掌葉覆盆子根莖中重金屬年動態變化及相關性分析

王松琳， 潘俊杰， 陳正道

(1.浙江省農業技術推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.麗水市農林科學研究院，浙江 麗水 323000；3.浙江省耕地質量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020)

掌葉覆盆子為薔薇科懸鉤子屬植物，主要分布于我國華東地區的江蘇、安徽、浙江、江西、福建等省[1]，是一種重要的藥用植物，其根、葉、未成熟果實均可入藥。掌葉覆盆子的未成熟干燥果實是一味常用中藥，名為覆盆子，具有益腎、固精、縮尿和明目之功效，用于遺尿尿頻、陽痿早泄、遺精滑精和目暗昏花等治療[2]，為《中華人民共和國藥典》(2020年版)收載的常用中藥。掌葉覆盆子的成熟果實可鮮食，黃酮類化合物、可溶性糖、VC等營養成分和生物活性物質含量較高[3]，世界糧農組織(FAO)將其推薦為世界第3代衛生無公害保健營養水果，近年來很多地區也將其作為經濟作物進行廣泛種植，取得良好的經濟效益[4-5]。掌葉覆盆子干燥根及殘莖為常用畬藥，名為擱公扭根，以畬族習用藥材名義收載于《浙江省中藥炮制規范》(2015年版)，具有祛風止痛、明目退翳、和胃止嘔等功效[6-7]。

近年來，隨著對掌葉覆盆子相關研究的深入，其根和莖的藥用價值逐漸凸顯，其藥效和品質愈加重要。重金屬污染一直是影響中藥材品質的重要因素。目前掌葉覆盆子的研究主要集中在果實中，而對其根莖的研究較少，尤其是針對根莖中重金屬污染等質量安全問題的研究鮮有報道。本文通過測定掌葉覆盆子根莖中重金屬物質在全年不同時段的含量差異，分析其不同時段含量的動態變化相關性，進一步確定掌葉覆盆子中重金屬含量較低的時段，將其作為最佳采收期，為掌葉覆盆子根和莖的合理安全采收提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗材料采集地位于浙江省麗水市蓮都區雅溪鎮，供試掌葉覆盆子品種主要來源為野生引種，以分蘗繁殖為主。在種植基地選取5株長勢較好、無病蟲害的掌葉覆盆子進行定點采樣，于每月中旬采集根和莖鮮樣，清洗后于55 ℃烘干至恒重，粉碎過篩，密封保存，用于后續試驗。

1.2 方法

采用硝酸消煮法進行樣品消解，具體參照《食品中多元素的測定》(GB/T 5009.268—2016)中的微波消解法[8]進行。用電感耦合等離子體質譜儀對樣品測定液進行定量分析并繪制標準曲線，根據標準曲線計算元素質量分數，進一步得出掌葉覆盆子根和莖中主要重金屬(Cr、Ni、Cu、Pb、As、Se、Cd)的含量。

1.3 數據處理

根據測定結果，利用SPSS 18.0軟件進行方差分析(ANOVA)和相關性分析，探究全年不同時段覆掌葉盆子根、莖中重金屬含量的相關性；利用GraphPad Prism7對分析數據進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 掌葉覆盆子根中重金屬含量全年動態變化

掌葉覆盆子根中重金屬含量全年變化情況如圖1所示。結果表明，掌葉覆盆子根中Cr、Ni、Cu、Pb含量較高，As、Se、Cd含量較低。Cr、Ni、Cu、Pb和As的含量變化一致，呈現出先增后減的趨勢，均在4月13日掌葉覆盆子生長臨近成熟時達到峰值，其中Cu的含量最高，達到16.09 mg·kg-1；在5月10日進入采摘期后，呈現先迅速降低后進入波動式下降的趨勢，除Cr在6月15日出現一次回升，含量增至12.45 mg·kg-1外，Cr、Ni、Cu、As和Pb均在9月18日到達最低值。其中，As含量最低，僅為0.04 mg·kg-1。Se含量變化較為平穩，Cd則呈現出波動式上漲，在12月10日達到峰值。由此可知，掌葉覆盆子根中重金屬含量變化的拐點在5月中下旬出現，即在掌葉覆盆子臨近成熟、果實進入采收期的期間，而在7—8月，Ni、Cu、Pb、Cd等重金屬含量出現回升。因此，從重金屬含量高低的角度分析可知，5月下旬或9月中下旬為掌葉覆盆子根的最佳采收時機。

圖1 掌葉覆盆子根中重金屬含量的全年動態變化

2.2 掌葉覆盆子莖中重金屬含量全年動態變化

由圖2可知，掌葉覆盆子莖中重金屬含量情況與根中基本一致，同為Cr、Ni、Cu、Pb較高，As、Se、Cd較低，但全年動態變化趨勢與根中并不相同。其中，Cr含量變化幅度較大，在1月10日后急劇下降，至最低點后，呈現兩次先增后減的變化趨勢，并在6月15日達到峰值；Ni的變化趨勢與Cr基本一致，但變異幅度較平緩；Cu、Pb、Cd的變化趨勢基本一致，均在2月13日、5月10日和11月12日達到高點，全年呈現出3～4次先增后減的動態變化趨勢。As和Se變化趨勢相似，且變化幅度平緩，基本呈現先增后減的趨勢，分別于6月16日和5月10日到達峰值后逐漸降低。分析結果表明，掌葉覆盆子莖中7種重金屬含量的動態變化拐點基本在5月中下旬至7月上旬，Cu和Cd均在7月達到全年最低點，而Cr、Ni、Cu、Pb和Cd均在8月中旬出現上升趨勢。因此，從重金屬含量高低分析認為，7月中下旬為掌葉覆盆子莖的最佳采收時機。

