對不同產地翅萼石斛礦物質元素含量的檢測及聚類分析

李兆云，李輝，王昭，楊琦(德宏師范高等?？茖W校 德宏生物醫藥工程研究中心，云南 芒市 678400)

0 引言

翅萼石斛(Dendrobium cariniferumRchb. f.)為蘭科石斛屬多年生草本植物，生于海拔1 100～1 700 m的山地林中樹干或懸崖上。在中國主要分布于云南南部和西南部[1]。具有較高的觀賞價值，其同屬植物鐵皮石斛，始載于《神農本草經》，是藥用石斛中的上品，具有益胃生津，滋陰清熱等功能[2-3]。本研究采用原子吸收光譜法對其進行礦物質元素的定量分析，并采用SPSS20.0的主成分分析和聚類分析法對測定結果進行評價分析，探討其礦物質元素含量的測定及分析評價方法。

1 材料與方法

1.1 供試材料

收集云南省瑞麗市、勐臘縣、墨江縣、龍陵縣、思茅區、建水縣、勐?？h、蒙自市、福建省南平市及廣西南寧市、來賓市等地的翅萼石斛，經德宏師范高等?？茖W校施洪教授鑒定為翅萼石斛。

1.2 儀器和試劑

DHG-9140電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司)；Mars6微波消解儀(美國培安公司)；900T型原子吸收光譜儀(珀金埃爾默股份有限公司)，元素標樣均為1 000 μg/mL(國家有色金屬及電子材料分析測試中心)；鋅元素空心陰極燈(北京有色金屬研究總院)；其他元素燈為原裝燈。優級純濃硝酸(西隴化工股份有限公司)。

1.3 試實驗方法

1.3.1 樣品處理

將石斛樣品鮮條用超純水洗凈，切片晾干，55 ℃烘干至恒重，粉碎，過80目篩備用。精密稱取翅萼石斛樣品0.1 g樣品，用濃硝酸，消解，定容至50 mL，作為母液使用。精密吸取母液1 mL，置50 mL量瓶中，加水定容，作為K、Ca、Mg測定液。母液用于其他測定其他元素，采用以上步驟同法制備空白對照品溶液。

2 結果與分析

2.1 礦物質元素的分析

翅萼石斛礦物質元素含量如表1所示。

表1 翅萼石斛礦物質元素含量

如表2所示，礦物質元素第1、2、3、4個主成分的累積方差貢獻率達到了90.97%，且特征值λ1=5.34、λ2=2.26、λ3=1.40、λ4=1.01均大于1，說明前4個因子包含了所測礦物質元素含量的大量信息，在礦物質元素含量測定評價中起主導作用。故選取前4個主要成分，其中第1主成分的方差貢獻率為48.52%，特 征 值 為5.34，第1、2、3、4主 成 分 中Pb、Cd、Ca、Zn、Fe、Cr、Mn、Mg的系數占較大比重，說明在主成分中起主導作用。由于第1、2、3主成分方差貢獻率占總方差的81.78%，綜合考慮Pb、Cd、Ca、Zn、Fe、Cr、Mn為翅萼石斛的特征礦物質元素。

表2 礦物質元素主成分特征值和方差貢獻率

2.2 礦物質元素的綜合主成分分析

如表3所示，不同產地翅萼石斛礦物質元素綜合得分及排名來看，福建南平市的F值最高，礦物質元素含量最佳；其次是廣西來賓。廣西南寧市的F值最低，礦物質元素含量最差；在福建南平、廣西來賓兩個得分高的石斛樣品中，Ca、Fe、Mn、Zn等礦物質元素含量較高；而得分低的廣西南寧的石斛樣品中Ca、Fe、Mn、Zn等礦物質元素含量較低。說明礦物質元素與產地不同存在一定的相關性。

表3 礦物質元素主成分與綜合主成分得分及排序

2.3 聚類分析

將各礦物質元素含量數據導入分析軟件SPSS 20.0中進行聚類統計分析，結果如圖1所示。基于礦物質元素量可將11個不同產地的翅萼石斛分為4大類，其中云南省墨江縣、勐?？h、思茅區、勐臘縣聚為一類；瑞麗市、廣西南寧市、建水縣聚為一類、廣西來賓市、蒙自市、云南省龍陵縣聚為一類；剩下的福建省南平市聚為一類，如圖1所示。

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圖1 礦物質元素的聚類分析樹狀圖

3 結語

礦物質元素主成分分析結果表明，Pb、Cd、Ca、Zn、Fe、Cr、Mn為翅萼石斛特征性元素， 其中，Zn元素在石斛中廣泛存在，可以確定常服用石斛類食材具有一定的補鋅作用。由聚類分析得出，幾個產地相隔不遠、礦物質元素量差異不大的樣本可聚為一類。礦物質元素聚類分析和主成分分析結果相一致，在綜合主成分分析得分中，得分排名相近的，在聚類分析中被聚為一類。可以推測礦物質元素含量和地域差別存在一定的相關性。