不同产地马齿苋中矿质元素含量相关性分析

叶梅荣, 周玉丽, 黄守程, 王晓鹏, 刘爱荣

(安徽科技学院 生命与健康科学学院， 安徽 凤阳 233100)

马齿苋(PortulacaoleraceaL.)是马齿苋科(Portulacease)马齿苋属(Portulaca)植物，又名长寿菜、五行草等[1]。马齿苋广泛分布于全球的温带和热带地区，适应性极强，对高温、干旱、高湿、高盐、重金属污染等逆境的抵抗能力强大，且是优良的生态修复植物。马齿苋是药食两用的野生植物，是我国卫生部划定的78种药食同源的野生植物之一，被世界卫生组织列为最常用的药用植物之一[2]。马齿苋具有抗炎[3]、抑菌[4-6]、降血脂和降血糖[7-8]、抗癌[9-10]、抗氧化[11-12]、抗衰老[13]等功能。马齿苋富含维生素 B、维生素 C、胡萝卜素、花苷素、钙、磷、铁、镁等营养物质，含有丰富的 ω-3 脂肪酸及高浓度的去甲肾上腺素[14-15]，因此其具有较高的营养价值和药用价值，被誉为 21 世纪最有发展前途的绿色食品之一。现代人们因为食物的精细往往容易缺乏矿质元素，从而影响健康，而马齿苋中矿质营养元素含量丰富，因此是人们经常食用的野菜之一，其被医家视为良药，百姓当之为佳蔬[16]。马艳等[17]报道马齿苋含有宏量元素K、Ca、Mg和微量元素Fe、Cu、Mn、Na、Zn等。而不同产地马齿苋矿质元素含量是否存在差异及不同矿质元素含量之间是否存在相关性一直鲜见报道，且马齿苋主要食用部分是地上部的茎叶，而马齿苋在我国南北各地分布广泛，因此本研究采集国内11个地区野生马齿苋的地上部茎叶，对其进行10种矿质元素含量测定，并对其相关性进行分析，为合理利用和科学种植马齿苋提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品收集

于2017年7月份收集野生马齿苋地上部的茎叶样品，采集地分别为安徽、江苏、浙江、山东、北京、河南、广东、湖北省等下属市县的荒地或废地、林园等(表1)。马齿苋地上部的茎叶样品于 105 ℃杀青后置 60 ℃烘箱中烘干，每个地区的样品重复3次，装袋后贴上标签，委托青岛科创质量检测有限公司进行各种矿质元素含量检测。

表1 不同产地地理位置信息

1.2 检测

采用电感耦合等离子质谱(ICP-MS，美国Thermo Fisher Scientific 公司)对样品进行各种矿质元素含量的检测。

1.3 数据分析

将检测数据结果进行单因素方差分析，差异显著水平为P<0.05；并采用 SPSS 22.0对数据进行相关性分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同产地马齿苋中10种矿质元素含量分析比较

由表2可知，不同产地马齿苋中10种矿质元素含量以钾、镁、钙和钠含量丰富，其含量分布为35 400～77 750，5 077～18 426.67，10 221.33～29 936.67，1 206～5 366.5 mg/kg，且不同产地的马齿苋中钾、镁、钙含量不相同，有的地区间呈现显著性差异(P<0.05)(表2)；广东佛山和河北石家庄的钠含量显著高于其他地区的，但其余地区间含量相当，差异不明显。

不同产地马齿苋中微量元素的铜、锌、铁、锰、铬、镍含量也较丰富(表2)，分布范围为47.36～17.91、128.63～60.13、644.77～199.9、466.43～48.66、1.20～2.55、1.82～19.06 mg/kg，且部分地区间马齿苋中微量元素也存在一定的显著性差异(P<0.05)。

表2 不同产地马齿苋中 10种矿质元素含量

注：同一列不同小写字母代表差异显著性(P<0.05)。

2.2 不同产地马齿苋中10 种矿质元素含量的相关性分析

由表3可知，锰含量和镍含量呈极显著的正相关，铁含量和铬含量呈显著的正相关，而钾含量和镁含量呈现极显著的负相关，铜含量和铬含量呈现显著的负相关。表明马齿苋生长发育中锰和镍元素之间，铁和铬元素之间存在较强的协同作用，而钾和镁元素之间，铜和铬元素之间存在明显的竞争抑制作用。

表3 不同产地马齿苋中 10 种矿质元素含量的相关性分析

注:*表示 0.05 水平下显著相关，** 表示0.01 水平下极显著相关。

2.3 不同产地马齿苋中10 种矿质元素的主成分分析

由表4可知，10种矿质元素中前4个主成分能够体现变量的83.001%的贡献度，第 1 主成分的贡献率为29.549%，因子变量在锰和镍上具有较高的载荷，分别为-0.711和-0.803；第2主成分的贡献率为21.643%，在铜上的载荷为-0.758；第3主成分的贡献率为17.080%，在钾上的载荷为0.738；第4主成分的贡献率14.729%，在Zn上的载荷为0.886。

表4 不同产地马齿苋中 10 种矿质元素的主成分分析

3 结论与讨论

植物矿质元素含量测定方法有很多，如王磊等[18]采用分光光度法测定莴苣中铁元素的含量，缪军强等[19]采用火焰原子吸收光谱仪测定女贞子样品中矿物元素含量，本研究采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)，该方法能同时测定多个元素，灵敏度较高，且检出限低、检测效率高，是目前矿质元素测定的理想方法[20-21]。因此本研究采用该方法有助分析不同产地的马齿苋中矿质元素含量。

已知植物积累矿质元素具有协同或竞争抑制作用，如赵迎春等[22]研究发现云南省不同产地灰褐牛肝菌对镉的富集作用可能与镁、钠、锌、铜元素之间存在较好的协同作用。本研究表明马齿苋生长发育中锰和镍元素之间，铁和铬元素之间存在较好的协同作用，而钾和镁元素之间，铜和铬元素之间存在明显的竞争抑制作用，这可为利用马齿苋修复镍、铬污染的土壤提供参考资料，也为马齿苋的科学种植提供参考。昝亚玲等[23]研究发现不同产地黄芪一些中微量元素差异显著，本研究也表明不同地区马齿苋中所含矿质元素含量较丰富，且有些地区间存在显著差异(P<0.05)，说明不同产地可能影响植物对矿质元素的积累。如昝亚玲等[23]还发现不同产地的8种黄芪对矿质元素富集能力与产地土壤、气候等环境有关。因马齿苋的主要食用部分是地上部的茎叶，因此本研究只测定了马齿苋的地上部茎叶中矿质元素的含量及分析了其相关性，至于马齿苋的地下部分根系中矿质元素含量及其所在土壤中的矿质元素含量都没有测定，而马齿苋的茎叶、根及土壤中矿质元素的含量的关系如何，这有待今后的进一步研究分析。