昭通天麻微量元素的测定与分析

师 睿， 王 锐， 邱文慧， 李启彭， 刘健君

（昭通学院 化学与生命科学学院 / 云南省高等学校昭通高原特色农产品工程研究中心，云南 昭通 657000）

昭通天麻微量元素的测定与分析

师 睿， 王 锐， 邱文慧， 李启彭， 刘健君

（昭通学院 化学与生命科学学院 / 云南省高等学校昭通高原特色农产品工程研究中心，云南 昭通 657000）

以火焰原子吸收光谱法（FAAS）对昭通产乌天麻、红天麻、黄天麻、绿天麻中Ca、Fe、Zn、Cu、Mn、Mg、Pb等七种微量元素的含量进行测定.结果表明，乌天麻中Ca、Zn、Mn和Fe元素的含量明显较优；而红天麻中Zn、Cu和Mn三种元素含量，与黄天麻中Ca和Mg两种元素含量，在四种天麻中是最低的.此外，Ca、Fe、Zn、Cu、Mn和Mg等6种元素的含量与天麻的等级之间没有表现出明显的正相关性.

天麻；微量元素；火焰原子吸收光谱法(FAAS)

天麻，又称赤箭、独摇芝、鬼督邮、定风草、离母等，是兰科天麻属多年生草本植物，一般生长于腐殖质较多且湿润的林下[1,2].天麻分布广泛，在中国、日本、朝鲜、澳大利亚、新西兰以及东南亚诸国均有分布；在我国，主产于云南、贵州、四川、陕西、湖北等地[3-5].从中医学角度来看，天麻性辛、温、无毒，久服能益气力，滋阴，明目增智[6].现代医学认为天麻的功效有抗惊厥、抗风湿、降血压、镇静、镇痛、益于脑震荡后遗症及神经性头痛的治疗[7-11].

在中国，天麻入药已有两千多年，由于其药用价值和食用营养价值都很高，近年来更是受到大众的追捧.天麻中不仅含有天麻素、天麻多糖、蛋白质、氨基酸、维生素等营养物质，还富含多种微量元素[12,13].目前，市面上出售的干天麻块茎通常按其形状、每公斤所含的天麻个数、单个天麻的重量等指标分为五个不同的等级，分别为特极品、一级品、二级品、三级品和四级品[14].天麻的市场价格也因等级的不同而差异较大，一般等级越高，价格越贵，有时特级天麻的价格是四级天麻的10倍左右.

论文以产自云南昭通的各种等级乌天麻、红天麻、黄天麻、绿天麻为主要研究对象，采用火焰原子吸收光谱法(FAAS)对各种天麻中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb等7种微量元素进行测定分析，以进一步了解各种天麻的内在品质，并为消费者选购提供一定的参考依据.

1 材料、试剂及仪器

1.1 材料与试剂

本试验所选用的乌天麻产自云南昭通小草坝，红天麻、黄天麻、绿天麻均产自云南昭通昭阳区，由昭通市天麻研究所提供鉴定.每个品种的天麻均按GB/T 19776-2008[14]选取了一级品～四级品4个不同等级的干块茎作为研究对象.

Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb 标准储备液，浓度为1000 μg/mL，国家标准物质研究中心；硝酸为优级纯；实验用水为去离子水.

1.2 实验仪器

AA-7000型原子吸收分光光度计，日本岛津公司；Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb空心阴极灯，日本岛津公司； CP214型精密电子分析天平，奥豪斯仪器（上海）有限公司；DHG-9023A型电热鼓风干燥箱，上海恒科学仪器有限公司；200µL和1mL型移液枪，德国Eppen-dorf公司；TP型调温不锈钢电热板，江苏大地自动化仪器厂.

2 实验方法

2.1 样品制备

将四个等级的乌天麻、红天麻、黄天麻、绿天麻的各样品块茎打粉，过100目筛.然后将各天麻粉样品放入105℃的电热鼓风干燥箱中烘至恒重，用电子分析天平精确称取0.5000g样品于100 ml具塞锥形瓶中，并加入15 ml优级纯浓硝酸浸泡24h.当样品溶液消解至没有固体悬浮物后将锥形瓶放在电热板上加热，直至无棕色烟冒出、溶液近干为止；冷却后用体积分数0.5%的HNO3溶液稀释样品，并定容至50 ml容量瓶中，即得待测样品溶液.与此同时，做好空白试剂，留待备用.

2.2 标准溶液配制

将质量浓度为 1000 µg/mL 的 Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb标准储备液，用体积分数0.5%HNO3溶液根据各元素的实验需要稀释配制成相应质量浓度的标准溶液.

