马齿苋中草酸钙晶体形态及积累特征

李孟孟，陈文迪，陈雯新，尹晓倩，邢鑫慧，何金铭，刘 林，张桂芝

（临沂大学药学院，山东临沂 276000）

马齿苋是我国常用的中药材之一，常作为泻药、强心剂、润肤剂、肌肉松弛剂、抗炎和利尿剂，用于治疗烧伤、咳嗽、头痛、气短、关节炎、骨质疏松症和牛皮癣等。现代药理学研究表明，马齿苋含有大量的去甲肾上腺素、钾盐及丰富的柠檬酸、苹果酸、氨基酸、生物碱等成分，对大肠杆菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌等均有抑制作用，尤其对痢疾杆菌的作用很强[1-4]。马齿苋中由于含有天然黄酮类物质，具有明显的抗氧化作用[5-7]；马齿苋多糖在体外对人肝癌细胞有明显的抑制作用和降血糖活性[8-9]。马齿苋中含有ω-3不饱和脂肪酸，可使血管中的前列腺素增多，减少血栓素的产生，起到预防血栓的作用[10]。马齿苋含有丰富的二羟乙胺、苹果酸、葡萄糖、钙、磷、铁以及维生素E、胡萝卜素、维生素B、维生素C等营养物质，具有较高的营养价值[11]。马齿苋在营养上的突出特点是其ω-3脂肪酸含量高于人和其他植物。ω-3脂肪酸能抑制人体对胆固醇的吸收，降低血液胆固醇浓度，改善血管壁弹性，有利于防治心血管疾病。马齿苋还含有丰富的维生素A，能维持上皮组织如皮肤、角膜及结合膜的正常机能，参与视紫质的合成，增强视网膜感光性能，也参与体内许多氧化过程[11-12]。

综上，马齿苋有重要的营养和药用价值。但多数野生植物通常含有草酸，草酸浓度达到一定水平就会与钙离子反应形成草酸钙沉淀[13]，从而降低钙的吸收率[14-15]。马齿苋作为野生蔬菜食用，它的草酸含量情况以及是否形成草酸钙沉淀，相关信息还很有限。为更好地了解马齿苋草酸对钙营养价值的影响，本研究对马齿苋茎和叶是否含有草酸钙晶体进行了显微鉴定，检测了草酸和钙含量检测，以期为科学食用马齿苋提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验用马齿苋生长于临沂市范围内。从田野7个地点取样，每个地点取5～10株成熟的植株。

硝酸、高氯酸、盐酸等，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

美国CEM微波消解仪，MARS 6；岛津原子吸收分光光度计，AA-6300C；徕卡光学显微镜，Leica DM4 M；日立离心机，CT15E；戴安离子色谱仪，DX-120。

1.3 试验设计

取临沂市田野7个地点成熟的马齿苋样品，通过细胞学手段观察茎和叶中草酸钙晶体的分布范围和密度。样品采用硝酸-高氯酸溶液提取、微波消解仪消解后，用原子吸收分光光度计分析植株地上部分钙含量；通过酸提法分别提取茎和叶中的总草酸，通过水浸提法提取水溶性草酸，从而比较马齿苋茎和叶中草酸钙晶体和草酸的含量。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 草酸钙晶体显微观察

对新鲜叶片和茎做徒手切片，于普通光学显微镜下观察草酸钙晶体在茎和叶中的分布范围及分布密度。

1.4.2 钙含量的测定

将地上部洗涤后进行杀青、烘干，烘干样品加硝酸-高氯酸，于微波消解仪中消解，用原子吸收分光光度计测量422.7 nm下的吸光度，计算植株地上部分的钙含量。

1.4.3 草酸含量测定

分别测定茎和叶中的草酸含量。茎、叶新鲜样品匀浆后，用0.5 mol HCl浸提20 min提取总草酸；在沸水浴中用水浸提20 min，提取水溶性草酸。浸提液分别经离心、滤膜过滤后，经DX-120型离子色谱仪测定茎和叶中的总草酸和水溶性草酸含量。

