火山泥及其微量元素功效的研究進(jìn)展*

唐嘉成，劉澳琪，郭雨薇，郭 琳，王 敏， 方振興，王 萍，馬丹娜，周媛媛

(1 黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040；2 黑龍江省科學(xué)院自然與生態(tài)研究所， 黑龍江 哈爾濱 150040；3 黑龍江省中醫(yī)藥科學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150036)

泥火山，又名假火山，是一種氣體、液體和細(xì)粒巖石或泥漿混合，并在受力情況下從地下數(shù)千米噴出地表的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。火山泥是泥火山噴發(fā)形成的泥漿，主要分布在火山海島附近與海底火山附近。火山泥中蘊(yùn)含多種對人體有益的微量成分元素與微生物，有“細(xì)胞的洗滌劑”與“細(xì)胞的激活劑”之稱[1]。本文從火山泥的化學(xué)成分、火山泥特點(diǎn)、火山泥微量元素功效三個主要方面對火山泥進(jìn)行綜述，為充分挖掘其資源優(yōu)勢提供理論依據(jù)，也為今后進(jìn)一步新產(chǎn)品開發(fā)利用提供新思路。

1 火山泥中成分研究

1.1 元素組成

王希英等[2]測定五大連池礦泥中元素K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、Li、Sr、Ni、Ba含量，含量分別為10.89、3.2、6.39、1.8、0.2、0.33、0.05、0.051、0.07、0.1、0.001、0.1、其中硅酸鹽類以SiO2為主。Maslov等[3]對比西北高加索火山泥與平均澳大利亞后太古代頁巖樣品中微量元素的分布，表明平均澳大利亞后太古代頁巖具有多種元素的缺失，西北高加索火山泥中Mo、Sr、Y、Nb、Ba含量較高。Ershov[4]對yuzhno-sakhalinsky泥火山進(jìn)行了化學(xué)分析。研究表明，在每一年的觀測中，Na、Mg、Ca、K和HCO3濃度的變異系數(shù)在10～30%之間。尹兆明等[5]測定天山烏蘇段火山泥中金屬元素Cd、As、Cu、Hg、Pb、Cr、Zn、Ni的含量進(jìn)行分析，表明Cd、As、Cu的含量較多。火山泥中堿土金屬元素含量較高：Li含量為39.64 μg/g，Na的含量為14912.01 μg/g，Mg的含量為8779.43 μg/g，K的含量為16 958.66 μg/g，Ca的含量為4472.2 μg/g這說明未經(jīng)處理的火山泥堿性較強(qiáng)，高含量堿土金屬元素可軟化皮膚，改善物質(zhì)通過皮膚深入的條件。由此可見，處于同一地理環(huán)境的火山泥含量不易隨年份變化的改變而改變，而不同地區(qū)的火山泥有其特征性成分及含量比例，泥火山的化學(xué)成分在時間和空間上相對穩(wěn)定。

1.2 微生物

火山泥中含好氧甲烷氧化細(xì)菌、厭氧甲烷氧化菌、硫酸鹽還原菌、鐵還原菌等微生物。潘虹等[6]研究了5種火山附屬泥帶(藥泉山火山泥帶、火燒山火山泥帶、莫拉布山火山泥帶、龍門山火山泥帶、焦得布山火山泥帶)下微生物量中碳含量、氮含量以及酶含量，研究表明除藥泉山、火燒山附屬泥帶下微生物量中碳含量大于0.350 mg/g，其余泥帶下微生物碳含量均在0.280 mg/g以下。微生物量中氮的總體變化趨勢類似，火燒山泥帶微生物量中氮相較藥泉山略高。藥泉山總酶含量相對較高，其內(nèi)部流經(jīng)礦泉水帶，泥層中微生物數(shù)量較多，致使泥層表面植被生長豐茂。Retmana[7]探究了從Renokenongo村火山泥中分離出的銅綠假單胞菌DRK 9.1對萘的生物降解能力。P. aeruginosa DRK 9.1是在添加0.02% (w/v) 萘作為唯一碳源的Bushnell-Haas培養(yǎng)基中培養(yǎng)的。采用總平板計數(shù)法測定菌落形成單位(cfu)的數(shù)量，高效液相色譜法評價萘的降解。結(jié)果表明，培養(yǎng)96 h后，總細(xì)胞數(shù)由3.96×109CFU/mL增加到3.08×1010CFU/mL，萘濃度降低了70.87%。

1.3 其 他

火山泥中還含有過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶、蛋白酶、纖維素酶，這些活性酶可恢復(fù)細(xì)胞活力，使保持皮膚彈性。泥中含有微量的放射性物質(zhì)，對人體機(jī)體有放射性輻射和電離輻射作用，這對抗菌有一定效果。

