不同產地馬齒莧中礦質元素含量相關性分析

葉梅榮, 周玉麗, 黃守程, 王曉鵬, 劉愛榮

(安徽科技學院 生命與健康科學學院， 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，適應性極強，對高溫、干旱、高濕、高鹽、重金屬污染等逆境的抵抗能力強大，且是優良的生態修復植物。馬齒莧是藥食兩用的野生植物，是我國衛生部劃定的78種藥食同源的野生植物之一，被世界衛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、鎂等營養物質，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價值和藥用價值，被譽為 21 世紀最有發展前途的綠色食品之一?，F代人們因為食物的精細往往容易缺乏礦質元素，從而影響健康，而馬齒莧中礦質營養元素含量豐富，因此是人們經常食用的野菜之一，其被醫家視為良藥，百姓當之為佳蔬[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。而不同產地馬齒莧礦質元素含量是否存在差異及不同礦質元素含量之間是否存在相關性一直鮮見報道，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11個地區野生馬齒莧的地上部莖葉，對其進行10種礦質元素含量測定，并對其相關性進行分析，為合理利用和科學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，每個地區的樣品重復3次，裝袋后貼上標簽，委托青島科創質量檢測有限公司進行各種礦質元素含量檢測。

表1 不同產地地理位置信息

1.2 檢測

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

1.3 數據分析

將檢測數據結果進行單因素方差分析，差異顯著水平為P<0.05；并采用 SPSS 22.0對數據進行相關性分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同產地馬齒莧中10種礦質元素含量分析比較

由表2可知，不同產地馬齒莧中10種礦質元素含量以鉀、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，且不同產地的馬齒莧中鉀、鎂、鈣含量不相同，有的地區間呈現顯著性差異(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的，但其余地區間含量相當，差異不明顯。

不同產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 不同產地馬齒莧中 10種礦質元素含量

注：同一列不同小寫字母代表差異顯著性(P<0.05)。

2.2 不同產地馬齒莧中10 種礦質元素含量的相關性分析

由表3可知，錳含量和鎳含量呈極顯著的正相關，鐵含量和鉻含量呈顯著的正相關，而鉀含量和鎂含量呈現極顯著的負相關，銅含量和鉻含量呈現顯著的負相關。表明馬齒莧生長發育中錳和鎳元素之間，鐵和鉻元素之間存在較強的協同作用，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 不同產地馬齒莧中 10 種礦質元素含量的相關性分析

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

2.3 不同產地馬齒莧中10 種礦質元素的主成分分析

由表4可知，10種礦質元素中前4個主成分能夠體現變量的83.001%的貢獻度，第 1 主成分的貢獻率為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主成分的貢獻率為21.643%，在銅上的載荷為-0.758；第3主成分的貢獻率為17.080%，在鉀上的載荷為0.738；第4主成分的貢獻率14.729%，在Zn上的載荷為0.886。

表4 不同產地馬齒莧中 10 種礦質元素的主成分分析

3 結論與討論

植物礦質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地的馬齒莧中礦質元素含量。

已知植物積累礦質元素具有協同或競爭抑制作用，如趙迎春等[22]研究發現云南省不同產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同作用。本研究表明馬齒莧生長發育中錳和鎳元素之間，鐵和鉻元素之間存在較好的協同作用，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鎳、鉻污染的土壤提供參考資料，也為馬齒莧的科學種植提供參考。昝亞玲等[23]研究發現不同產地黃芪一些中微量元素差異顯著，本研究也表明不同地區馬齒莧中所含礦質元素含量較豐富，且有些地區間存在顯著差異(P<0.05)，說明不同產地可能影響植物對礦質元素的積累。如昝亞玲等[23]還發現不同產地的8種黃芪對礦質元素富集能力與產地土壤、氣候等環境有關。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元素的含量及分析了其相關性，至于馬齒莧的地下部分根系中礦質元素含量及其所在土壤中的礦質元素含量都沒有測定，而馬齒莧的莖葉、根及土壤中礦質元素的含量的關系如何，這有待今后的進一步研究分析。