2 结果与分析

2.1 马齿苋茎和叶中的草酸钙晶体分布情况

马齿苋主要食用部位是茎和叶，因此试验对茎和叶中的草酸钙晶体进行了观察。由图1（见下页）可知，对叶与茎进行对比，叶中含有大量的晶体，每1 mm2叶含有（287±33）个，而茎所含有的晶体较少，每1 mm2横切面上只有（26±10）个。显然，晶体的分布与器官类型密切相关，光合作用器官倾向于积累更多的晶体。叶片主要由表皮、叶肉和维管组织构成，晶体分布于承担光合功能的叶肉细胞中，具有保护作用的表皮细胞和具有运输功能的维管组织细胞不积累晶体。茎中的晶体主要分布在髓部，维管组织和皮层中晶体较少。晶体的大小不均一，直径在25～50 μm范围内。靠近维管组织的晶体较小，远离维管组织的晶体较大。

图1 马齿苋茎和叶中的草酸钙晶体Fig.1 Calcium oxalate crystals in the leaf and stem of P. oleracea

2.2 马齿苋茎和叶中的草酸与钙含量

对茎和叶中草酸总含量、可溶性草酸含量进行了检测，结果如表1所示。由表1可知，叶和茎中都含有草酸，但是不同器官中草酸的总含量以及可溶性和不溶性草酸含量差异较大。每100 g鲜叶中草酸总含量为2.24 g，占鲜叶质量的2.24%，其中可溶性草酸含量为0.6 g，不溶性草酸含量为1.64 g，分别占草酸总含量的26.79%和73.21%。显然，叶中不溶性草酸占优势，含量接近可溶性草酸的3倍。每100 g鲜茎中草酸总含量为0.53 g，占茎鲜质量的0.53%，不足叶内草酸含量的1/4，其中可溶性草酸占总含量的79.25%，不溶性草酸占总含量的20.75%。显然，茎中可溶性草酸占优势，含量接近不溶性草酸含量的4倍。

表1 马齿苋不同器官中草酸分布情况（g/100 g鲜质量）Table 1 Distribution of oxalic acid in different organs of P. oleracea (g/100 g fresh mass)

每100 g鲜植株中总钙含量为（64.29±0.59）mg，即总钙含量约为植株鲜质量的0.064%。每100 g鲜茎中总钙含量为（41.4±1.1）mg，叶中总钙含量为（156.3±2.2）mg，可见叶中总钙含量高于茎中总钙含量，约为茎总钙含量的4倍，显然，钙离子在茎和叶中的分布不均匀。

3 讨论

本研究结果表明，马齿苋叶和茎都积累草酸钙晶体，但是叶比茎积累得更多。草酸在叶中的总含量远高于在茎中的总含量，叶内可溶性和不溶性草酸的含量均高于茎中可溶性和不溶性草酸的含量，充分证明马齿苋叶比茎具有更强的草酸合成能力。草酸与钙反应生成草酸钙沉淀，在一定的钙离子浓度范围内，草酸浓度越高，形成草酸钙的量越大。草酸在茎和叶中的含量与草酸钙晶体的多少一致，草酸含量高，草酸钙晶体积累多，相反，草酸含量低，草酸钙晶体积累少。

蔬菜中的草酸影响钙的吸收，例如，与牛奶相比，菠菜富含草酸[16]，菠菜中的钙吸收率比牛奶中钙的吸收率低得多，牛奶钙的吸收率达27.6%，而在钙含量相同的条件下，菠菜钙的吸收率只有5.1%，表明菠菜中的草酸极显著地影响了钙的吸收[16-17]。马齿苋含钙量与菠菜相似，菠菜含钙量为66 mg/100 g鲜质量[14-15]，马齿苋含钙量为64 mg/100 g鲜质量。由于马齿苋茎和叶都积累草酸，使得相当一部分钙以草酸钙晶体的形式积累，作为蔬菜食用时，晶体中的钙难以吸收，草酸与钙作用形成晶体，大大降低了马齿苋钙的吸收率。尽管马齿苋具有受到广泛关注的生物学作用，它含有草酸的事实值得关注。植物中的草酸不仅影响钙的吸收，也与多种疾病的发生有关系，如肾脏草酸钙结石、高草酸症、关节炎，钙、镁和铁慢性缺乏症[18-19]，因此科学食用马齿苋尤为重要。本研究表明，叶内可溶性和不溶性草酸的含量均显著高于茎中可溶性和不溶性草酸的含量，相较而言，食用马齿苋茎更有利于人体健康。