离蕊金花茶矿质元素测定分析

杨序成 杨成华 王 港*

(1.贵州省黎平林业局 黎平 557300；2.贵州省林业科学研究院 贵阳 550005)

离蕊金花茶矿质元素测定分析

杨序成1杨成华2王 港2*

(1.贵州省黎平林业局 黎平 557300；2.贵州省林业科学研究院 贵阳 550005)

以离蕊金花茶为研究对象，对矿质元素Mn、Fe、Cu、Ca、Mg、K含量进行测定，比较离蕊金花茶与其他金花茶差异，并运用主成分分析方法建立质量评价体系模型，比较各种金花茶矿质元素质量。结果表明，各研究中金花茶矿质元素含量差异很大。离蕊金花茶各矿质元素含量较高。在离蕊金花茶花朵中所测的矿质元素含量中，K元素含量最高，分别为60.31g/kg和59.92g/kg，其次为Mg(10.38，10.54g/kg)、Ca(1.52,1.49 g/kg)，Fe含量最低，分别为0.84g/kg和0.76g/kg。其余研究中，同样是K元素含量最高，Fe含量最低，但是中间含量元素顺序不一致。金花茶矿质元素质量评价指标之间相对独立又密切相关，Ca和Fe、K和Mg含量之间呈极显著正相关；Mn和Mg、Mn和K含量之间呈显著正相关；Mn和Fe、Cu和Ca ，Fe和Cu、K、Mg，Cu和Ca 、K、Mg，Ca 和K、Mg间呈负相关，但不显著；未发现元素间呈现不显著正相关。离蕊金花茶矿质元素含量高，质量好，有很高的利用价值。研究结果为离蕊金花茶花茶开发利用提供依据和指导。

离蕊金花茶；矿质元素；相关分析

离蕊金花茶(C.Nitidissma)为山茶科、山茶属、金花茶组、金花茶系植物，与中国名茶同科属，是国家8种一级保护植物之一，是贵州和广西独有的资源。除了具有极高的观赏价值外，同时还是一种传统的中草药，已被制成茶叶和保健品等[1～3]。金花茶花朵已被开发成花茶， 且售价昂贵，销售较好 。花茶中的矿质元素能够在增强人体免疫系统中起到积极的作用。研究表明，铁元素参与血红细胞中血红蛋白和肌红蛋白的合成，并增加血红细胞中氧的传动及贮存能力；锰参与蛋白质的合成、遗传信息的传递及甲状腺和性腺的分泌，调节人体内钙和磷代谢平衡，并能够提高血液的凝血性，减低血管通透性，起到消炎的作用[7]。

目前对金花茶研究主要集中在化学成分及药理研究上，未曾涉及对金花茶质量评价方面。离蕊金花茶是唯一一种生长在北回归线以北的金花茶[4～6]，离蕊金花茶花朵的矿质元素与其他金花茶花朵相比是否有差异，有待于进一步研究。

本文通过测定离蕊金花茶花朵中的矿质元素含量，运用主成分分析方法评价矿质元素质量，建立一种可靠的金花茶矿质元素测定方法，为贵州金花茶良种选育以及花茶加工提供理论依据和指导。

1 材料和方法

1.1 材料

采集盛花期的离蕊金花茶花朵，去除花柄，然后用微波杀青，60℃ 烘干24h， 粉碎，过筛，置于干燥器中备用。

1.2 微量元素测定方法

微量元素含量采用火焰原子吸收光谱法测定[8～9]，测定方法采用国家检测统一标准：即铜、铁、锰、钾、钙、镁：GB/T 30391-2013；每个试验重复三次。

1.3 统计分析

以上所得测量结果为原始数据，利用SPSS18.0和EXCEL2007对数据进行方差分析、相关性分析及聚类分析。

2 结果与分析

2.1 离蕊金花茶矿质元素含量差异

由表1可知，离蕊金花茶中矿质元素含量差异很大。在离蕊金花茶花朵中所测的矿质元素含量中，K元素含量最高，为60.115g/kg，其次为Mg(10.46g/kg)、Ca(1.505g/kg)，Fe含量最低，仅为0.8mg/kg。在其他金花茶研究中同样是K元素含量最高，Fe含量最低，但是中间含量元素顺序不一致[16～18]。变异系数可以比较其变异程度的大小，在测定过程中Cu离散程度最大，所得数据不稳定。

