甘肃关山产香棒虫草与冬虫夏草无机元素及重金属比较分析

秦文平，李九平，李 敏，慕 程

1.兰州新区第一人民医院，甘肃 兰州 730300；2.甘肃省平凉市崆峒区红十医院，甘肃 平凉 744000；3.甘肃省平凉市第二人民医院，甘肃 平凉 744000；4.甘肃省华亭市妇计中心，甘肃 华亭 744100）

1 概述

在甘肃平凉市关山地区华亭县境内唐代名将敬德采铜矿石炼铜铸钱遗址附近新发现一种虫草，经课题组实地考察，发现已有人采食，经鉴定（另文报道），属香棒虫草C.barnessii Thwaites，又名巴恩斯虫草[1]。该菌分布于海拔1800～2100m 山区阴坡，大多在灌丛下腐殖土中，表面常有约3～5cm 厚的落叶覆盖。

寄主是鞘翅目金龟子科主要以植物根等地下幼嫩器官为食的幼虫。

据文献资料记载，香棒虫草在山西省南部中条山一带有分布[2]，甘肃等许多省区尚未见分布报道。资料还显示，目前尚未做过香棒虫草的化学成分鉴定和药理等药用价值评价。与香棒虫草同属的冬虫夏草是一种十分名贵的中药。

关于冬虫夏草的最早的文字载于清朝汪昂的《本草备要》(1694)：“冬虫夏草，甘平，保肺益肾，止血化痰，己劳咳。四川嘉定府所产者佳。冬在土中，形如老蚕，有毛能动，至夏则毛出土上，连身俱化为草。若不取，至冬复化为虫。”我国将其作为药材出口的历史比文字记载的更悠久。据文献记载，从明代中叶（1400～1465 年间）起，冬虫夏草就从浙江被传到日本，在贵族中广泛食用[3]。众所周知，自然资源一直以来就十分稀少，目前就更奇缺了。

冬虫夏草的生长环境较香棒虫草严酷，大多分布于垂直海拔3500～5000m 以高寒（年均气温在5℃以下.最低可达-30℃以下）、缺氧（空气氧气含量仅为内陆地区的40%～50%）和低气压为主要特征的青藏高原地区[3]。冬虫夏草的寄主，为鳞翅目蝙蝠蛾科幼虫（主要食物为植物地下嫩根）[4]。

无机元素钙、镁、锌在人体中参与许多生理代谢活动。重金属铜、铅、镉、砷、汞是中药材评判进食安全性、是否容许进入国际化市场的评判指标之一。因此，对香棒虫草这一珍贵资源进行化学成分检测等研究具有一定的重要意义，同时将其与传统名贵中药冬虫夏草进行比较，以便为资源得以科学合理的开发利用提供参考依据。

2 材料及其来源与检测方式

2.1 材料及其来源

检测材料是从甘肃平凉关山地区野生香棒虫草中随机抽取外形完好、符合检测要求的香棒虫草C.barnessii，包装送检。

2.2 检测途径

本文采取委托检测途径，委托单位为西安国联质量检测技术股份有限公司（委托送样时间：2017年12 月28 日；检测日期：2017 年12 月28 日～2018年01 月12 日），由该公司根据委托检测项目等要求进行检测。

2.3 检测项目及其方法

1）钙：检测钙的方法采取“食品安全国家标准”“GB 5009.92-2016”第一法，食品中钙的测定。具体检测实施时间:2017 年6 月23。

2）镁：检测镁的方法采取“食品安全国家标准”“GB 5009.241-2017”第一法，食品中镁的测定。具体检测实施时间:2017 年10 月6 日。

3）锌：检测锌的方法采取“食品安全国家标准”“GB 5009.14-2017”第一法，食品中锌的测定。具体检测实施时间:2017 年10 月6 日。

4）铅、镉、呻、汞、铜：铅、镉、呻、汞、铜的检测方法采取《中华人民共和国药典》（2015 年版）。

2.4 冬虫夏草相关数据来源

用于作比较对象的冬虫夏草，其相关数据均查阅自有关文献资料。

无机元素数据主要是山西省中医研究所郭跃伟等的研究成果（材料采购于山西药店）[5][经作者查阅，《中华人民共和国药典》（2015 年版）无相关数据]；重金属数据来源主要参考：北京师范大学地理科学部、北京师范大学、教育部资源药物工程研究中心卢恒、徐宁等的相关研究数据（供试材料采购于北京市售15 批冬虫夏草，每批3 个样本）[6]。检测方法采取的是（上述香棒虫草的检测方法均是2017年开始实施的，而冬虫夏草检测参考的方法为灼烧残渣法，故本文对二者重金属含量的比较存在欠严格之嫌，在此特作说明）。

3 检测结果及其分析

3.1 无机元素含量

检测结果表明，香棒虫草含钙2.×103mg/kg，含镁3.22×103mg/kg，含锌1.58×102mg/kg（见表1）。

表1 香棒虫草与冬虫夏草菌核和子座微量元素含量(mg/kg)

通过香棒虫草与冬虫夏草所含无机元素比值的比较，可以明确地显示二者之间的差距。

钙：2.×103mg/kg：1×102mg/kg=1：0.05；镁：3.22×103mg/kg：＞1×104mg/kg=1：＞3.11；锌：1.58×102mg/kg：1×104mg/kg=1：63.29。与冬虫夏草相比，香棒虫草钙含量明显较高，高出20 倍（1/0.05）；而镁与锌明显较低，分别约为冬虫夏草的1/3（实际比值估计还要低）和1/63。

