不同花色云南野生鳳仙花花瓣中金屬元素測定

郭佳煒 黃奇 馬明蘭 孫正海 聞永慧 黃海泉

摘要[目的]探究金屬元素對野生鳳仙花成色的影響。[方法]用火焰原子吸收光譜法測定6種野生鳳仙花花瓣中金屬離子的含量，并分析其對于花色苷的影響。[結果]不同顏色的鳳仙花花瓣中金屬離子含量差異較大，黃色系花中黃麻葉鳳仙花花瓣Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg和Pb含量較高;K元素在耳葉棒鳳仙花中含量較高。藍紫色系花中藍花鳳仙花花瓣K、Na、Ca和Mg 4種元素含量較高;Zn、Mn和Cu 3種元素在滇水金鳳中的含量較高;耳葉鳳仙花中的Pb、Fe元素含量較高。[結論]該研究結果為不同鳳仙花成色機理分析提供基礎數據。

關鍵詞鳳仙花屬;火焰原子吸收;金屬元素;含量測定

中圖分類號S681.1文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2019）02-0179-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.02.055

鳳仙花（Impatiens L.），又名指甲花、急性子或鳳仙透骨草，屬牻牛兒苗目、鳳仙花科植物，為一年生或多年生草本觀賞花卉。花瓣為唇瓣、旗瓣、翼瓣3種，可作盆花、切花，也可用于花壇、花境[1]。我國鳳仙花屬植物有250余種，現仍不斷有新種發現，最主要分布于西南及西北部山區，尤以云南種類最為豐富，為全國之冠（有130余種）[2]。鳳仙花品種繁多，花型奇特且花大色艷，包括黃色、紫色、白色及粉色等不同色系，具有較高的園林應用價值。迄今國內外雖有不少學者對其進行了研究，但大多數工作僅局限于野外資源調查、核型分析和系統進化等研究[3-5]。

金屬離子在植物細胞中具有重要的調節作用，對花卉顯色具有重要的影響。一方面可以通過細胞膜上的離子泵調節細胞pH;另一方面在細胞中直接與色素螯合，或者作為關鍵酶的活性中心調節花色素代謝，從而影響花色[6]。因此，該試驗采用火焰原子吸收光譜法測定6種野生鳳仙花屬植物花瓣中K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg、Pb和Zn 9種金屬元素的含量[7]，探究金屬元素對鳳仙花花色的影響機制，為今后野生鳳仙花植物引種馴化和花色調控奠定理論基礎。

1材料與方法

1.1試驗材料

此次試驗材料為6種野生鳳仙花花瓣，其采樣信息見表1。6種野生鳳仙花花瓣分別用自來水洗凈、去離子水漂洗3次，控干后95 ℃恒溫條件下殺青15 min，110 ℃恒溫條件下干燥至恒重，入研缽中研碎，過60目尼絨篩，分別貯存于自封袋中備用。

1.2試驗儀器

AA-7000型原子火焰吸收光譜儀（日本島津）;1 kW電子萬用爐（浙江省上虞市通州實驗儀器廠）;SX-2.5-10型箱式電阻爐（天津泰斯特）;AJF-2001-P基礎分析超純水機（艾科浦）;DHG系列臺式電熱恒溫鼓風干燥箱（上海齊欣）;電子分析天平（賽多利斯）;LH-2A型氫化物發生器（北京有色金屬研究總院）;ETHOS 1型微波消解儀（萊伯泰科），T6新世紀紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）。

1.3試劑

雙氧水（AR），天津市大茂化學試劑廠;硝酸（AR），成都市科龍化工試劑廠;鐵氰化鉀（AR），天津市大茂化學試劑廠;草酸（AR），天津市大茂化學試劑廠;K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Pb和Mg標液（國家標準溶液：GSB G 62069-90-8001），國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院，溶劑均為實驗室制備超純水。

