紫苏属植物中不同部位无机元素及维生素分析

【摘要】 　　目的研究紫苏属不同（变）种不同部位无机元素及维生素的组成及含量。方法利用原子吸收分光光度计及原子荧光分光光度计对无机元素进行测定；分别提取紫苏属植物中水溶性及脂溶性维生素，并采用高效液相色谱法进行分析。结果紫苏属不同（变）种不同部位所含无机元素及维生素种类基本相同，但含量存在显著差异。结论紫苏属不同（变）种中Ca，Fe，Mg等含量较高，但其As，Hg含量也应得到人们的重视；同时，在所测材料中检测到丰富的VC，VD2，VD3。从不同材料来看，野生紫苏无机元素及维生素含量丰富；从不同部位来看，中上部叶的营养价值相对较高。

【关键词】 维生素 无机元素 高效液相色谱法 原子吸收 原子荧光

　　Abstract:ObjectiveTo study and determine the compositions and relative ratio of different vitamins and mineral elements in different parts of 5 Perilla L. materias. MethodsThe water soluble vitamins and the fat soluble vitamins were extracted with different methods and were analyzed by HPLC. The AAS and the AFS methods were used to determine the sorts and contents of mineral elements.ResultsThe compositions of vitamins and mineral elements were approximately consistent in the different parts of the different Perilla L.materias, but the contents were significantly different.ConclusionThere are plenty of Ca，Fe and Mg in Perilla L.materias ,and Ca was the hightest.The contents of VC，VD2，VD3 are also plentiful, and we must pay more attention to the contents of As，Hg in Perilla L.materias. of them, Perilla fruteseens(L．)Britt．var.acuta (Thunb.) Kudo is a relativly valuable one. The upper and middle leaves of Perilla L. materias. has more nutritional value.

　　Key words:Vitamin; Mineral element; HPLC; AAS; AFS

　　紫苏属Perilla L．系唇形科Labiatae草本植物。据《中国植物志》记载，紫苏属植物全世界有1个种3个变种：即紫苏（原变种，包括紫苏和白苏）Perilla fruteseens var.frutescens (L．)Britton，野生紫苏P．frutescens (L．) Britton var．acuta (Thunb.) Kudo.

　　回回苏P．frutescens (L.)Britton var．crispa (Thunb.)Hand.-Mazz., 耳齿紫苏P. frutescens(L.)Britton var． auriculato-dentata C.T.Wuet Husanex H.W.L.。该属植物分类一直很混乱，20世纪90年代国内学者结合本草考证、植物分类学、蛋白谱带及挥发油组成等对本属植物进行研究，认为紫苏与白苏应为两种不同的植物，白苏应为正P．frutescens(L．)Britt，紫苏应为其变种P．frutescens(L．)Britt．var.arguta；同时发现耳齿苏实属野生紫苏［1～4］。关于紫苏属植物的准确分类还有待于进一步研究。 紫苏属植物主要产于亚洲东部，我国均有。其中，紫苏为《中国药典》收载入药，属于第1批次被我国卫生部颁布的既是食品又是药品的60种中药之一。但紫苏属中的各（变）种在民间皆供药用。紫苏茎叶具有治疗风寒感冒、头痛咳嗽、胸腹胀满、抑菌、止血、镇静和镇痛等疗效［5］。前人对紫苏属植物药用价值的研究主要集中在挥发油上，而对其无机元素及维生素的相关报道甚少。本实验对紫苏属植物不同部位中Fe，Mn，Mg，Zn，Cr，Cu，Cd，Pd， Hg，Ca，As等11种无机元素及维生素C，维生素PP，维生素B6，维生素B2，维生素B1，δ-维生素E，维生素D2，维生素D3， 维生素K，α-维生素E等10种维生素进行了比较分析，以期为紫苏属植物资源的合理开发利用提供重要依据。

　　1 器材

　　1.1 仪器

　　日本岛津公司高效液相色谱仪（SPD-10A VP紫外-可见检测器、LC-6A高压泵、CTO-10AS VP柱温箱〈含7725i型手动进样器〉），HITACHI公司Z-2000型原子吸收分光光度计，北京科创海光仪器有限公司AFS-3000型双道原子荧光光度计，高性能空心阴极灯（由北京有色金属研究总院提供），Thermo BR4i型冷冻离心机，Sartorius CP225D型电子天平，Sartorius BP-20型pH计，HS 6150D型超声清洗器，Millipore Mill-Q型超纯水系统，九阳牌JYL-350型料理机，江苏金坛中大仪器厂SHZ-82A型气浴恒温振荡器，Micromax型离心机（ICE公司），上海恒科技有限公司HWS28型电热恒温水浴锅，国华公司DB-3电热板，沈阳市节能电炉厂马沸炉。

