互助县不同海拔的椭圆叶花锚重金属成分含量差异

张瑞峰，马建峰，肖 琳，马文俊，李方涛，韩友吉，李锦萍

(1.青海师范大学生命科学学院 青海省青藏高原药用动植物资源重点实验室，青海 西宁 810008；2.山东省林业科学研究院，山东 济南 250014)

椭圆叶花锚(HaleniaeliPticaD.Don)属龙胆科花锚属植物。据记载，该药以全草入药，味苦、性寒、具有清热利湿、平肝利胆的功效，可用于急性黄疸性肝炎、胆囊炎、头晕头痛、牙痛的治疗[1，2]。主要分布于我国青海、西藏、云南、贵州、四川、甘肃、新疆、陕西、山西等省区。椭圆叶花锚的主要化学成分为口山酮及其苷、裂环烯醚萜类、三萜类及黄酮苷等化合物[3～6]。随着现代医学和分析技术的发展，重金属微量元素被认为是中药的基本成分和药材质量控制中不可或缺的特征参数[7]。许多研究报道，微量元素含量与药材的质量有一定的关系[8～11]。重金属超标问题已经成了制约我国中药走向国际市场的重要原因之一，直接影响了中药在国际市场上的竞争力，因此，对于药材的重金属的研究，重金属含量的控制迫在眉睫。本研究以互助县境内椭圆叶花锚中4种重金属成分含量为评价指标，通过比较青海省互助县7个不同产地椭圆叶花锚药材重金属成分含量的变化，初步探讨自然生境下野生椭圆叶花锚药材品质差异，为椭圆叶花锚的药材质量控制及引种栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

仪器：BSA124S电子分析天平(上海科晓科学仪器有限公司)；TAS-986火焰原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；WHG-102A流动注射氢化物发生器(北京浩天晖科贸有限公司)。

试剂：Cd、Hg、Pb、As标准品溶液(国家标准物质研究中心)浓度均为1 000 ug/ml、试验所用试剂均为分析纯，水为超纯水。

1.2 样品采集

不同椭圆叶花锚样品于2019年8月中旬盛花期采自青海省互助县，共计样点7个(见表1)。样品由青海师范大学曾阳教授鉴定为椭圆叶花锚(HaleniaellipticaD. Don)。椭圆叶花锚全草用水将根部冲洗干净，然后用蒸馏水冲洗三遍，将杂质离子冲洗干净，自然阴干，完全干燥后粉碎过60目筛，封存待用，同时记录海拔、经纬度和生境条件。

表1 样品采样地点及生境条件

1.3 样品前处理

准确称取粉碎的花锚样品1 g于瓷坩埚中，放入马弗炉内，从低温升至500 ℃，灰化3～4 h，冷却后，加入1∶1 HNO34 mL，在低温电热板上加热溶解灰分，移入50 mL容量瓶，用去超纯水定容，摇匀，即为供试样品溶液。每个样品取3个平行样进行处理。

1.4 仪器工作条件

Hg、Pb、As用WHG-102A流动注射氢化物发生器测定；Cd元素用TAS-986火焰原子吸收分光光度计测定，其工作条件见表2。

表2 TAS-986火焰原子吸收分光光度计工作条件

1.5 数据处理

采用Excel 17.0和SPSS 22.0软件进行数据统计分析

1.6 样品的测定

取7批待测椭圆叶花锚样品粉碎，过60目筛，精密称取各待测样品约1 g按1.4节项下的测试条件进行测定分析，平行测定3份样品，取平均值。结果见表3。

表3 样品含量测定结果(n=3，ng/g)

2 结果分析

2.1 椭圆叶花锚中重金属元素含量水平分析

随着对中药重金属含量的重视，世界上许多国家都严格监控药材重金属的含量，不光药典中有严格的限定，而且对进出口药材商品都有严格的检测和限制。中药材重金属超标成为制约中药出口的一个重要因素。本研究以《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》为依据：重金属总量应≤20.0 mg/kg，铅(Pb)≤5.0 mg/kg，镉(Cd)≤0.3 mg/kg，汞(Hg)≤0.2 mg/kg，砷(As)≤2.0 mg/kg[12]。依这个标准为规范，对青海省互助县7个样地野生椭圆叶花锚的重金属指标一一对比：

Pb的含量：表3显示7个样地中花锚Pb平均含量达到0.330 mg/kg，最高值是0.503 mg/kg≤5.0 mg/kg，说明Pb含量是完全达标的；但是不同样地Pb的RSD为43.32%，说明Pb在不同样地之间含量的差异较大。

