紅茂草中氨基酸組分及礦物質(zhì)元素含量的測(cè)定

趙　強(qiáng)，趙海福（.天水師范學(xué)院 生物工程與技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 74000；.新疆天康畜牧生物技術(shù)股份有限公司 制藥事業(yè)部，新疆 烏魯木齊 83003）

紅茂草中氨基酸組分及礦物質(zhì)元素含量的測(cè)定

趙強(qiáng)1，趙海福2
（1.天水師范學(xué)院 生物工程與技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 740001；2.新疆天康畜牧生物技術(shù)股份有限公司 制藥事業(yè)部，新疆 烏魯木齊 830032）

以我國(guó)西部地區(qū)特色野生藥用植物紅茂草為研究對(duì)象，采用高效液相色譜儀和原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定了紅茂草中氨基酸組成和礦物質(zhì)元素的含量。結(jié)果表明，紅茂草中至少含有17種氨基酸，其中有7種人體必需氨基酸，種類較為齊全，氨基酸總量為花＞果＞葉＞莖＞根＞莢；對(duì)紅茂草試樣中的Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、Cr、Cd、As、K、Na、Ca、Mg、Li、Sr、Al、Pb、Se、Hg等19種礦物質(zhì)金屬元素進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)K含量最高，Ca、Mg、Al三種含量?jī)H次于K元素，對(duì)于單個(gè)植株K含量而言，花＞莖＞根＞葉＞豆莢＞全草＞果。

紅茂草；氨基酸；礦物質(zhì)元素；測(cè)定

紅茂草［Dicranostigma leptodum（maxim.）Fedde，DLF］又名禿瘡花、禿子花，為罌粟科禿瘡花屬兩年或多年生野生草本藥用植物［1］。該植物生于海拔400～3 700米的草坡、丘陵、田埂、路旁、屋頂、墻頭等處，耐干旱、耐瘠薄，具有一定的抗逆性。主要分布于甘肅南部至東南部、陜西秦嶺北坡至西南，青海東南部、在山西南部、河北西南部、河南西北部、云南西北部、四川西部和西藏南部有零星分布［2］。其味苦、澀、性涼，有毒，有消腫止痛、清熱解毒、殺蟲功效，具有一定抗逆性?！侗静菥V目》記載為石長(zhǎng)生，治咽喉腫痛、風(fēng)火牙痛、扁桃體炎、牲畜口瘡腮黃、癰癤疥癬等。

紅茂草全草有清熱解毒，消腫止痛，殺菌等功效，目前對(duì)紅茂草活性成分的提取、分離、鑒定等研究已有報(bào)道［2］，但其中氨基酸和礦物質(zhì)元素含量的分析研究較少，氨基酸雖然在人體內(nèi)的含量微乎其微，但卻能起到十分重要的生理作用。氨基酸及礦物質(zhì)元素是生命體不可缺少的重要組成成分，對(duì)人體具有非常重要的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生理功能。本實(shí)驗(yàn)以甘肅東南部野生藥用植物紅茂草為研究對(duì)象，對(duì)其根、莖、葉、莢、花、果氨基酸組成礦物質(zhì)元素含量進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)定與分析，采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)其結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性比較，以期為紅茂草藥物在醫(yī)療保健、營(yíng)養(yǎng)及新產(chǎn)品開發(fā)等領(lǐng)域進(jìn)一步開發(fā)和利用提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

紅茂草：采自甘肅省天水市秦州區(qū)北山野外自然生長(zhǎng)的，取其全草、根、莖、葉、莢、花、果在室溫干燥至恒質(zhì)量，冷卻至室溫后粉碎，過孔徑80目篩，裝入密封瓶中備用。

Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、Cr、Cd、As、K、Na、Ca、Mg、Li、Sr、Al、Pb、Se、Hg礦物質(zhì)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液、乙腈（色譜純）、65%濃硝酸、36%濃鹽酸、17種氨基酸混合標(biāo)樣、碳酸氫鈉（分析純）、磷酸二氫鉀（分析純）、氟苯乙腈（分析純）、乙酸鈉（分析純）：上海化學(xué)試劑廠。

1.2儀器與設(shè)備

Waters 515型高效液相色譜儀：美國(guó)Waters公司；TAS-986型原子吸收分光光度計(jì)、礦物質(zhì)元素的空心陰極燈、WHG-103A型流動(dòng)注射氫化物發(fā)生器：北京普析通用有限責(zé)任公司；AB104-S型精密電子分析天平：北京浩天暉科貿(mào)有限公司；FW100型微型萬能粉碎機(jī)：北京金瑞博科技發(fā)展有限公司；DNP-9022型恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；SG-XL1100 1 100℃箱式實(shí)驗(yàn)爐（馬弗爐）：中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所。

