铁皮石斛花中5种微量元素分析

罗 红 孙根钦 王 琪 周凤娇* 李从瑞

(1.贵州省林业科学研究院，贵州 贵阳 550005；2.锦屏县国有林场，贵州 黔东南 556700)

铁皮石斛(DendrobiumofficinaleKimura et Migo),为兰科石斛属多年生附生草本植物，又名黑节草，主要分布在我国云南、贵州、四川、浙江、安徽、广西、湖南等地[1]，是我国传统药用植物、名贵中药材[2]。民间素有“仙草”、“植物黄金”、“软黄金”、“千金草”、“救命仙草”和“石斛黄金”之说，在中国历史上一直被人们视为珍品[3]，在日常保健和临床治疗中应用悠久，受到国内外学者广泛关注。现代药理学研究证明铁皮石斛不仅能抗氧化、抗肿瘤、抗疲劳、调节免疫系统、抑菌消炎、预防心脑血管疾病，还具有干预代谢综合征的功能，且目前已经在功能食品和特医食品领域进行了初步应用[4]。铁皮石斛药用成分的报道主要集中于近20年,主要有铁皮石斛多糖、生物碱、氨基酸、微量元素[5]。铁皮石斛微量元素丰富，与其滋补作用有关[6],对石斛药理有密切联系[7]，报道也较为常见[8-9]。

随着2015年来新版《中华人民共和国药典》的颁布，中药材的品质要求更加严格，对铁皮石斛中药材的品质要求更高。为提高珍稀中药材铁皮石斛人工栽培的品质，近野生栽培成为近年来铁皮石斛栽培的主要模式。为了充分利用铁皮石斛，提高效益，石斛花为近年来石斛产品开发的重要内容之一，以石斛花茶的产品工艺研发居多[10-13]。由于铁皮石斛的研究主要集中在植株药用部位茎，有关铁皮石斛花药用价值、营养成分的研究相对较少[14]，但其营养成分丰富，在民间已有广泛食用历史[15]。贵州省铁皮石斛种植面积属全国最大，已接近16万亩，近野生石斛种植面积也位居全国第一[16]，因贵州独特的地理位置、地形地貌、气候和植被条件，具有大量铁皮石斛适宜的生长环境和近野生栽培的发展条件[17]。贵州省石斛栽培以近野生栽培的附树绑植栽培模式(附树栽培)为主，符合《中华人民共和国药典》品质要求的发展模式，铁皮石斛资源丰富，因而石斛花资源也十分丰富。本研究通过比较附树栽培与林下搭建简易大棚栽培(林下大棚)条件下铁皮石斛花中5种微量元素的含量特征，为铁皮石斛花的产业开发提供参考，也为扩大铁皮石斛药材药用部位提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料

检测材料为铁皮石斛混合鲜花样品52份，每份鲜重300 g，来自5个种源近野生栽培植株鲜花，5个种源分别为贵州沿河梵净山种源(简称:梵净山种源)、广西罗城九万山种源(简称:广西种源)、贵州安龙万峰林种源(简称：安龙种源)、浙江乐清雁荡山种源(简称：浙江种源)、福建福安闽东种源(简称：福建种源)，取样时间为第一年野外栽植盛花期(花瓣全部张开)。5个种源铁皮石斛苗均分别来自同一供苗商同批次苗，苗龄1～2年，采用相同林分林下大棚和附树栽培2种模式种植，于2020年5～6月种植于贵州11个试验基地，试验基地分别位于南明区、龙里县、惠水县、望谟县、独山县、安龙县、七星关区、纳雍县、赤水县、三穗县、锦屏县，附树树种主要为松杉类、栎类，每份鲜花通过均匀取样方式采自同一种源同一种植模式下50丛以上植株。

表1 铁皮石斛花样品数量情况(n)

1.2 测定的微量元素种类

锰(Manganese, Mn)、锌(Zinc, Zn)、硒(Selenium, Se)、铁(Iron, Fe)、Cu(Copper, Cu)。

1.3 方法

铁皮石斛花送至专门的检测中心进行微量元素含量检测，采摘的铁皮石斛花于95 ℃烘箱中干燥1 h，以60 ℃烘干至恒重，粉碎，过孔径为0.3 mm的60目筛，再按照《食品安全国家标准 食品中多元素的测定GB 5009.268-2016》[18]测定。

1.4 数据处理

所有数据在Excel中记录，并采用SPSS 23.0软件对试验数据进行统计与分析，采用Kolmogorov-Smirnov Test(柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验)进行不同种源、不同栽培模式下花中微量元素含量的差异性检验，采用Spearman(斯皮尔曼)分析花中微量元素含量之间的相关性。

2 结果与分析

2.1 铁皮石斛花中5种微量元素的含量

从52份铁皮石斛干花的检测样品来看，Mn、Zn、Se、Fe、Cu平均含量分别为52.54 mg/kg、36.60 mg/kg、0.31 mg/kg、102.43 mg/kg、5.85 mg/kg，Fe的含量最高，Se的含量最低，5种微量元素含量排序为Fe>Mn>Zn>Cu>Se。

