紅茂草中氨基酸組分及礦物質元素含量的測定

趙　強，趙海福（.天水師范學院 生物工程與技術學院，甘肅 天水 74000；.新疆天康畜牧生物技術股份有限公司 制藥事業部，新疆 烏魯木齊 83003）

紅茂草中氨基酸組分及礦物質元素含量的測定

趙強1，趙海福2
（1.天水師范學院 生物工程與技術學院，甘肅 天水 740001；2.新疆天康畜牧生物技術股份有限公司 制藥事業部，新疆 烏魯木齊 830032）

以我國西部地區特色野生藥用植物紅茂草為研究對象，采用高效液相色譜儀和原子吸收分光光度計測定了紅茂草中氨基酸組成和礦物質元素的含量。結果表明，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種礦物質金屬元素進行了測定，發現K含量最高，Ca、Mg、Al三種含量僅次于K元素，對于單個植株K含量而言，花＞莖＞根＞葉＞豆莢＞全草＞果。

紅茂草；氨基酸；礦物質元素；測定

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。《本草綱目》記載為石長生，治咽喉腫痛、風火牙痛、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，目前對紅茂草活性成分的提取、分離、鑒定等研究已有報道［2］，但其中氨基酸和礦物質元素含量的分析研究較少，氨基酸雖然在人體內的含量微乎其微，但卻能起到十分重要的生理作用。氨基酸及礦物質元素是生命體不可缺少的重要組成成分，對人體具有非常重要的營養價值和生理功能。本實驗以甘肅東南部野生藥用植物紅茂草為研究對象，對其根、莖、葉、莢、花、果氨基酸組成礦物質元素含量進行了系統測定與分析，采用SPSS 18.0統計學軟件對其結果進行統計學差異性比較，以期為紅茂草藥物在醫療保健、營養及新產品開發等領域進一步開發和利用提供一定的科學依據。

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北山野外自然生長的，取其全草、根、莖、葉、莢、花、果在室溫干燥至恒質量，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礦物質元素的標準溶液、乙腈（色譜純）、65%濃硝酸、36%濃鹽酸、17種氨基酸混合標樣、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）：上海化學試劑廠。

1.2儀器與設備

Waters 515型高效液相色譜儀：美國Waters公司；TAS-986型原子吸收分光光度計、礦物質元素的空心陰極燈、WHG-103A型流動注射氫化物發生器：北京普析通用有限責任公司；AB104-S型精密電子分析天平：北京浩天暉科貿有限公司；FW100型微型萬能粉碎機：北京金瑞博科技發展有限公司；DNP-9022型恒溫培養箱：上海精宏實驗設備有限公司；SG-XL1100 1 100℃箱式實驗爐（馬弗爐）：中國科學院上海光學精密機械研究所。

1.3方法

1.3.1樣品中氨基酸含量的測定

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［4］。

1.3.2高效液相色譜檢測氨基酸條件

Phenonemex Gemini C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；檢測波長360 nm；柱溫37℃；流動相A 0.05 mol/L的乙酸鈉（pH 6.4），流動相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礦物質元素測定的樣品處理

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原子吸收法測定條件

采用TAS-986原子吸收分光光度計測定紅茂草各種試樣中礦物質元素的含量，測定條件見表2。

表2　礦物質元素原子吸收法測定條件Table 2 Determination conditions of mineral elements by atomic absorption method

2　結果與分析

2.1標準品和樣品測定高效液相色譜圖

混合標準品和紅茂草樣品中17種氨基酸的測定結果高效液相色譜圖見圖1。

圖1　標準品（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定。

2.2紅茂草中氨基酸含量的測定

對紅茂草根、莖、葉、莢、花、果等6個主要部位的氨基酸含量進行測定，紅茂草各部位必需氨基酸及非必需氨基酸測定結果分別如表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物體內均具有顯著的醫療保健功效，Lys缺乏影響大腦發育，是大腦神經細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能促進胃液分泌［8］；Asp可以緩解疲勞，治療糖尿病［9］；Glu可健腦益智［10］；Gly有利于恢復創傷機體［11］；Arg可以抑制哮喘，有利于傷口愈合，能促進纖維增殖與膠原合成，還有解毒、恢復肝臟功能、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），只是檢測過程中含量極低，在后續研究過程中，將進一步設定研究條件，完善數據。

