草石蚕有机成分和无机元素的初步分析

◎ 蔡聪艺，廖婉婷，黄幼霞

（泉州医学高等专科学校 药学院，福建 泉州 362011）

唇形科水苏属植物草石蚕（Stachys sieboldiiMiq.），又称为甘露子、宝塔菜、螺丝菜和地蚕等，是多年生草本植物，其地下块茎形似冬虫夏草，民间俗称“土虫草”[1-2]。草石蚕富含营养成分，不仅能食用，还有很高的药用功效[3]。《本草纲目》记载其“功能近似冬虫草”“既可为菜为药，又可充果”；《陆川本草》记载：“滋养强壮，清补肺金，功类冬虫草，治身体羸瘦，虚劳咳嗽，小儿疳积”。在民间草石蚕常用于润肺益肾、滋阴补血，治疗气喘、肺虚咳嗽、肾虚腰痛等病症。

目前，关于草石蚕化学成分的研究仅局限于对水苏糖的研究，因此本研究采用系统预试法定性试验，对草石蚕所含有机成分进行分析，明确草石蚕中可能的有机成分类别，为进一步深入研究草石蚕的生物活性，也为草石蚕的开发利用提供实验依据。应用电感耦合等离子体 质 谱（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）法测定草石蚕所含的无机元素种类及含量，并与冬虫夏草所含无机元素进行分析和比较，旨在为草石蚕营养价值的开发和利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

草石蚕，采自福建省泉州市民间蔬菜园内，经泉州医学高等专科学校药学院中药学教研室黄秀珍教授鉴定为唇形科水苏属植物草石蚕（Stachys sieboldiiMiq.）。草石蚕干燥品经60 ℃真空干燥后粉碎备用。

石油醚（60～90 ℃）、95%（体积分数）乙醇、氯仿、冰醋酸、醋酐、盐酸、浓硫酸、氢氧化钠和氢氧化钾均为分析纯。茚三酮试液、双缩脲试剂、Molish试剂、氨性硝酸银试液、三氯化铁试液、三氯化铁-铁氰化钾试液、溴酚蓝试液、三氯化铝试液、醋酐-浓硫酸试液、氯仿-浓硫酸试液、碘-碘化钾试液及碱性苦味酸试液均自配。

1.2 仪器与设备

真空干燥箱（DZF型），上海邦西仪器；电子分析天平（ME 104），瑞士梅特勒-托利多；旋转蒸发仪（RE-52AA），上海亚荣生化仪器；电感耦合等离子体质谱仪（7700系列），美国安捷伦。

1.3 方法

1.3.1 草石蚕有机成分预实验

①称取草石蚕粗粉5 g，置于三角锥形瓶中，加50 mL蒸馏水，室温下浸泡过夜，过滤，取10 mL滤液，用作氨基酸、多肽和蛋白质等的测定。其余滤液和药渣置于50～60 ℃水浴加热1 h，过滤，取10 mL滤液，用作糖类、皂苷、鞣质、酚类和有机酸等的检识。②称取草石蚕粗粉10 g，加入100 mL 95%乙醇，置于恒温水浴中加热回流1 h，过滤。滤液浓缩至无醇味，取一半浓缩液，加10 mL无水乙醇溶解，供酚类、鞣质、有机酸、黄酮类、蒽醌类、甾体和萜类等成分的测定。余下浓缩液加10 mL 5% HCl，过滤，滤液用作生物碱的测定。酸不溶部分，加10 mL乙酸乙酯溶解，用5% NaOH洗涤2次，弃碱水层。乙酸乙酯层用蒸馏水洗涤1～2次，直至水洗液呈中性，弃水洗液，加热除去乙酸乙酯，残留物用15 mL无水乙醇溶解，用作强心苷、香豆素及内酯类等的检识。③称取草石蚕粗粉5 g，加10 mL石油醚，室温下浸渍2～3 h，过滤，滤液用作挥发油和油脂、甾体、三萜类等的测定。