Cd的含量：表3显示7个样地椭圆叶花锚Cd的平均含量是0.257 mg/kg≤0.3 mg/kg，但是最高值是0.299 mg/kg≤0.3 mg/kg，说明Pb含量是完全达标的。

Hg的含量：表3显示7个样地中花锚Hg含量平均值是0.171 mg/kg≤0.2 mg/kg，但是最大值0.209 mg/kg≥0.2 mg/kg，其中，有2个样地都是有少量超标，对于椭圆叶花锚来说是一个很不利的因素，Hg的含量可能会影响到花锚的质量。

As的含量：表3显示了7个样地中花锚As含量的平均值是0.380 mg/kg≤2.0 mg/kg，7个样地含量最高值也只有0.460 mg/kg≤2.0 mg/kg，所以As也不会成为花锚质量评价的瓶颈。

2.2 不同海拔范围椭圆叶花锚重金属含量差异

不同海拔对椭圆叶花锚中4种重金属元素含量的影响结果显示(如图1)，在同一生长年限，互助县境内野生椭圆叶花锚4种重金属元素含量在海拔2 020～2 440 m范围内，随着海拔的升高Cd、As、Hg元素的含量逐渐升高，Pb的含量逐渐降低；在海拔2 440～2 820 m范围内，随着海拔的升高Pb、As、Hg的含量逐渐升高，其中，Pb元素含量涨幅较大，Cd的含量逐渐降低；在海拔2 820～3 020 m范围内，随着海拔的升高Cd、As、Hg的含量逐渐降低，Pb的含量逐渐升高。

图1 不同海拔范围对4种成分含量的影响

2.3 不同海拔产椭圆叶花锚重金属含量相关分析

采用SPSS 22.0 软件对不同海拔产花锚4种金属含量进行相关性分析。结果表明：在海拔2 020～3020 m范围内汞(Hg)、砷(As)、镉(Cd)的含量与海拔之间没有显著的相关关系；在海拔2020～3020 m范围内铅(Pb)含量与海拔是正相关的，表明椭圆叶花锚中铅(Pb)含量随着海拔的增加有增加的趋势(见表4)。

表4 不同海拔4种成分含量的相关性

2.4 重金属间进行相关性分析

采用SPSS 22.0 统计软件对花锚含4种重金属间进行相关性分析。结果表明，椭圆叶花锚中As元素与Hg元素之间存在显著正相关性，其他各元素之间未见相关性，详见表5。

表5 重金属之间的Pearson相关系数

3 讨论

青海省地处青藏高原的东北部，独特的地理环境和自然环境造就了其特有的生物资源和中藏药材。为了更好地指导椭圆叶花锚的科学引种栽培。本研究对椭圆叶花锚中的重金属As、Hg、Pb、Cd进行检测，结果表明：As、Hg、Pb、Cd 的含量分别为0.272～0.466、0.122～0.209、0.202～0.503、0.212～0.299 mg/kg，相关分析表明Pb的含量随着海拔升高而升高，许多学者研究了海拔对植物品质的影响，其中卫昊等[13]研究表明，同一生长年限，随海拔的升高，黄芩中黄酮类成分的量呈现明显的上升趋势。高海拔植物具有应对高寒气候的特殊策略，其倾向于积累更多的营养物质。王丹林等[14]研究发现高海拔有利于缺苞箭竹粗蛋白和氨基酸含量的累积。徐天才等[15]研究发现随着海拔的升高藜麦籽的总糖、灰分、锰、钾、天门冬氨酸、谷氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、精氨酸和氨基酸总含量是增加；粗纤维、棕榈酸、α-亚麻酸、铜含量是随海拔增加而下降。海拔对不同植物的影响程度不同，可能同一植物体内不同的成分对海拔变化的响应程度也不尽相同。

近年来中药中重金属含量超标问题却成为中药在世界普及的主要障碍，极大的削弱了中药在国际市场的竞争力。我国中药材重金属污染状况严重，使得我国中药的国际竞争力不高[16]。因此，准确检测和限定重金属的含量是保障人民用药安全，促进我国中药走向国际化的关键。重金属的潜在污染与药用植物生长环境、产地土壤、采收季节和加工仓储等许多复杂因素有关[17]。本研究青海省互助县7批不同海拔高度的椭圆叶花锚中Cd、Pb、As重金属平均含量都没有超过国家规定；但是互助北山和互助扎巴乡两个样地的Hg元素有少量的超标，As元素与Hg重金属元素之间有显著的相关性，究竟是受人为因素的影响还是与药材的遗传性富集能力有关，有待进一步深入研究。本研究为椭圆叶花锚的引种栽培提供理论依据，有利于更好地提升椭圆叶花锚药材的品质，以保证临床用药安全。