可见，两种虫草均含有钙、镁、锌。香棒虫草含量次序为：镁＞钙＞锌；而冬虫夏草则为：镁＞锌＞钙。

在所检测无机元素中，香棒虫草含镁最高，但比冬虫夏草低，而含量位居第二位的钙却比冬虫夏草高出了20 倍。这一现象与其生境不无关系，除了物种本身特性外，也许与唐代采铜矿石遗址附近土壤含有较丰富的镁与钙有关。

3.2 重金属含量

检测结果显示，香棒虫草重金属含量与冬虫夏草相比，有高也有低（见表2）。

从含量来分析，铜含量最高，高达32.75mg/kg，依次为铅（3.48mg/kg）、砷（3.45mg/kg）及镉（0.94mg/kg），汞含量最低，只有0.09mg/kg，即铜＞铅＞砷＞镉＞汞。

通过比值计算，可更加明确地显示出二者之间的差异：

铅：香棒虫草：冬虫夏草=3.48mg/kg：0.752mg/kg=1：0.22，即香棒虫草铅含量＞冬虫夏草铅。

铜：香棒虫草：冬虫夏草=32.75mg/kg：12.637mg/kg=1：0.39，即香棒虫草铜含量＞冬虫夏草铜。

镉：香棒虫草：冬虫夏草=0.94mg/kg：0.036mg/kg=1：0.04，即香棒虫草镉含量＞冬虫夏草。

砷：香棒虫草：冬虫夏草=3.45mg/kg：4.032mg/kg=1：1.17 香棒虫草砷含量<冬虫夏草砷含量

汞：香棒虫草：冬虫夏草=0.09mg/kg：0.276mg/kg=1：3.07，即香棒虫草汞含量<冬虫夏草。

由上述冬虫夏草数据可知，所含重金属与香棒虫草一样，但含量不同；同时可总结出冬虫夏草重金属含量高低排序：铜＞砷＞铅＞汞＞镉。

从上述重金属含量高低排序可知，2 种虫草含铜量均具首位，并且香棒虫草的含量高于冬虫夏草2.6倍；香棒虫草的镉与铅比冬虫夏草排序有所提升。

由此现象可以推测，除了物种本身特性因素外，唐代采铜矿石遗址附近土壤含有较丰富的铜、镉及铅。

香棒虫草与冬虫夏草相比，含量较高的镉、铅、铜比值分别约为冬虫夏草的25.0 倍（1：0.04）、4.6倍（1：0.22）和2.6 倍（1：0.39）；含量较低的砷、汞比值分别为1：1.17 和1：3.07。

表2 香棒虫草与冬虫夏草菌核和子座重金属含量(mg/kg)

4 总结与讨论

1）无机元素与重金属种类及其含量。结果表明，香棒虫草与冬虫夏草含有相同的无机元素与重金属，即均含有钙、镁及锌等无机元素和铜、砷、铅、汞及镉等重金属。但含量各异，除了各自具体含量不同外，各元素排序也存在一定差距，香棒虫草的无机元素为：镁＞钙＞锌，而冬虫夏草则为：镁＞锌＞钙；香棒虫草的重金属为铜＞铅＞砷＞镉＞汞，而冬虫夏草则为：铜＞砷＞铅＞汞＞镉。

这一现象说明这两种虫草在化学元素多样性方面具有一定的相似性，尤其是二者所含镁和铜均具据绝对优势，同时存在种间差异性。

2）无机元素。结果显示，香棒虫草镁含量最高，但比冬虫夏草低，而含量位居第二的钙却比冬虫夏草高出了20 倍。

这一现象与其生境不无关系，除了物种本身特性外，也许与唐代采铜矿石遗址附近土壤含有较丰富的镁与钙有关。另外，与华亭县境内在发展煤业的过程中所造成的空气飘浮物（可能含有一定量的无机和重金属元素）也许有间接地关系。

3）重金属。由上述结果获知，香棒虫草的含铜量高于冬虫夏草2.6 倍，镉与铅的含量排序均比冬虫夏草有所提升。

由此现象推测，除了物种本身特性因素外，唐代采铜矿石遗址附近土壤含有较丰富的铜、镉及铅。当然，如上所述，与华亭县境内因煤矿业而造成的空气污染（空气飘浮物中可能含有一定量的无机和重金属元素）可能存在一定的间接地关系。

4）关于发利用问题。综上所述，尽管香棒虫草与冬虫夏草所含无机元素与重金属种类相同，并且优势元素也一样，但其含量存在较大差异。由此说明二者的功能、作用以致应用效果相应的也不会相同。

参照《中国药典》（2010 年版，一部）对药材及其数据制剂的要求(铜≤20mg.kg-1、铅≤5.0mg.kg-1、砷≤2.0mg.kg-1、镉≤0.3mg.kg-1、汞≤0.2mg.kg-1，以下简称“药典重金属制剂要求”），香棒虫草所含重金属铅和汞达标，而铜砷镉超标。

鉴于此，关于香棒虫草的开发利用问题不宜简单从事（依据“药典重金属制剂要求”，尽管冬虫夏草所含重金属也有超标现象），需要从化学成分（特别是一些独特成分或功能性成分）、药理、毒理等药用价值方面进行深入研究。

显而易见，保护与科学合理地开发利用生物资源，特别是稀缺资源是摆在世人面前的一个严肃而艰巨的任务。通过改善环境条件、严格保护生态环境、人工引种驯化、有效寄生菌以致成分研究等途径，不失为解决生物资源开发利用的一条行之有效的途径。