掌葉覆盆子根莖中重金屬年動(dòng)態(tài)變化及相關(guān)性分析

王松琳， 潘俊杰， 陳正道

(1.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.麗水市農(nóng)林科學(xué)研究院，浙江 麗水 323000；3.浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020)

掌葉覆盆子為薔薇科懸鉤子屬植物，主要分布于我國華東地區(qū)的江蘇、安徽、浙江、江西、福建等省[1]，是一種重要的藥用植物，其根、葉、未成熟果實(shí)均可入藥。掌葉覆盆子的未成熟干燥果實(shí)是一味常用中藥，名為覆盆子，具有益腎、固精、縮尿和明目之功效，用于遺尿尿頻、陽痿早泄、遺精滑精和目暗昏花等治療[2]，為《中華人民共和國藥典》(2020年版)收載的常用中藥。掌葉覆盆子的成熟果實(shí)可鮮食，黃酮類化合物、可溶性糖、VC等營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)含量較高[3]，世界糧農(nóng)組織(FAO)將其推薦為世界第3代衛(wèi)生無公害保健營養(yǎng)水果，近年來很多地區(qū)也將其作為經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行廣泛種植，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益[4-5]。掌葉覆盆子干燥根及殘莖為常用畬藥，名為擱公扭根，以畬族習(xí)用藥材名義收載于《浙江省中藥炮制規(guī)范》(2015年版)，具有祛風(fēng)止痛、明目退翳、和胃止嘔等功效[6-7]。

近年來，隨著對掌葉覆盆子相關(guān)研究的深入，其根和莖的藥用價(jià)值逐漸凸顯，其藥效和品質(zhì)愈加重要。重金屬污染一直是影響中藥材品質(zhì)的重要因素。目前掌葉覆盆子的研究主要集中在果實(shí)中，而對其根莖的研究較少，尤其是針對根莖中重金屬污染等質(zhì)量安全問題的研究鮮有報(bào)道。本文通過測定掌葉覆盆子根莖中重金屬物質(zhì)在全年不同時(shí)段的含量差異，分析其不同時(shí)段含量的動(dòng)態(tài)變化相關(guān)性，進(jìn)一步確定掌葉覆盆子中重金屬含量較低的時(shí)段，將其作為最佳采收期，為掌葉覆盆子根和莖的合理安全采收提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)材料采集地位于浙江省麗水市蓮都區(qū)雅溪鎮(zhèn)，供試掌葉覆盆子品種主要來源為野生引種，以分蘗繁殖為主。在種植基地選取5株長勢較好、無病蟲害的掌葉覆盆子進(jìn)行定點(diǎn)采樣，于每月中旬采集根和莖鮮樣，清洗后于55 ℃烘干至恒重，粉碎過篩，密封保存，用于后續(xù)試驗(yàn)。

1.2 方法

采用硝酸消煮法進(jìn)行樣品消解，具體參照《食品中多元素的測定》(GB/T 5009.268—2016)中的微波消解法[8]進(jìn)行。用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對樣品測定液進(jìn)行定量分析并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)一步得出掌葉覆盆子根和莖中主要重金屬(Cr、Ni、Cu、Pb、As、Se、Cd)的含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)測定結(jié)果，利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析(ANOVA)和相關(guān)性分析，探究全年不同時(shí)段覆掌葉盆子根、莖中重金屬含量的相關(guān)性；利用GraphPad Prism7對分析數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 掌葉覆盆子根中重金屬含量全年動(dòng)態(tài)變化