2.2 不同金花茶矿质元素含量差异

研究结果显示离蕊金花茶各矿质元素含量较高。在不同的离蕊金花茶花朵中所测的矿质元素含量中，K元素含量最高，分别为60.31g/kg和59.92g/kg，其次为Mg(10.38，10.54g/kg)、Ca(1.52,1.49 g/kg)，Fe含量最低，分别为0.84g/k和0.76g/kg。其余研究中，同样是K元素含量最高，Fe含量最低，但是中间含量元素顺序不一致。

表1 金花茶花朵矿质元素含量

表2 金花茶花朵矿质元素含量

2.3 金花茶矿质元素主成分分析

2.3.1 主成分分析原理及分析指标

主成分分析是一种通过降维把多个指标转化为少数几个综合指标的一种多元数理统计方法[10]，本文用SPSS20.0 软件对衡量矿质元素质量指标进行主成分分析，最终用较少的几个综合指标代替原来较多的评价指标， 这些指标保留原有指标的绝大部分信息，且彼此之间不相关[11]。

2.3.2 隶属函数模糊转换矩阵的确立

根据隶属函数模型的建立方法，使用下面的公式将每一评价要素进行计算：

注：x-每个测定值； xmin——最小值，即最差水平；xmax——最大值，即最佳水平；通过计算，得到下列特征表 。

表3 矿质元素评价指标隶属函数模糊转换矩阵

表4 矿质元素质量指标特征向量

从表可以看出第 1 个主成分在Mn和K的特征向量的绝对值较大， 因此，这个主成分可作为离蕊金花茶矿质元素质量指标的综合体现。同理，第2 个主成分主要代表了Ca。

表5 特征值与方差贡献表

根据表中各主成分的特征向量和表2中的特征值可以构建主成分与各品质指标的线性关系式[11]

F1=0.51X1- 0.34X2- 0.29X3- 0.23X4+ 0.49X5+ 0.50X6

F2= 0.08X1+ 0.53X2- 0.54X3+ 0.62X4+ 0.15X5+ 0.10 X6

以2个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重计算主成分综合模型：

F综= 0.65F1+ 0.35F2

在主成分分析的基础上 ，根据综合主成分的得分公式 ，求得5种金花茶的主成分得分和综合主成分值[13]。综合得分越高，说明金花茶的矿质元素质量越好， 结果如下。

表6 评价结果

不同样品的综合主成分值各不相同。离蕊金花茶的综合值最高，评价结果一致，为1.07， 说明离蕊金花茶矿物质含量最好；而金花[4]的综合值最低 ，仅为-0.38，得分值为负，说明该金花茶质量最差。

3 结论

本实验供试离蕊金花茶中Mn、Fe、Cu、Ca、Mg、K矿质元素含量丰富，离蕊金花茶各元素的含量顺序为Mn>K>Mg>Cu>Ca>Fe，其中Mn、K和Mg元素均高于金花茶和毛瓣金花茶，因此对于其它两个品种而言，离蕊金花茶品质相对较好。

金茶花矿质元素质量评价指标主要包括Mn、Fe、Cu、Ca、Mg、K，这些指标之间相对独立又密切相关。通过对不同金花茶各矿质元素含量比较并进行主成分分析，反映金花茶矿质元素含量的综合品质，从而建立了金花茶矿质元素含量评价体系模型[17～19]。

通过对离蕊金花茶矿质元素含量与其他金花茶含量差异比较以及金花茶矿质元素含量评价体系模型所得结果，均显示离蕊金花茶矿质元素含量高，质量好，有很高的利用、开发价值。

离蕊金花茶矿质元素含量丰富，营养价值高。在人们越来越注重保健的今天，金花茶饮品被越来越多的消费者认同。由于金花茶种质资源的珍贵性和其较高的经济价值，国内外学术界对于金花茶的研究一直也是一个热点。随着光谱解析技术的提高，从该植物中发现越来越多具生物活性的成分。加强对金花茶应用理论研究，深入开展研究金花茶药用价值，创育出我国特有的金花茶新药品种，对金花茶进一步开发利用具有重要意义。

[1]韦霄,黄兴贤,蒋运生,唐辉,漆小雪,陈宗游. 3种金花茶组植物提取物的抗氧化活性比较[J]. 中国中药杂志,2011,05:639～641.

[2]彭晓,于大永,冯宝民,唐玲,王永奇,史丽颖. 金花茶花化学成分的研究[J]. 广西植物,2011,04:550～553+568.

