高賽等

摘 要：為研究花粉中礦質(zhì)元素含量與營養(yǎng)價(jià)值問題，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES），測定經(jīng)干化與濕化法處理的板栗、梨、青杄、白皮松花粉中B、Mg、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn等9種礦質(zhì)元素含量。結(jié)果表明：4種花粉富含對(duì)人體有益的常量和必需的微量元素。礦質(zhì)元素含量存在物種差異，即同一種礦質(zhì)元素在不同的物種含量不同，其中，Ca、Mg、Fe、Mn、Cu在板栗花粉中含量最多，Zn、B、Cr在梨花粉中含量最多，板栗次之；K在青杄花粉中含量最高。同一物種花粉含有的礦質(zhì)元素含量也不同。本測定結(jié)果為開發(fā)4種花粉資源提供一些理論依據(jù)。前處理方法上濕化法較優(yōu)于干化法，精密度較高。

關(guān)鍵詞：ICP-AES法；板栗；梨；花粉；礦質(zhì)元素

中圖分類號(hào)：S6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 論文編號(hào)：2014-0381

Abstract： In order to study mineral elements content and nutritional value of pollen， the content of mineral elements such as B， Mg， K， Ca， Cr， Mn， Fe， Cu， Zn were determined by wet and dry digestion-inductively coupled with plasma-atomic emission spectrometry （ICP-AES） in pollen of chestnut， pear， Pinus bungeana Zucc and Picea wilsonii Mast. Results showed that all of the pollen was abundant in beneficial and necessary elements for people. The content of mineral elements varied among four species. Five mineral elements were relatively higher in chestnut including Ca， Mg， Fe， Mn， Cu and three mineral elements were higher in pear （Zn， B， Cr） pollen than others. The content of K was highest in Picea wilsonii pollen. The content of various mineral elements were different in the same species. The measurement results provided some theoretical basis for the development of four kinds of pollen resources. The method of wet digestion was better than dry treatment and with higher precision.

Key words： ICP-AES； Chestnut； Pear； Pollen； Mineral Elements

0 引言

花粉為植物雄性細(xì)胞的載體，含有的精細(xì)胞可以與卵細(xì)胞結(jié)合為受精卵，最終發(fā)育成種子，為植物體最精華之所在。花粉具有豐富的營養(yǎng)成分，而且有很高的藥用價(jià)值與保健作用，在國際上享有“最理想天然營養(yǎng)寶庫”的美譽(yù)?；ǚ壑谐撕械鞍踪|(zhì)、糖類、脂肪及維生素等營養(yǎng)素外，還含有豐富的礦物元素[1]，對(duì)心血管、內(nèi)分泌和消化道等系統(tǒng)疾病均有良好的預(yù)防作用。花粉中含有20種以上的常量和微量元素[2]。微量元素在人體中參與多種酶的合成與代謝，在疾病防治和延緩機(jī)體衰老方面有著重要作用[3]。

板栗（Castanea mollissima）與梨（Pyrus spp.）是國內(nèi)重要的經(jīng)濟(jì)樹種，均屬于被子植物果樹。板栗花粉產(chǎn)量很大，屬于典型的風(fēng)媒花，體積小、質(zhì)量輕而且數(shù)量多，花粉萌發(fā)具有依賴集體效應(yīng)的天然優(yōu)勢。梨屬于配子體型自交不親和性果樹，大多數(shù)品種自花授粉不能結(jié)實(shí)，并存在異花授粉不親和現(xiàn)象。板栗與梨花粉都存在花粉直感效應(yīng)，可通過授粉改善果實(shí)品質(zhì)。而青杄（Picea wilsonii Mast.）與白皮松（Pinus bungeana Zucc.）屬于裸子植物喬木，花期在4—5月。松科花粉的產(chǎn)量很大，由于中國有較大面積松科植物，所以松科花粉是國內(nèi)很重要的花粉資源。劉明等[16]研究發(fā)現(xiàn)松花粉營養(yǎng)豐富，是很好的保健營養(yǎng)佳品。目前市場在售的花粉基本為松花粉。

對(duì)這4種花粉所含常量和微量元素進(jìn)行對(duì)比分析有很大的意義。測定花粉中某些元素常采用火焰原子吸收分光光度法（FAAS）[4]、微波消解——原子熒光光譜法（AFS）[5]、全反射X射線熒光法（TXRF）[6]及電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）[7]等，根據(jù)樣品及測定元素而定。其中采用ICP-AES法測定，具有檢出限低、準(zhǔn)確度高、動(dòng)態(tài)線性范圍寬且多種元素同時(shí)測定的優(yōu)勢，分析速度一般每個(gè)樣品僅需3～4 min時(shí)間，在環(huán)保、食品、中藥、地質(zhì)、礦物、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)以及金屬材料等許多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)[8-9]。

