仪器工作条件

表4 氢化物发生法原子吸收测定仪器工作条件

表5 石墨炉原子吸收分光光度法测定Pb和Cd的条件

2.6 标准曲线

按照上述工作条件对各标准溶液进行测定，以吸光度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线。结果见表6。

表6 各元素的线性方程、相关系数和检出限

2.7 方法学考察

为了考察方法的可靠性，作了精密度实验、重复性实验、加样回收率实验。结果见表7(测定次数n=5)。各元素的加样回收率在95.11%~106.13%之间，精密度RSD在0.88%~2.43%，重复性RSD在1.08%~3.23%，说明该方法符合检测要求。

表7 各元素的精密度、重复性和加样回收率实验结果

2.8 准确度

为了评价该方法的准确度，测定了国家标准物质黄芪中的元素含量，测定结果见表8。测定值与参考标准值基本一致，说明该方法准确可靠。

表8 国家标准物质黄芪中的元素含量测定

3 结果与分析

3.1 测定结果

分别对20个玛咖样品进行微量元素及重金属测定，样品序号同表1，结果见表9、表10。3.2从表9可知，黄色玛咖中Ca含量明显高于紫色、黑色两种玛咖，黑色玛咖中Mn、Cu、Zn、Na含量较其他两种高，三种玛咖K、Fe、Mg含量相差不大，紫色玛咖中Zn含量极低。西藏中部种植的玛咖样品Na含量明显高于东北部和东南部，Mn含量则稍低于其他两个地区，东北部种植的玛咖样品Ca含量明显高于中部和东南部，东南部种植的玛咖样品中Cu、Zn含量稍高于其他两个地区，三个地区玛咖样品Fe、Mn、K含量相差不大。

表9 玛咖药材中8种微量元素的含量（mg/Kg）

表10 玛咖药材中4种重金属元素测定结果（mg/Kg）

3.3 从表10可知，西藏产玛咖20个样品中重金属元素Pb的含量均低于5 mg/kg，Hg含量均大于0.2 mg/kg；样品 2、4、12、19 的 As含量大于 2 mg/kg；样品 1、9、18的Cd含量大于0.3 mg/kg。因此，西藏产20个玛咖样品中重金属Hg均超标，As及Cd部分产区超标，Pb含量均不超标。

4 讨论

西藏产玛咖中有益于人体健康的微量元素含量丰富，而这些元素与玛咖提高生育力、抗疲劳、调节内分泌等功效有着密切关系。不同颜色玛咖样品中的某些微量元素含量存在差异。国外学者在对秘鲁玛咖进行研究时发现，由下胚轴颜色“黄色”，“黑色”和“紫色”确定的不同玛咖表型，在下胚轴产量、尺寸和重量，以及主要生理活性成分硫代葡萄糖苷的含量方面存在实质性差异[14，15]。因此，不同颜色玛咖样品中的某些微量元素的含量差异，可能与不同颜色玛咖表型的遗传差异有关。不同产地玛咖中某些微量元素的含量存在差异，则与产地土壤条件相关。

现行《中国药典》2015版中尚未收录玛咖，但参照西洋参项下的重金属含量指标，西藏产玛咖中重金属的含量普遍较高，这可能与西藏地区特殊的地理环境和土壤条件有关，今后在西藏栽培玛咖药材质量管理时，需高度重视药材重金属含量是否超标的问题。

因此，有必要对玛咖药材中的微量元素进行测定，从而为玛咖的栽培地选择、规范化种植、质量控制及进一步的研究开发提供参考。