1.3方法

1.3.1樣品中氨基酸含量的測(cè)定

樣品水解：稱取紅茂草甘草粉末樣品20～100 mg，置于10 mL安培瓶中，加入6 mol/L鹽酸6 mL，封口，60℃恒溫水浴水解24 h后，冷卻、過濾，80～90℃蒸干，用0.02 mol/L的鹽酸定容至5 mL［3］。

樣品衍生：取17種氨基酸混標(biāo)或樣品0.2 mL于容量瓶中，加入0.5 mL 0.5 mol/L的碳酸氫鈉，1%的氟苯乙腈溶液0.2 mL于10 mL容量瓶中，60℃恒溫反應(yīng)1 h，用磷酸二氫鉀緩沖液（0.1 mol/L，pH 7.0）定容至10 mL，用0.2 μm微孔濾膜過濾，待測(cè)［4］。

1.3.2高效液相色譜檢測(cè)氨基酸條件

Phenonemex Gemini C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；檢測(cè)波長(zhǎng)360 nm；柱溫37℃；流動(dòng)相A 0.05 mol/L的乙酸鈉（pH 6.4），流動(dòng)相B相（乙腈∶水=1∶1，V/V），流速1.0 mL/min，洗脫梯度程序見表1。

表1　梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution program of mobile phase

1.3.3礦物質(zhì)元素測(cè)定的樣品處理

精確稱取紅茂草樣品2.000 0 g，放入坩堝在電爐上燒至無碳化，湮滅，然后移入馬弗爐中，在（700～800℃）放置6 h至完全灰化，加入2 mL濃硝酸靜置24 h，然后過濾，把濾液移至100 mL容量瓶中，以三重蒸餾水稀釋至刻度，搖勻、備用［5］。

1.3.4原子吸收法測(cè)定條件

采用TAS-986原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定紅茂草各種試樣中礦物質(zhì)元素的含量，測(cè)定條件見表2。

表2　礦物質(zhì)元素原子吸收法測(cè)定條件Table 2 Determination conditions of mineral elements by atomic absorption method

2　結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)品和樣品測(cè)定高效液相色譜圖

混合標(biāo)準(zhǔn)品和紅茂草樣品中17種氨基酸的測(cè)定結(jié)果高效液相色譜圖見圖1。

圖1　標(biāo)準(zhǔn)品（A）和紅茂草樣品（B）中17種氨基酸高效液相色譜圖Fig.1 HPLC chromatogram of 17 kinds of amino acids in standard sample（A）andD.leptodumsamples（B）

由圖1A可知，17種氨基酸衍生后峰型和分離度良好，由圖1B可知，紅茂草樣品中各氨基酸衍生后峰型和分離度較好，因此，該方法適合紅茂草中氨基酸成分的測(cè)定。

2.2紅茂草中氨基酸含量的測(cè)定

對(duì)紅茂草根、莖、葉、莢、花、果等6個(gè)主要部位的氨基酸含量進(jìn)行測(cè)定，紅茂草各部位必需氨基酸及非必需氨基酸測(cè)定結(jié)果分別如表3、表4所示。紅茂草各部位氨基酸總含量如圖2所示。

表3　紅茂草各部位必需氨基酸含量Table 3 Content of essential amino acid in each part ofD.leptodum　%

表4　紅茂草各部位非必需氨基酸含量Table 4 Content of nonessential amino acid in each part ofD.leptodum　%

圖2　紅茂草各部位氨基酸總量變化Fig.2 Total contents of amino acids in each part ofD.leptodum

由表3、表4可知，紅茂草中至少含有17種氨基酸，種類較為齊全，其中有7種人體必需氨基酸、10種非必需氨基酸。其中Lys、Phe、Met、Leu、Asp、Glu、Gly、Arg、Tyr等9種氨基酸稱為藥效氨基酸［6］，紅茂草各部位中均含這9種藥效氨基酸。這些氨基酸在人和動(dòng)物體內(nèi)均具有顯著的醫(yī)療保健功效，Lys缺乏影響大腦發(fā)育，是大腦神經(jīng)細(xì)胞再生的第一限制性氨基酸［7］；Met具有解毒和治肝病作用［7］；Leu能促進(jìn)胃液分泌［8］；Asp可以緩解疲勞，治療糖尿?。?］；Glu可健腦益智［10］；Gly有利于恢復(fù)創(chuàng)傷機(jī)體［11］；Arg可以抑制哮喘，有利于傷口愈合，能促進(jìn)纖維增殖與膠原合成，還有解毒、恢復(fù)肝臟功能、提高精子活力和智商等作用［11］。由于筆者采用鹽酸水解法，色氨酸（Trp）在酸水解中被破壞，但是不能排除樣品中含有色氨酸（Trp），只是檢測(cè)過程中含量極低，在后續(xù)研究過程中，將進(jìn)一步設(shè)定研究條件，完善數(shù)據(jù)。