2.3 微量元素测定条件及标准工作曲线

2.3.1 微量元素测定条件

以空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定天麻Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb等元素含量的测定工作条件见表1.

表1 各元素FAAS法测定工作条件

2.3.2 标准工作曲线

根据表1中所列的仪器测定工作条件，分别对各元素的标准系列溶液进行测定.然后以各元素标准溶液的质量浓度c对吸光度值A作一元线性回归，其回归方程和相关系数r见表2，各元素的标准工作曲线见图1.

表2 各元素回归方程和相关系数

图1 各元素标准工作曲线

3 结果与讨论

根据表1中仪器测定工作条件和表2中各元素的线性回归方程分别对天麻样品的微量元素进行测定分析，结果见表3～表8.

3.1 Ca元素的测定结果分析

表3 Ca元素含量测定结果 单位：(µg/g)

图2 各天麻样品Ca含量柱形图

由表3中的数据可以看出，乌天麻中有3个等级的Ca含量超过了2000μg/g，红天麻中高于这个数值的有两个等级，黄天麻和绿天麻中各只有1个等级；其余天麻样品的Ca含量都保持在1450～2000μg/g之间.从天麻的Ca含量平均值来看，乌天麻最高，达到2152.63μg/g，比其它三种天麻高出了10%～24%；其余三种天麻的Ca含量平均值均低于2000μg/g，其中黄天麻最低，只有1734.66μg/g.

结合图2来比较分析不同等级天麻之间的Ca含量差异，可看出乌天麻中Ca含量最高的是三级天麻，红天麻是四级天麻最高，而黄天麻和绿天麻分别是一级和三级，四种天麻的Ca含量均没有随着天麻等级的变化而呈现出逐级递增或递减的趋势，所以天麻在Ca含量方面与天麻的等级之间没有正相关性.

3.2 Mg元素含量测定结果分析

表4 Mg元素含量测定结果 单位：(µg/g)

图3 各天麻样品Mg含量柱形图

由表4中的数据可以看出，Mg含量超过1000μg/g的天麻样品只有乌天麻三级、红天麻四级、黄天麻一级、绿天麻三级和四级，其余天麻样品的Mg含量保持在500～850μg/g之间.从天麻的Mg含量平均值来看，绿天麻最高，为926.07μg/g，比其它三种天麻高出了12%～22%；乌天麻的Mg含量次之，为825.11μg/g，比红天麻和黄天麻高出了4%～8%；黄天麻中的Mg含量也是最低，只有762.15μg/g.结合图3来比较分析不同等级天麻之间的Mg含量差异，可看出乌天麻中Mg含量最高的是三级天麻，红天麻、黄天麻和绿天麻分别是四级、一级和三级.与Ca含量类似，四种天麻的Mg含量也没有随着天麻等级的变化而呈现出逐级递增或递减的趋势，所以天麻在Mg含量方面与天麻的等级之间同样没有正相关性.

3.3 Fe元素含量测定结果分析

表5 Fe元素含量测定结果 单位：(µg/g)

图4 各天麻样品Fe含量柱形图

从表5中的数据来看，乌天麻二级和黄天麻四级的Fe含量优势明显，均超过了200μg/g；而红天麻一级和绿天麻二级的Fe含量最低，都没有达到100μg/g；其余天麻样品的Fe含量保持在100～170μg/g之间.从天麻的Fe含量平均值来看，与红天麻和绿天麻相比，乌天麻和黄天麻的Fe含量明显较优，达到160μg/g左右，高出红天麻和绿天麻41%～54%.

结合图4来比较分析不同等级天麻之间的Fe含量差异，可看出红天麻的Fe含量从一级到四级表现出了递增的趋势，但其余三种天麻并没有表现出相同的趋势.综合来看，天麻在Fe含量方面与Ca、Mg类似，与天麻的等级之间没有表现出明显的正相关性.

3.4 Zn元素含量测定结果分析

表6 Zn元素含量测定结果 单位：(µg/g)

图5 各天麻样品Zn含量柱形图

从表6中的数据可看出，四种天麻相比，乌天麻中的Zn元素优势明显，各等级样品的Zn含量均超过了22μg/g，其中乌天麻二级更是突出，其Zn含量达到了35.79μg/g，是所有天麻样品中唯一一个超过30μg/g的样品.而Zn元素含量最差的是红天麻，各等级样品的Zn含量都低于20μg/g，最低的是红天麻三级，只有14.79μg/g.从平均值来看，乌天麻的Zn含量比其它三种天麻高出了18%～55%.

结合图5来比较分析不同等级天麻之间的Zn含量差异，可看出无论是何种天麻，均没有表现出随着天麻等级的逐级变化，Zn含量呈现出递增或递减的趋势，所以天麻在Zn含量方面与天麻的等级之间也没有表现出明显的正相关性.