筆者采用干化與濕化2種方法對(duì)板栗、梨、青杄、白皮松的花粉進(jìn)行前處理，用ICP-AES法測定4種花粉中礦質(zhì)元素含量，以期為其營養(yǎng)成分的全面、深入研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

研究田間試驗(yàn)于2013年在懷柔板栗站和北京農(nóng)學(xué)院校園進(jìn)行，室內(nèi)試驗(yàn)在北京農(nóng)學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

‘燕紅板栗、梨、青杄與白皮松花粉，將花粉收集、純化后置于70℃烘箱中烘干至恒重，備用。

1.3 儀器與試劑

1.3.1 儀器 所用玻璃儀器均以10%硝酸浸泡24 h以上，用水反復(fù)沖洗，最后用去離子水沖洗，晾干后備用。電子天平，精確度0.001 g；電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（Thermo Scientific iCAP 6000 Series）；可控溫電熱爐；馬弗爐。ICP-AES最佳儀器條件見表1。

1.3.2 試劑 HCl、H2SO4、H2O2（30%），均為分析純試劑。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 干灰化法處理樣品 分別準(zhǔn)確稱取4種花粉2.000 g置于瓷干鍋中，在電熱爐上碳化至無白煙冒出后，放置于馬弗爐中560℃灰化4～5 h。待樣品冷卻后加入5 mL 6 mol/L HCl，并在電爐上煮沸近干，轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶中，用0.1 mol/L HCl沖洗3次后定容至刻度，用定量濾紙過濾至50 mL干凈的離心管中備用，平行處理3份，同時(shí)將未加樣品的5 mL HCl用0.1 mol/L HCl定容至50 mL作空白。

1.4.2 酸消解法處理樣品 分別準(zhǔn)確稱取4種花粉1.000 g置于消化管中，加入10 mL H2SO4，置于通風(fēng)廚中消化。將消化管置于控溫電爐上，緩慢升溫使樣品保持微沸，1 h后冷卻加入1 mL H2O2（30%），繼續(xù)保持微沸1 h，重復(fù)直至液體接近于無色透明后取下冷卻，轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中，用雙蒸水沖洗消化管和漏斗3次并定容，平行處理3份，同時(shí)制備空白溶液作為對(duì)照。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同前處理測定值結(jié)果與分析

對(duì)同一樣品的花粉進(jìn)行不同的上機(jī)前處理，測定不同礦質(zhì)元素含量，結(jié)果見表2。4種花粉中有益元素含量對(duì)比折線圖，見圖1～4。

由表2的結(jié)果可以看出，干化法與濕化法在不同品種、不同元素下測定結(jié)果不盡相同，每種元素在同一品種中的含量比較中，75%的濕化法測定結(jié)果值高于干化法測定值。在精密度上，濕化法前處理RSD值約在0～6.15%，而干化法RSD值約在0.09%～8.91%，濕化法略低。由圖1～4對(duì)比可以看出，2種方法處理后4種花粉中元素含量趨勢大體一致。對(duì)比分析可以推斷，采取濕化法處理樣品較好于干化法。

2.2 品種元素含量對(duì)比

由表2濕化法的測定結(jié)果可以看出，各品種花粉中每種元素的含量比較不同。在板栗花粉中元素含量從多到少依次為Ca、K、Mg、Fe、Mn、Zn、B、Cu、Cr。梨花粉中元素含量從多到少排列為K、Ca、Mg、Fe、Zn、B、Mn、Cr、Cu，而白皮松花粉與梨花粉礦質(zhì)元素含量的變化類似，不同的是白皮松花粉Cu含量高于Cr，其他元素含量順序與梨花粉一致。青杄花粉中元素含量排列由多到少為K、Mg、Ca、Fe、Zn、Mn、B、Cu、Cr。

花粉中礦物元素的組成與含量因植物種類及地理位置的不同而有差異[1]。其中B、Mn、Cu、Cr在兩種方法上的前后順序有略微變化。由表2與圖1～2可以看出，板栗花粉中Ca含量最高，相對(duì)其他元素極為顯著，為其他花粉的3倍以上，這與另外3種花粉不同，可能與種植的土地，生長需要等因素有關(guān)。梨、白皮松、青杄中K元素含量最高，這與文獻(xiàn)中報(bào)道的一致[6，10]，青杄花粉的K含量相對(duì)其他花粉最高，是其他花粉的2倍以上。由圖1～4對(duì)比可以看出，4種花粉都含有豐富的Mg，以板栗花粉中最多。

