不同品种药用菊花无机元素含量特征分析

张 玲， 刘桂建

(1.安徽中医药大学药学院，安徽 合肥 230012；2.中国科学技术大学地球与空间科学学院，安徽 合肥 230026)

菊花为菊科植物菊ChrysanthemummorifoliumRamat.的干燥头状花序，具有散风清热、平肝明目、清热解毒之功效[1]，东经120°～113°、北纬29°～38°的山地、丘陵和平原是菊花道地药材的产区[2]。菊花自宋代栽培以来[3]，按照产地和加工方法不同，可分为贡菊、杭菊(包括杭白菊、杭黄菊)、滁菊、亳菊、怀菊、济菊、祁菊等品种[4]。研究表明，同种药材产地不同，无机元素的种类与含量存在明显差别，药效也会产生差异[5]。本研究整理1995年至2020年CNKI数据库中收录的药用菊花中无机元素文献，并建立特征图谱，进行主成分分析，以期为评价其质量和研究其道地性提供依据。

1 不同品种药用菊花中无机元素含量比较

文献记载了贡菊[6-13]、杭白菊[6,8-12,14-15]、杭黄菊[11]、滁菊[7,10-11]、亳菊[7,10-12,16-17]、济菊[12]、怀菊[10,12,18]、祁菊[12]、川菊[12]9个品种，其中贡菊采自安徽黄山、铜陵、亳州、宣城和药材市场，杭白菊采自浙江桐乡、江苏射阳、安徽亳州和药材市场，杭黄菊采自浙江桐乡，亳菊采自亳州，滁菊采自滁州南谯区，济菊采自山东嘉祥，怀菊采自河南焦作，祁菊采自河北安国，川菊采自四川中江。

不同品种药用菊花共测定了40种元素，包括植物生长必需的营养元素，如磷、钙、镁、硫、铁、铜、锌、钼、硼、锰、镍等[19]，还包括非必需元素和有害元素铅、镉、汞、砷等。将同一品种菊花中无机元素含量数值采用G检验法剔除异常值后取平均值。不同品种菊花中无机元素含量结果见表1，可知有明显差异。

1.1 高含量元素变化趋势 含量较高的无机元素为Na、Mg、Al、Si、P、S、Ca、Fe，贡菊、杭白菊中其变化趋势一致，均为S>Ca>P>Mg>Si>Fe>Al>Na，亳菊中依次为Ca>P>Mg>Fe≈Al，滁菊中依次为P>Ca>Al>Fe>Mg。另外，不同品种药用菊花中Al含量差异明显，亳菊最高，达881.00 μg/g，杭黄菊、滁菊次之；贡菊最低，仅为172.30 μg/g。

1.2 微量元素含量变化趋势 贡菊、杭白菊中微量元素含量均依次为Mn>Zn>B>Ti>Cu>Sr>Ba，其中Mn含量最高的是贡菊，为127 μg/g，而最低的是祁菊，仅为19.8 μg/g；亳菊、滁菊中Zn含量高于其他品种；怀菊中Sr含量最高，是其他品种的2～4倍。5种药用菊花中B含量在16.8～27.1 μg/g范围内，其中贡菊最低；亳菊中Mo含量最高，达1.01 μg/g，而济菊最低，仅为0.15 μg/g；杭白菊中Ni含量最高，达2.43 μg/g，而祁菊最低，仅为0.94 μg/g。

1.3 痕量元素含量变化趋势 贡菊中Be、Ga、In、Sb、Ag、Dy、W、Tl总含量最高，达0.80 μg/g，怀菊次之，杭白菊最低，仅为0.14 μg/g；杭白菊、亳菊、滁菊、怀菊中Ga含量最高，贡菊中In含量最高，济菊中Tl含量最高，祁菊、川菊中Sb含量最高；滁菊中Ga含量最高，达1.21 μg/g，是杭白菊的30倍，贡菊的12.1倍，亳菊、怀菊的2.2倍；滁菊中Ag含量最高，达0.86 μg/g，是其他品种的3～538倍。

2 不同产地同一品种药用菊花中无机元素含量比较

2.1 贡菊 贡菊主要栽培于黄山地区[6-7,9,11,13-14]、宣城[12]、铜陵[10]、亳州[12]，其无机元素含量见表2。由此可知，黄山贡菊中Fe、Cu、Se、Ba、Ag含量高于其他3个产区，特别是Ba、Ag；铜陵贡菊中Mn含量最高，是黄山贡菊的1.8倍，宣城贡菊的4.9倍，亳州贡菊的6倍；亳州贡菊中Sr含量最高；宣城贡菊中Ni、Cu、Ag含量偏低。

表1 不同品种药用菊花中无机元素含量(μg/g)