由圖2可知，花的氨基酸總量最高，為11.395%；其次是果，含量為10.002%；而莢的氨基酸總量最低，為5.262%；其中，花的氨基酸總量相對(duì)其他部位的氨基酸總量的差異顯著，而莖和葉的氨基酸總量的差異不顯著，根和莢的氨基酸總量的差異不顯著?；ǖ谋匦璋被岬目偭繛?.521%，非必需氨基酸的總量為7.874%，果的必需氨基酸的總量為2.948%，非必需氨基酸的總量為7.054%，莢的必需氨基酸的總量為1.620%，非必需氨基酸的總量為3.642%，莖的必需氨基酸的總量為2.215%，非必需氨基酸的總量為7.245%，葉的必需氨基酸的總量為1.620%，非必需氨基酸的總量為7.208%，根的必需氨基酸的總量為1.924%，非必需氨基酸的總量為3.841%。紅茂草各主要部位總氨基酸含量上存在差異，這主要是由于環(huán)境因素（包括氣候、土壤、水肥、管理等）及采收期不同。

2.3礦物質(zhì)元素測(cè)定

利用離子化火焰原子吸收光譜對(duì)紅茂草各部位中微量元素的含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如表5所示。

表5　紅茂草中礦物質(zhì)元素含量的測(cè)定結(jié)果Table 5 Determination results of mineral elements content inD.leptodumμg/g

由表5可知，紅茂草中含有豐富的礦物質(zhì)元素，其中紅茂草各部位中K元素的含量在19種礦物質(zhì)元素中含量最高，Ca、Mg、Al三種金屬元素含量?jī)H次于K元素。對(duì)于單個(gè)植株K元素含量而言，花＞莖＞根＞葉＞莢＞全草＞果。紅茂草對(duì)K、Ca、Mg、Al等礦物質(zhì)元素的吸附能力較強(qiáng)，可能其適宜生長(zhǎng)在鉀肥含量較多的土壤中，或者對(duì)土壤中的鉀元素有一定的富集作用。Fe、Sr、Na、Zn、Mn、Cr、Cu、Pb、Ni、Li含量再次之，Co、Cd、As、Se、Hg含量較低，有些部位未檢出其含量。紅茂草各組分中含有豐富的礦物質(zhì)元素，對(duì)人體有益元素含量相對(duì)較高，對(duì)人體健康及機(jī)體免疫等具有良好的作用［12］。

3　結(jié)論

本研究以我國(guó)西部地區(qū)特色野生藥用植物紅茂草為研究對(duì)象，采用高效液相色譜儀和原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定了紅茂草各部位中氨基酸和礦物質(zhì)元素含量。結(jié)果表明：紅茂草中17種氨基酸中有7種人體必需氨基酸，氨基酸種類齊全，氨基酸總量為花＞果＞葉＞莖＞根＞莢。紅茂草中共檢出19種礦物質(zhì)元素，其中K、Ca、Mg、Al礦物質(zhì)元素含量較高，F(xiàn)e、Sr、Na、Zn、Mn、Cr、Cu、Pb、Ni、Li含量次之，Co、Cd、As、Se、Hg含量較低，對(duì)于單個(gè)植株K元素含量而言，花＞莖＞根＞葉＞莢＞全草＞果。本研究對(duì)紅茂草氨基酸和礦物質(zhì)元素含量進(jìn)行檢測(cè)，為今后紅茂草藥物的深度和廣度開發(fā)利用奠定了重要的基礎(chǔ)。

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Determination of amino acids and mineral elements content in Dicranostigma leptodum

ZHAO Qiang1，ZHAO Haifu2
（1.College of Bioengineering and Technology，Tianshui Normal University，Tianshui 741001，China；2.Pharmaceutical Section，Xinjiang Tecon Husbandry Bio-technology Co.，Ltd.，Urumqi 830032，China）

UsingDicranostigma leptodum，a wild medicinal plant with the characteristic from western areas in China as research object，amino acid composition and mineral element content inD.leptodumwere determined by HPLC and atomic absorption spectrophotometer.The results showed that there were more than 17 kinds of amino acids inD.leptodum，and seven kinds of essential amino acids.The type of amino acids was more complete.The total amino acid content inD.leptodumfrom high to low was flowers，fruit，leaf，stem，root and pod.The 19 kinds of mineral elements（including Cu，Zn，F(xiàn)e，Mn，Co，Ni，Cr，Cd，As，K，Na，Ca，Mg，Li，Sr，Al，Pb，Se，Hg）inD.leptodumwere determined.The content of K element was the highest，and the content of Ca，Mg and Al were little lower than K element.The content of K element inD.leptodumfrom high to low was flowers，stem，root，leaf，pod，whole grass and fruit.

Dicranostigma leptodum；amino acids；mineral elements；determination

O657.7

0254-5071（2016）02-0148-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.02.034

2015-12-03

2014年青海省高新技術(shù)研究發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃項(xiàng)目（No.2014-GX-Q23）

趙強(qiáng)（1982-），男，副教授，博士，研究方向?yàn)槲鞅碧厣鷳B(tài)經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物資源開發(fā)與利用。