[3]林华娟,秦小明,曾秋文,杨基柱,钟嘉敏. 金花茶茶花的化学成分及生理活性成分分析[J]. 食品科技,2010,10:88～91.

[4]张宏达,杨成华,张廷中. 贵州金花茶一新种[J]. 广西植物,1997,04:2～3.

[5]叶创兴,许兆然. 关于金花茶组的研究[J]. 中山大学学报(自然科学版),1992,04:68～77.

[6]闵天禄,张文驹. 山茶属古茶组和金花茶组的分类学问题[J]. 云南植物研究,1993,01:1～15.

[7]党娅，刘水英.汉中绿茶中六种矿质元素含量及其溶出特性研究[J].食品科学，2014，03～07，网络优先出版.

[8]魏刚才,郑爱武,荆瑞俊,谢红兵,常新耀. 花椒中五种微量元素含量的测定[J]. 广东微量元素科学,2008,05:38～41.

[9]王香爱. 火焰原子吸收光谱法测定凤县花椒中的微量元素[J]. 中国调味品,2014,11:123～125.

[10] 张玉荣，张秀华，周显青等. 主成分分析法综合评价大米的食味品质[J]. 河南工业大学学报 ，2008， 29(5)：1～5.

[11] 聂继云，李明强，张桂芳等. 白梨品质评价指标的聚类分析[J]. 中国果树，2000,(2)：16～17 ．

[12] 张文霖. 主成分分析在满意度权重确定中的应用[J]. 市场研究，2006,(6)：18～22.

[13] 杨中，张静，汤兆星. 新疆鲜食葡萄品质评价指标体系的建立[J]. 安徽农业科学, 2011，39(12)： 7004～7007.

[14] 倪永年. 化学计量学在分析化学中的应用 [M]. 北京：科学出版社，2004：228.

[15] 宋江峰，李大婧，刘春泉等. 甜糯玉米软罐头主要挥发性物质主成分分析和聚类分析[J]. 中国农业学报，2010，43(10)：2122～2131.

[16]符勇,陶菲,郜海燕,曹颖,陈杭君,林河通. 荔枝干品质评价指标体系的建立[J]. 中国食品学报,2013,01:158～164.

[17]林华娟,秦小明,曾秋文,杨基柱,钟嘉敏. 金花茶茶花的化学成分及生理活性成分分析[J]. 食品科技,2010,10:88～91.

[18]彭靖茹,甘志勇. 金花茶花朵中微量元素的研究[J]. 分析科学学报,2009,04:484～486.

[19]柴胜丰,唐健民,陈宗游,谢伟玲,杨雪,韦霄. 毛瓣金花茶花朵中化学成分及生理活性物质分析[J]. 时珍国医国药,2016,03:575～577.

The Feature Analysis of Mineral Elements onCamellialiberofilamentaof Endemic Plants in Guizhou

YANG Xu-cheng1YANG Cheng-hua2WANG Gang2

(1.Liping Forestry Bureau, Liping, 557300;2.Guizhou Academy of forestry, Guiyang, 550005)

Mineral elements Mn, Fe, Cu, Ca, Mg, K ofCamellialiberofilamentawere measured to compare with other camellias. And the quality evaluation system model was established by PCA to compare quality of mineral elements. The results showed that the mineral elements content difference is very big. Self-test mineral elements content ofCamellialiberofilamentawas much higher. K was the highest, 60.31 g/kg and 59.92 g/kg respectively, followed by Mg (10.38, 10.54 g/kg), Ca (1.52, 1.49 g/kg), and Fe content was the lowest, 0.84 g /Kg and 0.76 g/kg. In the study of other species, K was also the highest and Fe the lowest with a different order of other elements’ content. Evaluation index were relatively independent and closely related .Ca and Fe, K and Mg content were very significant positive correlation; Mn and Mg, Mn and K content were unsignificantly positive correlation; Mn and Fe, Cu and Ca, Fe and Cu, K, Mg, Cu and Ca, Mg, K, Ca and K, Mg were negative correlation, but not significantly; non-significant positive correlation between elements were not found presented. Self-test Mineral elements ofCamellialiberofilamentawas high with good quality and high value. The results provided a basis for the evaluation of mineral elements and development and utilization ofCamellialiberofilamentaChang et C．H．Yang.

CamellialiberofilamentaChang et C．H．Yang；mineral elements；PCA

2016-07-29

S794.408

B