圖2 掌葉覆盆子莖中重金屬含量的全年動態變化

2.3 掌葉覆盆子根和莖中重金屬含量在全年不同時段的差異

分析比較同一重金屬在全年不同時段含量高低，以及不同重金屬在同一時期的含量高低。由表1可知，掌葉覆盆子根中重金屬的年均含量大小順序應為Cr>Cu>Ni>Pb>Cd>Se>As。

表1 全年不同時段掌葉覆盆子根中重金屬含量的差異性分析

根中各重金屬含量在全年各時期的差異顯著性亦不相同。Cr、Ni、Cu、Pb、As、Cd含量均表現出顯著性差異；Se全年各時期含量相對穩定，其峰值在11月13日，但相比4—7月，其間差異并不顯著。

由表2可知，掌葉覆盆子莖中重金屬年均含量大小順序與根中一致，但莖中各重金屬含量在全年各時期的差異顯著性與根中區別較大。其中，Cr、Ni、Pb和As含量在全年各時期之間存在顯著差異，而Cu在6月進入拐點后，其含量在6—10月并無顯著性差異；Se在5月10日進入峰值后呈波動下降趨勢，其含量在6—12月均未表現出顯著性差異；Cd在2月13日達到峰值后迅速降低，呈現出先降后升的動態變化趨勢，含量在3—9月無顯著性差異。

表2 全年不同時段掌葉覆盆子莖中重金屬含量的差異性分析

2.4 掌葉覆盆子根和莖中重金屬含量間的相關性分析

掌葉覆盆子根中的重金屬含量間的相關系數如表3所示。Cr與Ni、As、Se間呈現極顯著正相關，與Cu呈顯著正相關；Ni與Cu、As、Pb間呈極顯著正相關，與Se呈顯著正相關；Cu與As間呈現出極顯著正相關，與Pb呈現顯著正相關；其他重金屬間的相關性均未達到顯著水平。由此說明，掌葉覆盆子根中重金屬含量相互間具有一定的促進作用，尤其是Cr與Ni、Cu、As、Se，以及Ni與Cu、As、Se、Pb含量間均存在極顯著或顯著正相關；Cd雖與Cr、Ni、Cu和As間存在負相關，但差異不顯著，并不能說明其間存在拮抗作用。以上結果表明，掌葉覆盆子根中各重金屬間存在不同程度的協同促進關系，某種金屬的積累可能會促進其他重金屬的吸收，尤以Cr和Ni的作用較為明顯。

表3 掌葉覆盆子根中重金屬含量間的相關性

掌葉覆盆子莖中的重金屬含量間的相關系數如表4所示。Cr與Ni之間呈極顯著正相關，Cr與As、Cu與Cd、Cd與Pb之間均呈顯著正相關，其他重金屬間的相關性均未達到顯著水平。結果表明，掌葉覆盆子莖中各重金屬間的相關性較根中弱，Cr可能對Ni的積累有一定的促進作用。

表4 掌葉覆盆子莖中重金屬含量間的相關性

3 討論

重金屬含量一直是中藥材質量安全的重要風險因子，Cd、As、Pb等重金屬能以多種形態存在，對人體健康造成嚴重損害[9]。目前針對掌葉覆盆子的研究主要集中在種質資源開發，以及果實營養成分和藥效成分等方面，對根和莖等部位的研究報道較少[10-12]。姜晶等[13]對越橘、樹莓等3種小漿果果實的重金屬元素展開分析認為，樹莓中Pb、Cd、As的含量均在標準限制之內；胡姝等[14]通過電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定樹莓、藍莓等小漿果中As、Pb、Cd、Cr、Hg及Cu等重金屬含量，結果表明，As、Cd、Hg重金屬含量均<0.01 mg·kg-1，Cu含量最高，在黑加侖中達到4.7 mg·kg-1。本研究結果顯示，掌葉覆盆子根和莖中重金屬含量符合國際標準化組織(ISO)頒布的《中醫藥-中藥材重金屬限量》(2015年)標準規定，其根、莖中重金屬年平均含量表現為Cr>Cu>Ni>Pb>Cd>Se>As，且7種重金屬根中含量均高于莖。根中重金屬含量大多在5月中下旬進入拐點，9月下旬到達最低值；而莖中重金屬含量拐點出現在5月中下旬至7月上旬，Cu、Cd、As在7月達到最低值。此外，掌葉覆盆子根中Cr、Ni、Cu、Pb、As含量之間存在極顯著或顯著正相關，說明其間存在不同程度的協同促進關系；莖中各重金屬間大多不存在顯著性關系，是否存在協調或拮抗關系仍需要進一步研究。

綜上所述，從重金屬含量高低的角度分析，5月下旬或9月中下旬為掌葉覆盆子根的最佳采收時機，7月中下旬為掌葉覆盆子莖的最佳采收時機，以此作為掌葉覆盆子根和莖的采收期，可有效降低根、莖中重金屬含量，為保障質量安全和藥效起到一定的指導作用。