草石蠶有機成分和無機元素的初步分析

◎ 蔡聰藝，廖婉婷，黃幼霞

（泉州醫學高等專科學校 藥學院，福建 泉州 362011）

唇形科水蘇屬植物草石蠶（Stachys sieboldiiMiq.），又稱為甘露子、寶塔菜、螺絲菜和地蠶等，是多年生草本植物，其地下塊莖形似冬蟲夏草，民間俗稱“土蟲草”[1-2]。草石蠶富含營養成分，不僅能食用，還有很高的藥用功效[3]。《本草綱目》記載其“功能近似冬蟲草”“既可為菜為藥，又可充果”；《陸川本草》記載：“滋養強壯，清補肺金，功類冬蟲草，治身體羸瘦，虛勞咳嗽，小兒疳積”。在民間草石蠶常用于潤肺益腎、滋陰補血，治療氣喘、肺虛咳嗽、腎虛腰痛等病癥。

目前，關于草石蠶化學成分的研究僅局限于對水蘇糖的研究，因此本研究采用系統預試法定性試驗，對草石蠶所含有機成分進行分析，明確草石蠶中可能的有機成分類別，為進一步深入研究草石蠶的生物活性，也為草石蠶的開發利用提供實驗依據。應用電感耦合等離子體 質 譜（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）法測定草石蠶所含的無機元素種類及含量，并與冬蟲夏草所含無機元素進行分析和比較，旨在為草石蠶營養價值的開發和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

草石蠶，采自福建省泉州市民間蔬菜園內，經泉州醫學高等專科學校藥學院中藥學教研室黃秀珍教授鑒定為唇形科水蘇屬植物草石蠶（Stachys sieboldiiMiq.）。草石蠶干燥品經60 ℃真空干燥后粉碎備用。

石油醚（60～90 ℃）、95%（體積分數）乙醇、氯仿、冰醋酸、醋酐、鹽酸、濃硫酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀均為分析純。茚三酮試液、雙縮脲試劑、Molish試劑、氨性硝酸銀試液、三氯化鐵試液、三氯化鐵-鐵氰化鉀試液、溴酚藍試液、三氯化鋁試液、醋酐-濃硫酸試液、氯仿-濃硫酸試液、碘-碘化鉀試液及堿性苦味酸試液均自配。

1.2 儀器與設備

真空干燥箱（DZF型），上海邦西儀器；電子分析天平（ME 104），瑞士梅特勒-托利多；旋轉蒸發儀（RE-52AA），上海亞榮生化儀器；電感耦合等離子體質譜儀（7700系列），美國安捷倫。

1.3 方法

1.3.1 草石蠶有機成分預實驗

①稱取草石蠶粗粉5 g，置于三角錐形瓶中，加50 mL蒸餾水，室溫下浸泡過夜，過濾，取10 mL濾液，用作氨基酸、多肽和蛋白質等的測定。其余濾液和藥渣置于50～60 ℃水浴加熱1 h，過濾，取10 mL濾液，用作糖類、皂苷、鞣質、酚類和有機酸等的檢識。②稱取草石蠶粗粉10 g，加入100 mL 95%乙醇，置于恒溫水浴中加熱回流1 h，過濾。濾液濃縮至無醇味，取一半濃縮液，加10 mL無水乙醇溶解，供酚類、鞣質、有機酸、黃酮類、蒽醌類、甾體和萜類等成分的測定。余下濃縮液加10 mL 5% HCl，過濾，濾液用作生物堿的測定。酸不溶部分，加10 mL乙酸乙酯溶解，用5% NaOH洗滌2次，棄堿水層。乙酸乙酯層用蒸餾水洗滌1～2次，直至水洗液呈中性，棄水洗液，加熱除去乙酸乙酯，殘留物用15 mL無水乙醇溶解，用作強心苷、香豆素及內酯類等的檢識。③稱取草石蠶粗粉5 g，加10 mL石油醚，室溫下浸漬2～3 h，過濾，濾液用作揮發油和油脂、甾體、三萜類等的測定。