表2 铁皮石斛花中微量元素含量统计值(n=52)

2.2 不同种源铁皮石斛干花中微量元素的含量比较

2.2.1Mn

Mn以福建种源平均含量最高，为75.57 mg/kg，与广西种源花中含量差异不显著，属于相同水平；安龙种源、梵净山种源、广西种源中Mn含量无显著差异，均与福建种源、广西种源存在较大差异，其含量低于福建种源和广西种源(表3)。

2.2.2Zn、Se、Fe

Zn、Se、Fe三种微量元素含量在不同种源间差异均不显著，但浙江种源的Zn、Fe平均含量最高，分别为40.24 mg/kg、113.1 mg/kg；广西种源的Se平均含量最高，为0.39 mg/kg(表3)。

2.2.3Cu

不同种源铁皮石斛花中Cu以安龙种源花中平均含量最高，为6.22 mg/kg，各种源间福建种源Cu含量显著高于梵净山种源、浙江种源，其余组间Cu含量差异不显著(表3)。

表3 不同种源铁皮石斛花中微量元素含量统计值

2.3 不同栽培模式下铁皮石斛花中微量元素的含量比较

附树栽培模式下铁皮石斛花中Mn、Cu平均含量高于林下大棚栽培模式，Zn、Se、Fe平均含量则在林下大棚栽培模式下更高，但2种模式下表中差异性检验P值均大于0.05，表明2种栽培模式下5种微量元素的含量差异不显著(表4)。从不同种源分析，2种栽培模式下5种微量元素的含量差异不显著(表5)。

表4 不同栽培模式下铁皮石斛花中微量元素含量统计

表5 不同种源铁皮石斛2种栽培模式下花中微量元素含量差异性检验P值

2.4 铁皮石斛花中5种微量元素的相关性

Se仅与Fe相关，为显著的中度正相关(相关系数0.4～0.6)，与Mn、Zn、Cu含量则不相关；Fe、Mn、Zn、Cu两两间存在极显著或显著的正相关性，其中，Fe、Zn相关性系数最高，为极显著的中度正相关，Mn、Cu之间的相关性系数最低，为显著的弱正相关(相关系数<0.4)(表6)。

表6 铁皮石斛花中5种微量元素的相关性

3 结论与讨论

铁皮石斛花中微量元素含量为Fe>Mn>Zn>Cu>Se，花中Zn、Se含量较丰富。石斛花中针对微量元素的含量研究很少，仅黄秀红等[14]2017年对不同花期石斛花中主要营养成分进行了分析和比较，张珍林等[19]以铁皮石斛干花为对象，构建一种快速测定石斛干花元素含量的方法。本研究中Zn、Se含量高于黄秀红等[14]研究中铁皮石斛花24.4 mg/kg、<0.1 mg/kg的研究值，其余3种微量元素含量低于其研究。通过与其他石斛属植物花中微量元素比较，本研究花中Mn、Zn、Se、Fe微量元素较其他石斛属植物花更高[14]。与其他研究的铁皮石斛茎杆比较[9,14,20-24]，本研究花中Zn含量高于多数研究中茎秆Zn含量，Mn、Se、Fe、Cu含量低于多数研究中茎秆含量[9,21-24]，这可能与铁皮石斛营养物质的器官分配有关，不同器官有不同营养物质的聚集效应，有研究表明铁皮石斛中多糖分布表现为茎>叶>花[25]，存在器官分布差异。由于不同区域、不同物种、不同器官的差异性，铁皮石斛微量元素在器官中的分布以及不同石斛中的差异仍有待研究。

铁皮石斛花中Mn、Zn、Se、Fe、Cu平均含量分别以福建种源、浙江种源、广西种源、浙江种源、安龙种源最高，Zn、Se、Fe三种微量元素含量不同种源间差异均不显著，浙江种源、广西种源Mn含量显著高于其他种源，福建种源Cu含量显著高于梵净山种源、浙江种源。

5个种源铁皮石斛在2种不同栽培模式下5种微量元素含量差异不显著，可能与环境因素影响大于栽培方式影响有关，因为林下大棚和附树栽培同处同一林分，其环境条件一致，亦可能与林下栽培时间较短(2～3个月)有关，栽培方式的显著影响尚未体现。

铁皮石斛花中Se含量仅与Fe具有一定正相关性，而与Mn、Zn、Cu不相关，表明Se、Fe含量变化趋势一致；Fe、Mn、Zn、Cu两两间存在一定正相关性，表明Fe、Mn、Zn、Cu含量的变化趋势一致。

由于铁皮石斛花中微量元素的研究很少，与其他研究成果存在可比性的研究则更少，因而不同栽培模式在不同种源间是否会造成花中微量元素的差异则需进一步跟踪研究加以明确。