2 火山泥的特點(diǎn)

2.1 可塑性與粘滯性

火山泥中存在大量的膠體，使泥具有可塑性與粘滯性。這種性質(zhì)使泥更易貼近皮膚。由于泥中膠體含水量較高，火山泥具有一定的抗剪強(qiáng)度，在外部阻力的干擾下不易掉落。與皮膚黏合性較好，使火山泥更容易作用在皮膚上，且有較長的停留時間。

2.2 溫?zé)嵝?/h3>

火山泥的熱容量小，具有可塑性與粘滯性，且導(dǎo)熱慢，散熱程度低，具有良好的保溫性能。治療泥的溫?zé)嶙饔每蓴U(kuò)張毛細(xì)血管，加速血液循環(huán)，加快淋巴回流，促進(jìn)新陳代謝。因此，可消腫消炎、吸收炎性浸潤和滲出。

2.3 壓迫性和微電流性

火山泥中膠體具有一定重量，當(dāng)敷在皮膚上會產(chǎn)生一種機(jī)械性壓迫作用。火山泥中存在微小的顆粒，使礦泥微粒與皮膚產(chǎn)生摩擦力。摩擦力與壓力作用呈現(xiàn)出機(jī)械作用，形成微電流，這種電流可以刺激皮膚神經(jīng)末梢，對皮膚代謝有調(diào)節(jié)作用[8]。

3 微量成分功效

在環(huán)境方面、化妝品工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)藥領(lǐng)域火山泥均有廣泛的應(yīng)用。研究表明，印尼的拉賓多火山泥可以作為吸附劑有效地去除廢水中陰離子染料甲基橙[9]。在化妝品行業(yè)中，火山泥內(nèi)的微量元素為肌膚中礦物質(zhì)提供補(bǔ)充。在制備乳液、護(hù)手霜、面膜等護(hù)膚品中，火山泥中微量元素有著調(diào)節(jié)皮膚水油平衡、防止肌膚水分流失與促進(jìn)營養(yǎng)吸收的功用。火山泥中微量元素協(xié)同作用可提高機(jī)體免疫力、促進(jìn)人體生物酶的代謝，其中部分成分在醫(yī)藥領(lǐng)域的功效如表1所示。

表1 火山泥中部分成分在醫(yī)藥領(lǐng)域功效Table 1 Themedical efficacy of the compositions in the volcanic mud

4 結(jié) 語

火山泥中的礦物質(zhì)多為以膠體存在，經(jīng)巖石風(fēng)化與有機(jī)物分解得后的微量元素，部分火山泥中微量元素比例與人體所需元素比例基本一致，這讓火山泥資源的開發(fā)與利用逐步受到重視。火山泥的可塑性和粘滯性使它在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，作為吸附調(diào)節(jié)空氣濕度的重要材料有著廣闊的應(yīng)用前景。在化妝品工業(yè)領(lǐng)域，火山泥常用于理療、美容與健美等方面，使肌膚延緩衰老，細(xì)膩且富有彈性。火山泥的溫?zé)嵝浴浩刃耘c微電流性也使其在不同劑型的化妝品研發(fā)有著重要的作用。在醫(yī)藥領(lǐng)域火山泥作為治療泥的一種，常通過泥灸療法、泥療等技術(shù)廣泛應(yīng)用于痹癥、皮膚病、消化系統(tǒng)疾病等癥的治療[17-18]。其在臨床治療中的發(fā)生機(jī)制以及新藥的研發(fā)創(chuàng)制中有著不可忽視的潛在價值。火山泥對體內(nèi)與體外的相互作用可以擴(kuò)展其治療或預(yù)防適應(yīng)癥范圍，這為開發(fā)火山泥與藥物配伍的應(yīng)用提供思路，為新藥研發(fā)與創(chuàng)制提供理論依據(jù)。

火山泥的功用得益于其自身的特點(diǎn)與其中的元素組成，微生物等物質(zhì)的協(xié)同相加作用。由于泥漿的成本低，且是一種自然資源，進(jìn)一步地研究其在不同領(lǐng)域中的功用是良好的發(fā)展趨勢。但長期居住在火山附近的人，眼結(jié)膜細(xì)胞長期暴露于火山灰環(huán)境下會出現(xiàn)眼部疾病，支氣管炎、哮喘樣疾病與肺炎等呼吸系統(tǒng)疾病患病率較高，這是否會影響火山泥在應(yīng)用中的安全性與有效性并未有相關(guān)的實(shí)驗研究，仍需要長期反復(fù)的論證和試驗。