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。花的必需氨基酸的總量為3.521%，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礦物質元素測定

利用離子化火焰原子吸收光譜對紅茂草各部位中微量元素的含量進行了測定，結果如表5所示。

表5　紅茂草中礦物質元素含量的測定結果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元素，其中紅茂草各部位中K元素的含量在19種礦物質元素中含量最高，Ca、Mg、Al三種金屬元素含量僅次于K元素。對于單個植株K元素含量而言，花＞莖＞根＞葉＞莢＞全草＞果。紅茂草對K、Ca、Mg、Al等礦物質元素的吸附能力較強，可能其適宜生長在鉀肥含量較多的土壤中，或者對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元素，對人體有益元素含量相對較高，對人體健康及機體免疫等具有良好的作用［12］。

3　結論

本研究以我國西部地區特色野生藥用植物紅茂草為研究對象，采用高效液相色譜儀和原子吸收分光光度計測定了紅茂草各部位中氨基酸和礦物質元素含量。結果表明：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種礦物質元素，其中K、Ca、Mg、Al礦物質元素含量較高，Fe、Sr、Na、Zn、Mn、Cr、Cu、Pb、Ni、Li含量次之，Co、Cd、As、Se、Hg含量較低，對于單個植株K元素含量而言，花＞莖＞根＞葉＞莢＞全草＞果。本研究對紅茂草氨基酸和礦物質元素含量進行檢測，為今后紅茂草藥物的深度和廣度開發利用奠定了重要的基礎。

［1］江蘇醫學院編著.中藥大辭典［M］.上海：上海人民出版社，1977.

［2］趙強.甘肅省隴東南地區特色藥用植物紅茂草資源的研究與利用［D］.蘭州：甘肅農業大學博士論文，2013.

［3］陳世忠.石墨爐原子吸收光譜法測定中藥黃姜中微量鎘的研究［J］.光譜學與光譜分析，2003，23（5）：993-994.

［4］SONJA Z，J URGEN M，ALEX V B，et al，Determination of Pt，Pd and Rh in biological samples by electrothermal atomic absorption spectrometry ascompared with adsorptive cathodic stripping voltammetry and total-reflection X-ray fluorescence analysis［J］.Anal Chim Acta，2003（498）∶93-104.

［5］陳宗禮，賀曉龍，張向前，等.陜北紅棗的氨基酸分析［J］.中國農學通報，2012，28（34）：296-303.

［6］許重遠，陳振德，陳志良，等.金毛狗脊氨基酸的含量測定［J］.藥學實踐雜志，2000，18（5）：299-300.

［7］張甲生，房林相.四化大米中氨基酸含量與營養評價［J］.農業與技術，2001，21（2）：44-45.

［8］潘學軍，張文娥，劉偉，等.貴州核桃種仁脂肪酸和氨基酸含量分析［J］.西南農業學報，2010，23（2）：497-501.

［9］蔣萬剛，徐琪壽.條件性必需氨基酸在創傷愈合中的作用及其機制研究進展［J］.氨基酸和生物資源，2002，24（3）：59-62.

［10］彭友舜，王樹元，賈丹丹，等.蘆筍莖不同部位氨基酸含量的分析測定［J］.安徽農業科學，2011，39（1）：129-130.

［11］HURSON M，REGAN M C，KIRK D，et al.Metabolic effects of arginine in a healthy elderly population［J］.J Parenter Enter Nutr，1995（19）∶227-230.

［12］金茜，鄧傳玉，蔣曉霞，等.中藥渣袋栽平菇中微量元素的分析［J］.中國釀造，2012，31（5）：186-187.

［13］王彩艷，石欣.寧夏鹽池縣7種小雜糧中微量元素鋅、錳、銅、鐵的初步調查［J］.中國釀造，2012，31（8）：149-150.

［14］黃俊生.沙茶醬中微量金屬元素及其營養成分分析［J］.中國釀造，2010，29（6）：151-152.

［15］汪祿祥，梅文泉，董寶生，等.云南煙草專用肥的微量元素研究［J］.廣東微量元素科學，2001，8（4）：60-62.

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，Fe，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年青海省高新技術研究發展與產業化計劃項目（No.2014-GX-Q23）

趙強（1982-），男，副教授，博士，研究方向為西北特色生態經濟動植物資源開發與利用。