掌葉覆盆子根中重金屬含量全年變化情況如圖1所示。結(jié)果表明，掌葉覆盆子根中Cr、Ni、Cu、Pb含量較高，As、Se、Cd含量較低。Cr、Ni、Cu、Pb和As的含量變化一致，呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，均在4月13日掌葉覆盆子生長臨近成熟時(shí)達(dá)到峰值，其中Cu的含量最高，達(dá)到16.09 mg·kg-1；在5月10日進(jìn)入采摘期后，呈現(xiàn)先迅速降低后進(jìn)入波動(dòng)式下降的趨勢，除Cr在6月15日出現(xiàn)一次回升，含量增至12.45 mg·kg-1外，Cr、Ni、Cu、As和Pb均在9月18日到達(dá)最低值。其中，As含量最低，僅為0.04 mg·kg-1。Se含量變化較為平穩(wěn)，Cd則呈現(xiàn)出波動(dòng)式上漲，在12月10日達(dá)到峰值。由此可知，掌葉覆盆子根中重金屬含量變化的拐點(diǎn)在5月中下旬出現(xiàn)，即在掌葉覆盆子臨近成熟、果實(shí)進(jìn)入采收期的期間，而在7—8月，Ni、Cu、Pb、Cd等重金屬含量出現(xiàn)回升。因此，從重金屬含量高低的角度分析可知，5月下旬或9月中下旬為掌葉覆盆子根的最佳采收時(shí)機(jī)。

圖1 掌葉覆盆子根中重金屬含量的全年動(dòng)態(tài)變化

2.2 掌葉覆盆子莖中重金屬含量全年動(dòng)態(tài)變化

由圖2可知，掌葉覆盆子莖中重金屬含量情況與根中基本一致，同為Cr、Ni、Cu、Pb較高，As、Se、Cd較低，但全年動(dòng)態(tài)變化趨勢與根中并不相同。其中，Cr含量變化幅度較大，在1月10日后急劇下降，至最低點(diǎn)后，呈現(xiàn)兩次先增后減的變化趨勢，并在6月15日達(dá)到峰值；Ni的變化趨勢與Cr基本一致，但變異幅度較平緩；Cu、Pb、Cd的變化趨勢基本一致，均在2月13日、5月10日和11月12日達(dá)到高點(diǎn)，全年呈現(xiàn)出3～4次先增后減的動(dòng)態(tài)變化趨勢。As和Se變化趨勢相似，且變化幅度平緩，基本呈現(xiàn)先增后減的趨勢，分別于6月16日和5月10日到達(dá)峰值后逐漸降低。分析結(jié)果表明，掌葉覆盆子莖中7種重金屬含量的動(dòng)態(tài)變化拐點(diǎn)基本在5月中下旬至7月上旬，Cu和Cd均在7月達(dá)到全年最低點(diǎn)，而Cr、Ni、Cu、Pb和Cd均在8月中旬出現(xiàn)上升趨勢。因此，從重金屬含量高低分析認(rèn)為，7月中下旬為掌葉覆盆子莖的最佳采收時(shí)機(jī)。

圖2 掌葉覆盆子莖中重金屬含量的全年動(dòng)態(tài)變化

2.3 掌葉覆盆子根和莖中重金屬含量在全年不同時(shí)段的差異

分析比較同一重金屬在全年不同時(shí)段含量高低，以及不同重金屬在同一時(shí)期的含量高低。由表1可知，掌葉覆盆子根中重金屬的年均含量大小順序應(yīng)為Cr>Cu>Ni>Pb>Cd>Se>As。

表1 全年不同時(shí)段掌葉覆盆子根中重金屬含量的差異性分析

根中各重金屬含量在全年各時(shí)期的差異顯著性亦不相同。Cr、Ni、Cu、Pb、As、Cd含量均表現(xiàn)出顯著性差異；Se全年各時(shí)期含量相對穩(wěn)定，其峰值在11月13日，但相比4—7月，其間差異并不顯著。

由表2可知，掌葉覆盆子莖中重金屬年均含量大小順序與根中一致，但莖中各重金屬含量在全年各時(shí)期的差異顯著性與根中區(qū)別較大。其中，Cr、Ni、Pb和As含量在全年各時(shí)期之間存在顯著差異，而Cu在6月進(jìn)入拐點(diǎn)后，其含量在6—10月并無顯著性差異；Se在5月10日進(jìn)入峰值后呈波動(dòng)下降趨勢，其含量在6—12月均未表現(xiàn)出顯著性差異；Cd在2月13日達(dá)到峰值后迅速降低，呈現(xiàn)出先降后升的動(dòng)態(tài)變化趨勢，含量在3—9月無顯著性差異。