3.5 Cu元素含量测定结果分析

表7 Cu元素含量测定结果 单位：(µg/g)

图6 各天麻样品Cu含量柱形图

从表7中的数据可看出，四种天麻相比，黄天麻和绿天麻中的Cu元素相对较优，各等级样品的Cu含量均在5.2μg/g以上，其平均值达到6μg/g左右；其次是乌天麻，Cu含量平均值为5.11μg/g；最差的还是红天麻，各等级样品的Cu含量均低于4.8μg/g，其平均值只有4.43μg/g.

结合图6来比较分析不同等级天麻之间的Cu含量差异，可看出，与前述四种元素类似，无论是何种天麻，均没有表现出随着天麻等级的变化，Cu含量呈现出逐级递增或递减的趋势，所以天麻在Cu含量方面与天麻的等级之间也没有明显的正相关性.

3.6 Mn元素含量测定结果分析

表8 Mn元素含量测定结果 单位：(µg/g)

图7 各天麻样品Mn含量柱形图

从表8中的数据可看出，四种天麻相比，乌天麻中的Mn元素优势明显，各等级样品的Mn含量均超过了32μg/g，其中乌天麻四级的Mn含量达到了43.03μg/g，是所有天麻样品中含量最高的.而Mn元素含量最差的是红天麻，各等级样品的Mn含量均未超过30μg/g.从平均值来看，乌天麻最高，达到36.06μg/g，比其它三种天麻高出了12%～34%；而红天麻最低，只有27.04μg/g.

结合图7来比较分析不同等级天麻之间的Mn含量差异，可看出红天麻的Mn含量从一级到四级表现出略微递增的趋势，但其余三种天麻并没有表现出相同的趋势.综合分析，天麻在Mn含量方面与前述五种元素类似，与天麻的等级之间没有正相关性.

3.7 Pb元素含量测定结果分析

在本次实验中，各天麻样品中均未检测到Pb元素，说明昭通天麻品质良好，未受到重金属Pb的污染.

4 结论

本实验采用FAAS法测定了云南昭通天麻中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Pb等7种元素的含量.FAAS法便捷、灵敏、稳定和准确的特点为天麻中微量元素含量的测定提供了一种可信的方法.通过对各种元素含量的对比分析，得出了如下一些结论：

（1）乌天麻、红天麻、黄天麻及绿天麻中均含有丰富的Ca、Mg、Fe元素及一定量的Zn、Cu、Mn元素，Pb元素未检出，各元素的含量高低依次为：Ca＞Mg＞Fe＞Mn＞Zn＞Cu.

（2）乌天麻、红天麻、黄天麻、绿天麻各元素含量的平均值相比较，乌天麻中Ca、Zn、Mn三种元素的含量优势明显，分别高出其它三种天麻10%～24%、18%～55%、12%～34%；乌天麻和黄天麻的Fe含量较高，高出红天麻和绿天麻41%～54%；而红天麻中Zn、Cu和Mn三种元素含量，与黄天麻中Ca和Mg两种元素含量，在四种天麻中是最低的.

（3）乌天麻、红天麻、黄天麻、绿天麻在Ca、Fe、Zn、Cu、Mn、Mg等6种元素的含量方面与天麻的等级之间没有表现出明显的正相关性.

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Determination and Analysis of Trace Elements in Gastrodia elata Blume in Zhaotong

SHI Rui，WANG Rui，QIU Wen-hui，LI Qi-peng，LIU Jian-jun

(School of Chemistry and Life Science，Zhaotong University / Zhaotong Characteristic Agricultural Products Research Center，Zhongtong 657000，China)

In this paper, the contents of Ca, Fe, Zn, Cu, Mn, Mg, Pb seven elements in Gastrodia elata(Gastrodia elata Bl.f.glauca, Gastrodia elata Bl.f.elata, Gastrodia elata Bl.f.flavida, Gastrodia elata Bl.f.viridis) were determined by the method of FAAS, and the differences in the content of Gastrodia elata were compared.The experimental results show that the Gastrodia element content in Zhaotong with different variant has certain relevance, the comparison shows that there is significant difference among the four variants of gastrodin content of trace elements, no significant difference between the different levels of the same type.For consumers to buy Gastrodia elata Blume and internal quality provides a reference.

Gastrodia elata Blume；Trace elements；Flame Atomic Absorption Spectrometry

R284.1

A

2095-7408（2017）05-0035-07

2017-07-07

师睿（1987— ），男，云南昭通人，助教，硕士，主要从事天然产物中微量元素的分析研究.