不同產(chǎn)地馬齒莧中礦質(zhì)元素含量相關(guān)性分析

葉梅榮, 周玉麗, 黃守程, 王曉鵬, 劉愛榮

(安徽科技學(xué)院 生命與健康科學(xué)學(xué)院， 安徽 鳳陽 233100)

馬齒莧(PortulacaoleraceaL.)是馬齒莧科(Portulacease)馬齒莧屬(Portulaca)植物，又名長壽菜、五行草等[1]。馬齒莧廣泛分布于全球的溫帶和熱帶地區(qū)，適應(yīng)性極強，對高溫、干旱、高濕、高鹽、重金屬污染等逆境的抵抗能力強大，且是優(yōu)良的生態(tài)修復(fù)植物。馬齒莧是藥食兩用的野生植物，是我國衛(wèi)生部劃定的78種藥食同源的野生植物之一，被世界衛(wèi)生組織列為最常用的藥用植物之一[2]。馬齒莧具有抗炎[3]、抑菌[4-6]、降血脂和降血糖[7-8]、抗癌[9-10]、抗氧化[11-12]、抗衰老[13]等功能。馬齒莧富含維生素 B、維生素 C、胡蘿卜素、花苷素、鈣、磷、鐵、鎂等營養(yǎng)物質(zhì)，含有豐富的 ω-3 脂肪酸及高濃度的去甲腎上腺素[14-15]，因此其具有較高的營養(yǎng)價值和藥用價值，被譽為 21 世紀(jì)最有發(fā)展前途的綠色食品之一?，F(xiàn)代人們因為食物的精細(xì)往往容易缺乏礦質(zhì)元素，從而影響健康，而馬齒莧中礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量豐富，因此是人們經(jīng)常食用的野菜之一，其被醫(yī)家視為良藥，百姓當(dāng)之為佳蔬[16]。馬艷等[17]報道馬齒莧含有宏量元素K、Ca、Mg和微量元素Fe、Cu、Mn、Na、Zn等。而不同產(chǎn)地馬齒莧礦質(zhì)元素含量是否存在差異及不同礦質(zhì)元素含量之間是否存在相關(guān)性一直鮮見報道，且馬齒莧主要食用部分是地上部的莖葉，而馬齒莧在我國南北各地分布廣泛，因此本研究采集國內(nèi)11個地區(qū)野生馬齒莧的地上部莖葉，對其進(jìn)行10種礦質(zhì)元素含量測定，并對其相關(guān)性進(jìn)行分析，為合理利用和科學(xué)種植馬齒莧提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品收集

于2017年7月份收集野生馬齒莧地上部的莖葉樣品，采集地分別為安徽、江蘇、浙江、山東、北京、河南、廣東、湖北省等下屬市縣的荒地或廢地、林園等(表1)。馬齒莧地上部的莖葉樣品于 105 ℃殺青后置 60 ℃烘箱中烘干，每個地區(qū)的樣品重復(fù)3次，裝袋后貼上標(biāo)簽，委托青島科創(chuàng)質(zhì)量檢測有限公司進(jìn)行各種礦質(zhì)元素含量檢測。

表1 不同產(chǎn)地地理位置信息

1.2 檢測

采用電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS，美國Thermo Fisher Scientific 公司)對樣品進(jìn)行各種礦質(zhì)元素含量的檢測。

1.3 數(shù)據(jù)分析

將檢測數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著水平為P<0.05；并采用 SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)地馬齒莧中10種礦質(zhì)元素含量分析比較

由表2可知，不同產(chǎn)地馬齒莧中10種礦質(zhì)元素含量以鉀、鎂、鈣和鈉含量豐富，其含量分布為35 400～77 750，5 077～18 426.67，10 221.33～29 936.67，1 206～5 366.5 mg/kg，且不同產(chǎn)地的馬齒莧中鉀、鎂、鈣含量不相同，有的地區(qū)間呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)(表2)；廣東佛山和河北石家莊的鈉含量顯著高于其他地區(qū)的，但其余地區(qū)間含量相當(dāng)，差異不明顯。