1.4儀器工作條件

通過試驗對測定條件進行了優化，儀器工作條件為：K和Mg的測定靈敏度高、吸光度較大，需偏轉燃燒頭35 ℃;Ca的吸光度測定值很小，并與火焰性質有關;Pb測定的酸度范圍較窄，因此采用鐵氰化鉀-草酸體系來消除大多數元素的干擾[8]。通過試劑空白試驗消除試劑中金屬離子對測定結果的影響。用待測元素的標準溶液配制含量接近待測樣品的混合標準溶液，與供試液同時測定。結果表明，同批消解液同時測定9種元素相互之間無干擾。試驗確定的最佳儀器工作條件如表2所示。

1.5樣品預處理

1.5.1Fe、Zn、Cu、Mn、Ca、Mg、K和Na元素待測樣品的處理。

稱取6種鳳仙花花瓣粉末各0.500 0 g于坩堝中，電爐碳化至無白煙冒出。冷卻后放入電阻爐中，設定溫度500 ℃灰化3 h。灰化完成后，取出坩堝并用5%硝酸轉移、去離子水定容至25 mL容量瓶備用。

1.5.2Pb元素待測樣品的處理。

稱取6種鳳仙花花瓣粉末各0.100 0 g于聚四氟乙烯消解管中，加入硝酸5 mL、過氧化氫3 mL，微波消解儀設定功率1 300 W，150 ℃消解20 min;1 000 W，90 ℃消解10 min，取出罐體冷卻30～45 min，轉移消化液至容量瓶中，加入20 g/L草酸溶液8 mL、100 g/L鐵氰化鉀溶液8 mL搖勻，用0.2 mol/L鹽酸定容至25 mL容量瓶備用。

1.6標液制備

分別取K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg、Pb和Zn 9種金屬元素的標準儲備液（濃度為1 000 mg/mL），用去離子水稀釋定容，制成一定濃度梯度的標準工作液（表3）。

2結果與分析

2.1線性方程及相關系數

按照原子吸收光譜各金屬設定的工作條件對標準液進行測定，得出其相應吸光度，以橫坐標為標準液濃度梯度、縱坐標為吸光度，得到線性回歸方程及相關系數，范圍為0.994 0～0.999 8（表4），說明試驗測得數據有良好的線性關系。

2.2K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg、Pb和Zn含量測定結果

不同花色野生鳳仙花金屬元素含量測定結果見表5。由和Zn 9種金屬元素的含量存在明顯差異。在黃色系花中，黃麻葉鳳仙花中的Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg和Pb 7種元素含量較高;耳葉棒鳳仙花花瓣中K元素含量最高，金鳳花花瓣中K元素含量最低。在藍紫色系鳳仙花中，藍花鳳仙花中K、Na、Ca和Mg 4種元素的含量較高，滇水金鳳中則含量較低;滇水金鳳中Zn、Mn和Cu 3種元素的含量較高，耳葉鳳仙花中含量較低;耳葉鳳仙花中的Pb、Fe元素含量較高，滇水金鳳中含量較低。

2.3加標回收試驗

按表2儀器的工作條件，采用耳葉棒鳳仙花制備液進行回收試驗，以驗證試驗的準確性，結果發現（表6），8種元素的回收率為93.60%～107.50%，回收率良好。

3結論與討論

從該試驗結果可以看出，不同的鳳仙花花瓣中K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg、Pb和Zn 9種金屬元素的含量存在明顯差異。在黃色系花中，Na、Cu和Pb元素的含量與花色呈負相關，而Zn元素則與花色呈正相關，其他元素則沒有相關性;在紫色系花中，所有元素的含量與花色則沒有明顯相關性;但2個色系花瓣中金屬元素含量又存在明顯差異，故花色的變化不是由金屬元素單一因素所控制。

Na、K、Ca 3種金屬的差異可能與胞膜上離子泵運輸有關，Mg、Fe、Zn、Mn、Cu的差異可能與細胞中的色素螯合有關。Ca、Mg離子對花色苷的穩定性無明顯影響，Cu、Al和Fe的存在降低了花色苷的穩定性。花色的最終呈現并不是1個或2個因素能夠決定，而是多個因素共同作用的結果[9]。因此，后續擬對影響花色的其他因素，如細胞液pH、不同色素含量、花瓣表皮細胞結構等進行研究，以便更清楚地了解野生鳳仙花花色的成色機理。

47卷2期郭佳煒等不同花色云南野生鳳仙花花瓣中金屬元素測定

參考文獻

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