鐵皮石斛花中5種微量元素分析

羅 紅 孫根欽 王 琪 周鳳嬌* 李從瑞

(1.貴州省林業(yè)科學研究院，貴州 貴陽 550005；2.錦屏縣國有林場，貴州 黔東南 556700)

鐵皮石斛(DendrobiumofficinaleKimura et Migo),為蘭科石斛屬多年生附生草本植物，又名黑節(jié)草，主要分布在我國云南、貴州、四川、浙江、安徽、廣西、湖南等地[1]，是我國傳統(tǒng)藥用植物、名貴中藥材[2]。民間素有“仙草”、“植物黃金”、“軟黃金”、“千金草”、“救命仙草”和“石斛黃金”之說，在中國歷史上一直被人們視為珍品[3]，在日常保健和臨床治療中應用悠久，受到國內(nèi)外學者廣泛關注?，F(xiàn)代藥理學研究證明鐵皮石斛不僅能抗氧化、抗腫瘤、抗疲勞、調節(jié)免疫系統(tǒng)、抑菌消炎、預防心腦血管疾病，還具有干預代謝綜合征的功能，且目前已經(jīng)在功能食品和特醫(yī)食品領域進行了初步應用[4]。鐵皮石斛藥用成分的報道主要集中于近20年,主要有鐵皮石斛多糖、生物堿、氨基酸、微量元素[5]。鐵皮石斛微量元素豐富，與其滋補作用有關[6],對石斛藥理有密切聯(lián)系[7]，報道也較為常見[8-9]。

隨著2015年來新版《中華人民共和國藥典》的頒布，中藥材的品質要求更加嚴格，對鐵皮石斛中藥材的品質要求更高。為提高珍稀中藥材鐵皮石斛人工栽培的品質，近野生栽培成為近年來鐵皮石斛栽培的主要模式。為了充分利用鐵皮石斛，提高效益，石斛花為近年來石斛產(chǎn)品開發(fā)的重要內(nèi)容之一，以石斛花茶的產(chǎn)品工藝研發(fā)居多[10-13]。由于鐵皮石斛的研究主要集中在植株藥用部位莖，有關鐵皮石斛花藥用價值、營養(yǎng)成分的研究相對較少[14]，但其營養(yǎng)成分豐富，在民間已有廣泛食用歷史[15]。貴州省鐵皮石斛種植面積屬全國最大，已接近16萬畝，近野生石斛種植面積也位居全國第一[16]，因貴州獨特的地理位置、地形地貌、氣候和植被條件，具有大量鐵皮石斛適宜的生長環(huán)境和近野生栽培的發(fā)展條件[17]。貴州省石斛栽培以近野生栽培的附樹綁植栽培模式(附樹栽培)為主，符合《中華人民共和國藥典》品質要求的發(fā)展模式，鐵皮石斛資源豐富，因而石斛花資源也十分豐富。本研究通過比較附樹栽培與林下搭建簡易大棚栽培(林下大棚)條件下鐵皮石斛花中5種微量元素的含量特征，為鐵皮石斛花的產(chǎn)業(yè)開發(fā)提供參考，也為擴大鐵皮石斛藥材藥用部位提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

檢測材料為鐵皮石斛混合鮮花樣品52份，每份鮮重300 g，來自5個種源近野生栽培植株鮮花，5個種源分別為貴州沿河梵凈山種源(簡稱:梵凈山種源)、廣西羅城九萬山種源(簡稱:廣西種源)、貴州安龍萬峰林種源(簡稱：安龍種源)、浙江樂清雁蕩山種源(簡稱：浙江種源)、福建福安閩東種源(簡稱：福建種源)，取樣時間為第一年野外栽植盛花期(花瓣全部張開)。5個種源鐵皮石斛苗均分別來自同一供苗商同批次苗，苗齡1～2年，采用相同林分林下大棚和附樹栽培2種模式種植，于2020年5～6月種植于貴州11個試驗基地，試驗基地分別位于南明區(qū)、龍里縣、惠水縣、望謨縣、獨山縣、安龍縣、七星關區(qū)、納雍縣、赤水縣、三穗縣、錦屏縣，附樹樹種主要為松杉類、櫟類，每份鮮花通過均勻取樣方式采自同一種源同一種植模式下50叢以上植株。

表1 鐵皮石斛花樣品數(shù)量情況(n)

1.2 測定的微量元素種類

錳(Manganese, Mn)、鋅(Zinc, Zn)、硒(Selenium, Se)、鐵(Iron, Fe)、Cu(Copper, Cu)。

1.3 方法

鐵皮石斛花送至專門的檢測中心進行微量元素含量檢測，采摘的鐵皮石斛花于95 ℃烘箱中干燥1 h，以60 ℃烘干至恒重，粉碎，過孔徑為0.3 mm的60目篩，再按照《食品安全國家標準 食品中多元素的測定GB 5009.268-2016》[18]測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)在Excel中記錄，并采用SPSS 23.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，采用Kolmogorov-Smirnov Test(柯爾莫諾夫-斯米爾諾夫檢驗)進行不同種源、不同栽培模式下花中微量元素含量的差異性檢驗，采用Spearman(斯皮爾曼)分析花中微量元素含量之間的相關性。