不同產(chǎn)地馬齒莧中微量元素的銅、鋅、鐵、錳、鉻、鎳含量也較豐富(表2)，分布范圍為47.36～17.91、128.63～60.13、644.77～199.9、466.43～48.66、1.20～2.55、1.82～19.06 mg/kg，且部分地區(qū)間馬齒莧中微量元素也存在一定的顯著性差異(P<0.05)。

表2 不同產(chǎn)地馬齒莧中 10種礦質(zhì)元素含量

注：同一列不同小寫字母代表差異顯著性(P<0.05)。

2.2 不同產(chǎn)地馬齒莧中10 種礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性分析

由表3可知，錳含量和鎳含量呈極顯著的正相關(guān)，鐵含量和鉻含量呈顯著的正相關(guān)，而鉀含量和鎂含量呈現(xiàn)極顯著的負(fù)相關(guān)，銅含量和鉻含量呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)。表明馬齒莧生長發(fā)育中錳和鎳元素之間，鐵和鉻元素之間存在較強的協(xié)同作用，而鉀和鎂元素之間，銅和鉻元素之間存在明顯的競爭抑制作用。

表3 不同產(chǎn)地馬齒莧中 10 種礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性分析

注:*表示 0.05 水平下顯著相關(guān)，** 表示0.01 水平下極顯著相關(guān)。

2.3 不同產(chǎn)地馬齒莧中10 種礦質(zhì)元素的主成分分析

由表4可知，10種礦質(zhì)元素中前4個主成分能夠體現(xiàn)變量的83.001%的貢獻(xiàn)度，第 1 主成分的貢獻(xiàn)率為29.549%，因子變量在錳和鎳上具有較高的載荷，分別為-0.711和-0.803；第2主成分的貢獻(xiàn)率為21.643%，在銅上的載荷為-0.758；第3主成分的貢獻(xiàn)率為17.080%，在鉀上的載荷為0.738；第4主成分的貢獻(xiàn)率14.729%，在Zn上的載荷為0.886。

表4 不同產(chǎn)地馬齒莧中 10 種礦質(zhì)元素的主成分分析

3 結(jié)論與討論

植物礦質(zhì)元素含量測定方法有很多，如王磊等[18]采用分光光度法測定萵苣中鐵元素的含量，繆軍強等[19]采用火焰原子吸收光譜儀測定女貞子樣品中礦物元素含量，本研究采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)，該方法能同時測定多個元素，靈敏度較高，且檢出限低、檢測效率高，是目前礦質(zhì)元素測定的理想方法[20-21]。因此本研究采用該方法有助分析不同產(chǎn)地的馬齒莧中礦質(zhì)元素含量。

已知植物積累礦質(zhì)元素具有協(xié)同或競爭抑制作用，如趙迎春等[22]研究發(fā)現(xiàn)云南省不同產(chǎn)地灰褐牛肝菌對鎘的富集作用可能與鎂、鈉、鋅、銅元素之間存在較好的協(xié)同作用。本研究表明馬齒莧生長發(fā)育中錳和鎳元素之間，鐵和鉻元素之間存在較好的協(xié)同作用，而鉀和鎂元素之間，銅和鉻元素之間存在明顯的競爭抑制作用，這可為利用馬齒莧修復(fù)鎳、鉻污染的土壤提供參考資料，也為馬齒莧的科學(xué)種植提供參考。昝亞玲等[23]研究發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地黃芪一些中微量元素差異顯著，本研究也表明不同地區(qū)馬齒莧中所含礦質(zhì)元素含量較豐富，且有些地區(qū)間存在顯著差異(P<0.05)，說明不同產(chǎn)地可能影響植物對礦質(zhì)元素的積累。如昝亞玲等[23]還發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的8種黃芪對礦質(zhì)元素富集能力與產(chǎn)地土壤、氣候等環(huán)境有關(guān)。因馬齒莧的主要食用部分是地上部的莖葉，因此本研究只測定了馬齒莧的地上部莖葉中礦質(zhì)元素的含量及分析了其相關(guān)性，至于馬齒莧的地下部分根系中礦質(zhì)元素含量及其所在土壤中的礦質(zhì)元素含量都沒有測定，而馬齒莧的莖葉、根及土壤中礦質(zhì)元素的含量的關(guān)系如何，這有待今后的進(jìn)一步研究分析。