1.3.2 草石蚕中无机元素含量的测定

采用ICP-MS法测定草石蚕中无机元素含量，并与冬虫夏草作比较。称取0.2 g草石蚕或冬虫夏草粗粉至50 mL洁净的聚四氟乙烯烧杯中，加入5 mL王水。将样品烧杯置于200 ℃电加热板上加热，待样品被完全消解后（消解液变得澄清透明），取下样品烧杯，置于通风厨中自然冷却至室温。将消解液移置10 mL容量瓶中，然后用去离子水定容。同样方法制备空白样品。在电感耦合等离子体质谱仪上测试样品溶液，对测试结果进行分析计算，整理测试数据。

2 结果与分析

2.1 草石蚕有机成分预实验分析

根据不同类别化学成分定性鉴别实验所产生的化学反应（呈色反应、沉淀反应等）分析草石蚕可能含有的有机成分。由表1结果初步判断草石蚕可能含有氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、多糖、苷类、皂苷类、鞣质、酚类、有机酸、黄酮类、甾体、三萜类、强心苷类、香豆素和内酯类等有机成分。

2.2 草石蚕中无机元素含量分析

本实验采用电感耦合等离子体质谱法测定了无机元素钙（Ca）、铜（Cu）、铁（Fe）、钾（K）、镁（Mg）、锰（Mn）、锌（Zn）、铝（Al）、钡（Ba）、钠（Na）、磷（P）、硫（S）、硅（Si）、铬（Cr）、铅（Pb）、镉（Cd）和汞（Hg）等17种元素的含量。由表2可知，草石蚕含量最高的元素是K，达到12 620.1 mg·kg-1，其次是P（4 151.7 mg·kg-1）和S（1 476.2 mg·kg-1）。有害元素Cr、Pb、Cd和Hg含量低于检出限。草石蚕和冬虫夏草均以K、P、S、Mg和Ca元素含量丰富，Na、Mn、Fe、Zn、Si、Al、Ba和Cu含量次之，Cr、Pb、Cd和Hg含量较少。草石蚕中K、Ca含量比冬虫夏草多1倍，除了K、Ca、Mn和Ba外，草石蚕中其他元素含量均低于冬虫夏草。

表1 草石蚕有机成分预实验分析结果表

表2 草石蚕与冬虫夏草中无机元素含量比较表

3 讨论

根据化学成分的预试反应，草石蚕可能含有氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、多糖、苷类、皂苷类、酚类、鞣质、有机酸、黄酮类、甾体、三萜类、强心苷类、香豆素和内酯类等有机成分。这些化学成分具有多种生物活性和临床应用价值[4-8]。文献报道草石蚕含有大量的多糖，尤其是水苏糖，而且是目前植物水苏糖最主要的来源。水苏糖具有促进肠道有益菌群增殖、抑制有害菌群生长繁殖、改善排便功能、保护肝脏、降血压、降血脂和提高机体免疫力等功能[9-10]。实验中泡沫试验反应显著，提示草石蚕可能含有较高含量的皂苷类化学成分，而皂苷具有抗肿瘤、降血糖、降胆固醇、保肝、免疫调节、抗炎和抗菌等生物 活性[11-12]。

现代研究表明中草药的药效与无机元素的作用密切相关，具有滋补作用的中草药铁、锰、锌和铜含量较高，抗炎、抗病毒和抗肿瘤的中草药钙、钾的含量较高，具有保健作用的中草药含有丰富的钙、铜、铁、镁、锌和锰等无机元素，这些元素对于中草药药效的发挥具有不可替代的作用[13-14]。冬虫夏草及其活性成分具有调节免疫、降血糖、抗氧化、抗肿瘤、抗纤维化和抗细胞凋亡等多种药理作用[15]。而草石蚕含有与冬虫夏草相似的无机元素种类和含量，尤其是钾、钙的含量都较高，提示草石蚕可能具有抗炎、抗病毒和抗肿瘤等生物活性。

综上，采用系统预试法对草石蚕进行有机成分定性分析，研究其可能存在的化学成分，为探索草石蚕的生物活性和进一步开发利用提供实验依据。利用ICP-MS法明确草石蚕含有丰富的有益元素，表明草石蚕作为食药两用的植物，对人体补充微量元素有较高的应用价值。