2.2 杭白菊 杭白菊主要栽培于桐乡[10-12,14-15]、亳州[12]、射阳[12]，测定了其中15种无机元素含量，结果见表3。由此可知，桐乡杭白菊中Al、Cu、Se、Pb、Sr、Ba、Dy含量明显高于亳州、射阳杭白菊，亳州杭白菊中Tl含量明显高于桐乡、射阳杭白菊，射阳杭白菊中Mn含量高于桐乡、亳州杭白菊。

3 同一产地不同品种菊花中无机元素含量比较

栽培于亳州的杭白菊[12]、贡菊[12]、亳菊[7,10-12,16-17]中无机元素含量见表4，可知亳菊中Al、Cu、Se、Mo、Pb、Ba、Ag等7种元素含量明显高于杭白菊、贡菊。另外，产于桐乡的杭白菊与杭黄菊共测定了17种无机元素含量，发现杭黄菊中除了Mn、Zn、Sr、Ti含量略低于杭白菊外，其他13种均更高，其中Al含量是后者的2.3倍。

4 同品种菊花不同加工方法无机元素含量比较

栽培于亳州的杭白菊采用2种加工方法，分别为直接烘干、先蒸后烘，无机元素含量见表3。由此可知，先蒸后烘可提高Al、Cr、Se、Pb、Sr、Ba、Dy、Tl含量，而Ni、Cu含量略有降低。

5 特征图谱建立

参考西洋参[20]、何首乌[21]中无机元素指纹图谱建立方法，选择杭白菊、贡菊、滁菊、亳菊中共有的23种无机元素，按照原子序数由小到大的顺序绘制其含量分布曲线，结果见图1。由此可知，四者虽然品种不同，元素含量也有差异，但呈现出非常相似的峰形。

表2 不同产地贡菊中无机元素含量(μg/g)

表3 不同产地杭白菊中无机元素含量(μg/g)

表4 栽培于亳州的3种药用菊花中无机元素含量(μg/g)

6 主成分分析

选取贡菊、杭白菊、滁菊、亳菊中共有的23种无机元素，通过SPSS 21.0软件计算主成分初始特征值和贡献值，发现第一、二主成分贡献率分别为43.27%、32.47%，而第三主成分累积方差贡献率达到100%，故提取前者进行主

成分分析。结果，第一主成分中Cu、Ga、Pb载荷系数较大，第二主成分中Fe、Ba载荷系数较大，两者累积贡献率达75.7%，故可认为Cu、Ga、Pb、Fe、Ba是4个品种药用菊花的特征无机元素。

7 讨论

不同品种药用菊花中，贡菊、杭白菊无机元素含量变化趋势最为接近。贡菊是清光绪年间徽商从浙江德清引种到歙县作为茶菊发展起来的[22]，杭菊最开始也是作为茶用菊花来种植的[22-23]，现均以茶用为主，兼顾药用，两者作为茶饮具有独特的风味，可能与其相似的无机元素含量有关。

Zn是植物生长必需的营养元素[19]，也是影响菊花内在品质的重要微量元素，对提高菊花花序中总黄酮、绿原酸含量的作用显著[24]。亳菊、滁菊中Zn含量高于其他菊花。在所测的20个类型药用菊花中，亳菊、滁菊中绿原酸和总黄酮含量均比较高，且亳菊的总黄酮含量最高[25]。亳菊花小，气清香，被认为在药菊中品质最佳[26-27]。滁菊被叶橘泉[28]赞为“安徽滁州产者最清凉，不苦不甜，白菊中以此为最良。”亳菊、滁菊被称为是药用白菊中最好的品种，与其有效成分和Zn含量高于其他菊花有关。

滁菊中Ga、In、Ag含量最高，达2.47 μg/g，特别是Ga、Ag，明显高于其他品种。Ga是极为分散的稀有元素，已有资料表明，煤和煤灰中有Ga的富集，完全不含Ga的煤是很少见的[29]。Ag常在富含有机质的土壤层以及泥煤中富集[29]。贡菊、杭菊、亳菊可以引种到全国其他地方栽培，而滁菊的栽培地点主要集中在江淮丘陵地区东部的2条丘陵之间[4]，其他地方很难引种成功，是否与滁州一带土壤中Ga、In、Ag等微量元素含量有关尚有待进一步研究。

土壤环境中的Sr与鼻咽癌死亡率呈负相关[29]，怀菊中Sr含量高于其他菊花，提示河南武陟可能高于其他菊花栽培地区。Mo是稀有金属元素，对人体健康产生重要影响，克山病、食道癌高发区的土壤、水、食物乃至患者的头发都是贫Mo[29]，亳菊中Mo含量最高，推测亳州长寿老人居多可能与当地土壤或水中其含量高有关。

菊花中Al含量在172～881 μg/g之间，明显超过陆生植物中Al的平均含量(20 μg/g)[29]，菊花是否对Al有一定的富集作用，目前还未见报道，尚需深入研究。

不同品种药用菊花中无机元素含量既有共性又有特性，在引种栽培和产地加工时应充分考虑到它们对无机元素的吸收特点，既关注产量，更应关注品质，以保证临床药效。