1.3.2 草石蠶中無機元素含量的測定

采用ICP-MS法測定草石蠶中無機元素含量，并與冬蟲夏草作比較。稱取0.2 g草石蠶或冬蟲夏草粗粉至50 mL潔凈的聚四氟乙烯燒杯中，加入5 mL王水。將樣品燒杯置于200 ℃電加熱板上加熱，待樣品被完全消解后（消解液變得澄清透明），取下樣品燒杯，置于通風廚中自然冷卻至室溫。將消解液移置10 mL容量瓶中，然后用去離子水定容。同樣方法制備空白樣品。在電感耦合等離子體質譜儀上測試樣品溶液，對測試結果進行分析計算，整理測試數據。

2 結果與分析

2.1 草石蠶有機成分預實驗分析

根據不同類別化學成分定性鑒別實驗所產生的化學反應（呈色反應、沉淀反應等）分析草石蠶可能含有的有機成分。由表1結果初步判斷草石蠶可能含有氨基酸、多肽、蛋白質、糖類、多糖、苷類、皂苷類、鞣質、酚類、有機酸、黃酮類、甾體、三萜類、強心苷類、香豆素和內酯類等有機成分。

2.2 草石蠶中無機元素含量分析

本實驗采用電感耦合等離子體質譜法測定了無機元素鈣（Ca）、銅（Cu）、鐵（Fe）、鉀（K）、鎂（Mg）、錳（Mn）、鋅（Zn）、鋁（Al）、鋇（Ba）、鈉（Na）、磷（P）、硫（S）、硅（Si）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、鎘（Cd）和汞（Hg）等17種元素的含量。由表2可知，草石蠶含量最高的元素是K，達到12 620.1 mg·kg-1，其次是P（4 151.7 mg·kg-1）和S（1 476.2 mg·kg-1）。有害元素Cr、Pb、Cd和Hg含量低于檢出限。草石蠶和冬蟲夏草均以K、P、S、Mg和Ca元素含量豐富，Na、Mn、Fe、Zn、Si、Al、Ba和Cu含量次之，Cr、Pb、Cd和Hg含量較少。草石蠶中K、Ca含量比冬蟲夏草多1倍，除了K、Ca、Mn和Ba外，草石蠶中其他元素含量均低于冬蟲夏草。

表1 草石蠶有機成分預實驗分析結果表

表2 草石蠶與冬蟲夏草中無機元素含量比較表

3 討論

根據化學成分的預試反應，草石蠶可能含有氨基酸、多肽、蛋白質、糖類、多糖、苷類、皂苷類、酚類、鞣質、有機酸、黃酮類、甾體、三萜類、強心苷類、香豆素和內酯類等有機成分。這些化學成分具有多種生物活性和臨床應用價值[4-8]。文獻報道草石蠶含有大量的多糖，尤其是水蘇糖，而且是目前植物水蘇糖最主要的來源。水蘇糖具有促進腸道有益菌群增殖、抑制有害菌群生長繁殖、改善排便功能、保護肝臟、降血壓、降血脂和提高機體免疫力等功能[9-10]。實驗中泡沫試驗反應顯著，提示草石蠶可能含有較高含量的皂苷類化學成分，而皂苷具有抗腫瘤、降血糖、降膽固醇、保肝、免疫調節、抗炎和抗菌等生物 活性[11-12]。

現代研究表明中草藥的藥效與無機元素的作用密切相關，具有滋補作用的中草藥鐵、錳、鋅和銅含量較高，抗炎、抗病毒和抗腫瘤的中草藥鈣、鉀的含量較高，具有保健作用的中草藥含有豐富的鈣、銅、鐵、鎂、鋅和錳等無機元素，這些元素對于中草藥藥效的發揮具有不可替代的作用[13-14]。冬蟲夏草及其活性成分具有調節免疫、降血糖、抗氧化、抗腫瘤、抗纖維化和抗細胞凋亡等多種藥理作用[15]。而草石蠶含有與冬蟲夏草相似的無機元素種類和含量，尤其是鉀、鈣的含量都較高，提示草石蠶可能具有抗炎、抗病毒和抗腫瘤等生物活性。

綜上，采用系統預試法對草石蠶進行有機成分定性分析，研究其可能存在的化學成分，為探索草石蠶的生物活性和進一步開發利用提供實驗依據。利用ICP-MS法明確草石蠶含有豐富的有益元素，表明草石蠶作為食藥兩用的植物，對人體補充微量元素有較高的應用價值。