2 結果與分析

2.1 鐵皮石斛花中5種微量元素的含量

從52份鐵皮石斛干花的檢測樣品來看，Mn、Zn、Se、Fe、Cu平均含量分別為52.54 mg/kg、36.60 mg/kg、0.31 mg/kg、102.43 mg/kg、5.85 mg/kg，F(xiàn)e的含量最高，Se的含量最低，5種微量元素含量排序為Fe>Mn>Zn>Cu>Se。

表2 鐵皮石斛花中微量元素含量統(tǒng)計值(n=52)

2.2 不同種源鐵皮石斛干花中微量元素的含量比較

2.2.1Mn

Mn以福建種源平均含量最高，為75.57 mg/kg，與廣西種源花中含量差異不顯著，屬于相同水平；安龍種源、梵凈山種源、廣西種源中Mn含量無顯著差異，均與福建種源、廣西種源存在較大差異，其含量低于福建種源和廣西種源(表3)。

2.2.2Zn、Se、Fe

Zn、Se、Fe三種微量元素含量在不同種源間差異均不顯著，但浙江種源的Zn、Fe平均含量最高，分別為40.24 mg/kg、113.1 mg/kg；廣西種源的Se平均含量最高，為0.39 mg/kg(表3)。

2.2.3Cu

不同種源鐵皮石斛花中Cu以安龍種源花中平均含量最高，為6.22 mg/kg，各種源間福建種源Cu含量顯著高于梵凈山種源、浙江種源，其余組間Cu含量差異不顯著(表3)。

表3 不同種源鐵皮石斛花中微量元素含量統(tǒng)計值

2.3 不同栽培模式下鐵皮石斛花中微量元素的含量比較

附樹栽培模式下鐵皮石斛花中Mn、Cu平均含量高于林下大棚栽培模式，Zn、Se、Fe平均含量則在林下大棚栽培模式下更高，但2種模式下表中差異性檢驗P值均大于0.05，表明2種栽培模式下5種微量元素的含量差異不顯著(表4)。從不同種源分析，2種栽培模式下5種微量元素的含量差異不顯著(表5)。

表4 不同栽培模式下鐵皮石斛花中微量元素含量統(tǒng)計

表5 不同種源鐵皮石斛2種栽培模式下花中微量元素含量差異性檢驗P值

2.4 鐵皮石斛花中5種微量元素的相關性

Se僅與Fe相關，為顯著的中度正相關(相關系數(shù)0.4～0.6)，與Mn、Zn、Cu含量則不相關；Fe、Mn、Zn、Cu兩兩間存在極顯著或顯著的正相關性，其中，F(xiàn)e、Zn相關性系數(shù)最高，為極顯著的中度正相關，Mn、Cu之間的相關性系數(shù)最低，為顯著的弱正相關(相關系數(shù)<0.4)(表6)。

表6 鐵皮石斛花中5種微量元素的相關性

3 結論與討論

鐵皮石斛花中微量元素含量為Fe>Mn>Zn>Cu>Se，花中Zn、Se含量較豐富。石斛花中針對微量元素的含量研究很少，僅黃秀紅等[14]2017年對不同花期石斛花中主要營養(yǎng)成分進行了分析和比較，張珍林等[19]以鐵皮石斛干花為對象，構建一種快速測定石斛干花元素含量的方法。本研究中Zn、Se含量高于黃秀紅等[14]研究中鐵皮石斛花24.4 mg/kg、<0.1 mg/kg的研究值，其余3種微量元素含量低于其研究。通過與其他石斛屬植物花中微量元素比較，本研究花中Mn、Zn、Se、Fe微量元素較其他石斛屬植物花更高[14]。與其他研究的鐵皮石斛莖桿比較[9,14,20-24]，本研究花中Zn含量高于多數(shù)研究中莖稈Zn含量，Mn、Se、Fe、Cu含量低于多數(shù)研究中莖稈含量[9,21-24]，這可能與鐵皮石斛營養(yǎng)物質的器官分配有關，不同器官有不同營養(yǎng)物質的聚集效應，有研究表明鐵皮石斛中多糖分布表現(xiàn)為莖>葉>花[25]，存在器官分布差異。由于不同區(qū)域、不同物種、不同器官的差異性，鐵皮石斛微量元素在器官中的分布以及不同石斛中的差異仍有待研究。

鐵皮石斛花中Mn、Zn、Se、Fe、Cu平均含量分別以福建種源、浙江種源、廣西種源、浙江種源、安龍種源最高，Zn、Se、Fe三種微量元素含量不同種源間差異均不顯著，浙江種源、廣西種源Mn含量顯著高于其他種源，福建種源Cu含量顯著高于梵凈山種源、浙江種源。

5個種源鐵皮石斛在2種不同栽培模式下5種微量元素含量差異不顯著，可能與環(huán)境因素影響大于栽培方式影響有關，因為林下大棚和附樹栽培同處同一林分，其環(huán)境條件一致，亦可能與林下栽培時間較短(2～3個月)有關，栽培方式的顯著影響尚未體現(xiàn)。

鐵皮石斛花中Se含量僅與Fe具有一定正相關性，而與Mn、Zn、Cu不相關，表明Se、Fe含量變化趨勢一致；Fe、Mn、Zn、Cu兩兩間存在一定正相關性，表明Fe、Mn、Zn、Cu含量的變化趨勢一致。

由于鐵皮石斛花中微量元素的研究很少，與其他研究成果存在可比性的研究則更少，因而不同栽培模式在不同種源間是否會造成花中微量元素的差異則需進一步跟蹤研究加以明確。