表2 全年不同時(shí)段掌葉覆盆子莖中重金屬含量的差異性分析

2.4 掌葉覆盆子根和莖中重金屬含量間的相關(guān)性分析

掌葉覆盆子根中的重金屬含量間的相關(guān)系數(shù)如表3所示。Cr與Ni、As、Se間呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，與Cu呈顯著正相關(guān)；Ni與Cu、As、Pb間呈極顯著正相關(guān)，與Se呈顯著正相關(guān)；Cu與As間呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)，與Pb呈現(xiàn)顯著正相關(guān)；其他重金屬間的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平。由此說明，掌葉覆盆子根中重金屬含量相互間具有一定的促進(jìn)作用，尤其是Cr與Ni、Cu、As、Se，以及Ni與Cu、As、Se、Pb含量間均存在極顯著或顯著正相關(guān)；Cd雖與Cr、Ni、Cu和As間存在負(fù)相關(guān)，但差異不顯著，并不能說明其間存在拮抗作用。以上結(jié)果表明，掌葉覆盆子根中各重金屬間存在不同程度的協(xié)同促進(jìn)關(guān)系，某種金屬的積累可能會(huì)促進(jìn)其他重金屬的吸收，尤以Cr和Ni的作用較為明顯。

表3 掌葉覆盆子根中重金屬含量間的相關(guān)性

掌葉覆盆子莖中的重金屬含量間的相關(guān)系數(shù)如表4所示。Cr與Ni之間呈極顯著正相關(guān)，Cr與As、Cu與Cd、Cd與Pb之間均呈顯著正相關(guān)，其他重金屬間的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平。結(jié)果表明，掌葉覆盆子莖中各重金屬間的相關(guān)性較根中弱，Cr可能對Ni的積累有一定的促進(jìn)作用。

表4 掌葉覆盆子莖中重金屬含量間的相關(guān)性

3 討論

重金屬含量一直是中藥材質(zhì)量安全的重要風(fēng)險(xiǎn)因子，Cd、As、Pb等重金屬能以多種形態(tài)存在，對人體健康造成嚴(yán)重?fù)p害[9]。目前針對掌葉覆盆子的研究主要集中在種質(zhì)資源開發(fā)，以及果實(shí)營養(yǎng)成分和藥效成分等方面，對根和莖等部位的研究報(bào)道較少[10-12]。姜晶等[13]對越橘、樹莓等3種小漿果果實(shí)的重金屬元素展開分析認(rèn)為，樹莓中Pb、Cd、As的含量均在標(biāo)準(zhǔn)限制之內(nèi)；胡姝等[14]通過電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測定樹莓、藍(lán)莓等小漿果中As、Pb、Cd、Cr、Hg及Cu等重金屬含量，結(jié)果表明，As、Cd、Hg重金屬含量均<0.01 mg·kg-1，Cu含量最高，在黑加侖中達(dá)到4.7 mg·kg-1。本研究結(jié)果顯示，掌葉覆盆子根和莖中重金屬含量符合國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)頒布的《中醫(yī)藥-中藥材重金屬限量》(2015年)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其根、莖中重金屬年平均含量表現(xiàn)為Cr>Cu>Ni>Pb>Cd>Se>As，且7種重金屬根中含量均高于莖。根中重金屬含量大多在5月中下旬進(jìn)入拐點(diǎn)，9月下旬到達(dá)最低值；而莖中重金屬含量拐點(diǎn)出現(xiàn)在5月中下旬至7月上旬，Cu、Cd、As在7月達(dá)到最低值。此外，掌葉覆盆子根中Cr、Ni、Cu、Pb、As含量之間存在極顯著或顯著正相關(guān)，說明其間存在不同程度的協(xié)同促進(jìn)關(guān)系；莖中各重金屬間大多不存在顯著性關(guān)系，是否存在協(xié)調(diào)或拮抗關(guān)系仍需要進(jìn)一步研究。

綜上所述，從重金屬含量高低的角度分析，5月下旬或9月中下旬為掌葉覆盆子根的最佳采收時(shí)機(jī)，7月中下旬為掌葉覆盆子莖的最佳采收時(shí)機(jī)，以此作為掌葉覆盆子根和莖的采收期，可有效降低根、莖中重金屬含量，為保障質(zhì)量安全和藥效起到一定的指導(dǎo)作用。