4種花粉均含有微量元素B、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn。板栗花粉中Fe、Mn、Cu的含量較其他花粉最高。Zn的含量在梨與板栗花粉中最高，梨中的相對(duì)高一些。梨花粉中B、Cr的含量較其他花粉最高。另外，在所測花粉中鋅、銅元素含量比值均呈Zn高Cu低的現(xiàn)象，這與癌癥患者血清中Zn低Cu高的現(xiàn)象相反，因此花粉有利于調(diào)節(jié)體內(nèi)的銅、鋅平衡，可能起到抗癌作用[11]。從表2可以看出，板栗花粉中9種營養(yǎng)元素總含量最多，其次是青杄，白皮松最低。

3 結(jié)論

研究表明，采用ICP-AES法準(zhǔn)確度高，且在測定花粉元素含量中應(yīng)用廣泛。前處理方法采用濕化法較優(yōu)于干化法，元素?fù)p失量少，且較為快捷。

采用上述方法測定出板栗、梨、青杄和白皮松花粉均含有豐富的B、Mg、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn元素，其中板栗花粉Ca、Mg、Fe、Mn、Cu含量位居第1；梨花粉Zn、B、Cr位居第1，板栗次之；青杄花粉K位居第1。綜合比較板栗花粉較為優(yōu)秀，且國內(nèi)對(duì)其元素含量的研究較少。本試驗(yàn)結(jié)果可為4種花粉的研究提供一定的科學(xué)依據(jù)。

4 討論

（1）試驗(yàn)方法。前人用ICP-AES法測定花粉中元素含量，同時(shí)還有ICP-OES、X射線熒光分析法等，可根據(jù)材料的不同與所測定的元素選擇適宜的方法。前處理干化法所需的試劑比濕化法少，且空白值低，但是干化法易造成元素?fù)p失，濕化法消解相對(duì)完全，一般認(rèn)為濕消解法在處理樣品精密度上整體較優(yōu)于干灰化法，且較多應(yīng)用于花粉上，所以在微量元素的測定結(jié)果中，2種前處理方法測定的微量元素含量排列有變化[4，12]。目前多采用的前處理方法是微波消解法，其加熱快、消解能力強(qiáng)、空白值低、能避免揮發(fā)損失和污染樣品等優(yōu)勢。由于本試驗(yàn)條件有限，只研究了干化與濕化法，以后應(yīng)予以補(bǔ)充、充分驗(yàn)證。

（2）花粉中元素的重要作用。B、Ca有助于花粉萌發(fā)、花粉管伸長生長，例如板栗缺硼導(dǎo)致空苞，外施適合硼、鈣配比的營養(yǎng)液有助于提高花粉質(zhì)量與萌發(fā)率，從而影響果實(shí)產(chǎn)量。另外，施Zn也可以促進(jìn)花粉萌發(fā)，有利于花粉管伸長，增加受精作用，提高坐果率。施用Zn對(duì)生長素生成和同化物向繁殖器官運(yùn)輸有促進(jìn)作用，使花粉內(nèi)含物充足避免花粉敗育[13]。被子植物花粉（板栗、梨）微量元素（B、Fe、Mn、Zn、Cu、Cr）與常量元素（Ca、Mg）含量普遍高于裸子植物（青杄、白皮松），這可能與植物生長特性、種類、地域等因素有關(guān)。而青杄中鉀元素含量最高，梨次之。推斷鉀可能對(duì)青杄花粉萌發(fā)起到較為重要的作用。

從營養(yǎng)上看，花粉中富含豐富的常量和微量元素，為人體正常發(fā)育所需，或起重要的保健作用。鈣、鋅可促進(jìn)生長發(fā)育、抗衰老、抗癌以及安神健腦。鐵是人體細(xì)胞生長必需的微量元素，缺鐵會(huì)造成機(jī)體貧血，免疫力下降，引發(fā)白血病和肝癌等疾病。錳是體內(nèi)酶的組成成分，也是酶的激發(fā)劑，是重要的抗衰老元素。而缺鉻易患糖尿病和高血脂等癥[15]。4種花粉中板栗的鈣、鐵和錳含量最高；青杄的鉀含量最高，青杄花粉是松花粉中較優(yōu)秀的品種之一，可作為富鉀食品[14]。梨花粉鋅含量最高，可作為補(bǔ)鋅保健品。礦物質(zhì)元素需通過飲食進(jìn)入體內(nèi)，但有些元素食用過量會(huì)適得其反，應(yīng)根據(jù)需要選擇，因此，保持人體內(nèi)的元素平衡，有助于維持人體健康。同時(shí)，應(yīng)考慮花粉品種和營養(yǎng)之間的關(guān)系，有效利用花粉。

（3）目前對(duì)松花粉與梨花粉的營養(yǎng)成份研究相對(duì)較多，且松花粉保健品應(yīng)用廣泛。支崇遠(yuǎn)等[14]研究發(fā)現(xiàn)在油松、青杄和白皮松中，青杄為較優(yōu)秀的花粉。賈兵等[10]發(fā)現(xiàn)碭山酥梨、豐水梨花粉中K、Ca、Fe 、Zn、B 含量分別又比花柱高。凌裕平等[17]發(fā)現(xiàn)不同品種梨花粉K含量高于Ca，與本研究相符，但不同品種元素含量有差異。板栗花粉的研究開發(fā)相對(duì)較少，本文中板栗花粉的營養(yǎng)元素含量最高，可以作為營養(yǎng)保健品進(jìn)行開發(fā)利用。未來可以通過測定氨基酸、維生素等，進(jìn)一步確定花粉的營養(yǎng)價(jià)值。做好基礎(chǔ)研究，才能更好地利用花粉資源。

參考文獻(xiàn)

[1] 杭曉波，王穎，馬蘭婷，等.花粉中的礦物質(zhì)及其對(duì)蜜蜂的作用[J].中國蜂業(yè)，2012，63（Z4）：83-86.

[2] 葉水英.花粉防治心腦血管疾病的機(jī)理[J].生物學(xué)教學(xué)，2009，34（9）：4-5.

[3] 柳覲，倪書邦，賀熙勇，等.澳洲堅(jiān)果果仁中4種關(guān)鍵微量元素的FAAS法測定[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（1）：153-156.

[4] 邱愛軍，汪河濱，馬玲.胡楊、灰葉胡楊花粉中礦質(zhì)元素含量的測定[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（3）：298-299.

[5] 藍(lán)海英，丁冶春，范小娜，等.微波消解—原子熒光光譜法測定兩種花粉中四種重金屬元素含量[J].廣東微量元素科學(xué)，2013，20（2）：32-35.

[6] 陳偉，韓曉鋒，劉偉偉，等.TXRF法測定松花粉中的9種生命元素[J].分析測試學(xué)報(bào)，2012，31（8）：1009-1012.

[7] 何燕，曹麗玲，王可，等.ICP-AES法分析蜂花粉中10種金屬元素及含量調(diào)查[J].醫(yī)學(xué)動(dòng)物防治，2011，27（3）：255-259.

[8] 陳陽，金薇，楊永健.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法在國內(nèi)藥物分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].藥物分析雜志，2013，33（6）：907-914.

[9] 何晉浙.ICP-AES法在元素分析測試中的應(yīng)用技術(shù)[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，34（1）：47-50.

[10] 賈冰，張紹鈴.梨花粉、花柱與子房中激素和礦質(zhì)元素含量的比較[J].園藝學(xué)報(bào)，2012，39（2）：225-233.

[11] 楊開，何晉浙，胡君榮，等.12種花粉中20種常量和微量元素的ICP-AES法測定[J].中國食品學(xué)報(bào)，2010，10（3）：227-232.

[12] 劉亞軒，李曉靜，白金峰，等.植物樣品中無機(jī)元素分析的樣品前處理方法和測定技術(shù)[J].巖礦測試，2013，32（5）：681-693.

[13] 李娟，陳杰忠，黃永敬，等.Zn營養(yǎng)在果樹生理代謝中的作用研究進(jìn)展[J].果樹學(xué)報(bào)，2011，28（4）：668-673.

[14] 支崇遠(yuǎn)，王開發(fā).油松、白皮松和青杄花粉營養(yǎng)成分的研究[J].植物學(xué)通報(bào)，2001，18（5）：627-630.

[15] 鐘曉東，吳玉平，鐘炳南，等.微量元素平衡失調(diào)危害人體健康[J].廣東微量元素科學(xué)，2013，20（4）：67-70.

[16] 劉明，尹偉榮，楊飛，等.蜂花粉與松花粉主要組分和食療保健功效探討[J].蜜蜂雜志，2009（7）：3-5.

[17] 凌裕平，吳桂法，何愛華.梨花粉礦質(zhì)營養(yǎng)成分的能譜分析[J].果樹學(xué)報(bào)，2005，22（2）：163-165.