　　1.2 试剂

　　1 000 mg/L各无机元素标准储备液均由国家标准物质研究中心提供; 维生素B1，维生素B2，维生素B6，烟酸和维生素C均由Supelco公司提供；维生素D2、维生素D3、α-维生素E、δ-维生素E、维生素K1标准样品均由Sigma公司提供；己烷磺酸钠（山东省禹城市中美色谱产品厂）、甲醇（上海陆都化学试剂厂）为色谱纯；磷酸、偏磷酸、盐酸、醋酸乙酯、无水乙醇均为分析纯。

　　1.3 材料

　　实验材料来自于美国Germplasm resources information network（GRIN）、四川中江及四川雅安等地共计4份，均由四川农业大学农学院吴卫博士鉴定，为Perilla L.植物。其编号、学名及来源见表1。所有材料均同时播种于四川农业大学农场，花期分上、中、下叶分别采收（上-茎尖3～5叶，下-茎基部倒数3～5叶，其余为中部叶），鲜样待测维生素。同时，在70℃下分别干燥上、中、下叶及同期采收的茎，研磨，过60目筛，干燥器中保存，粉末待测无机元素。 表1 4种紫苏属材料的学名及来源（略）

　　2 方法与结果

　　2.1 样品前处理方法

　　2.1.1 无机元素样品的前处理

　　Fe，Mn，Mg，Zn，Cr，Cu，Cd，Pd，As及Hg的样品制备分别参见GB12396-90，GB/T5009.14-1996，GB/T5009.15-1996，GB/T5009.13-1996，GB/T5009.15-1996，GB/T5009.12-1996，GB/T5009.11-1996及GB/T5009.17-1996［6］。

　　Ca的样品制备：精密称取待测样品0.5 g左右，至于瓷坩埚内，电热板炭化至无烟，（500±25）℃马沸炉6～8 h，冷却。10 ml HCl（6∶6）消煮近干，5 ml 5%HCl清洗并转移至50 ml容量瓶，加入硝酸镧溶液，确保1%含量，纯水定溶，待测［7］。

　　2.1.2 水溶性维生素的提取

　　将每份采收的上、中、下新鲜材料清洗干净，沥干表面水分后，分别精确称取10 g左右，加入30 ml 5%HPO3打成匀浆，多次加入2%HPO3 清洗并转移匀浆入棕色试剂瓶，共计30 ml，在冰水混合条件下超声浸提30 min。将提取液在4℃，8 000 r/min条件下离心15 min，取上清液移入100 ml棕色容量瓶；用2%的HPO3清洗匀浆试剂瓶，洗液连同离心残渣再次离心15 min，取上清液；重复清洗两次；用2%的HPO3定容。取上述定容后的溶液于1.5ml离心管中，在4℃，10 000 r/min条件下离心10 min，清液待测。以上操作均要求避光、迅速，样品处理后在4℃保存，防止维生素分解。

　　2.1.3 脂溶性维生素的提取

　　同样将新鲜材料清洗沥，称取样品10 g于匀浆机中，加入无水乙醇25 ml，匀浆2 min后，准确称取匀浆20 g于150ml具塞三角瓶中，移液管精确加入20 ml无水乙醇，于50℃气浴恒温震荡器上震荡50 min，取下，待冷却后，转移至50 ml离心管中，8 000 r/min离心15 min，上清液转移至分液漏斗中，残渣用无水乙醇洗3遍，10 ml/次，分别离心15 min，合并上清液，加入10%NaCl溶液5 ml，正己烷20 ml，快速混匀2 min，静置分层，取正己烷相，下液再加入正己烷10 ml，再次萃取，合并正己烷相于蒸发皿中，蒸至干，流动相转移并定容至10，取1 ml上清液10 000 r/min离心10 min，清液待测。以上操作应尽量迅速，避光。　2.2 测定方法

　　2.2.1 无机元素检测

　　采用原子吸收分光光度计火焰法及石墨炉法测定Fe，Mg，Mn等9种元素，原子荧光光度计测定As，Hg等2种元素。各元素测定时的仪器工作条件及原子吸收参数设定见表2～3。表2 原子吸收分光光度计参数设定（略）表3 原子荧光光度计参数设定（略）

　　
　　2.2.2 水溶性维生素检测

　　取水溶性维生素混合标样紫外扫描，选择检测波长为254 nm；色谱柱Luna C18(2) 100 200 mm×4.6 mm×5 μm ；流动相0.005 mol/L己烷磺酸钠（稀磷酸调pH=3.0）：甲醇=7∶3；流速1.0 ml/min；柱温30℃［8］。水溶性维生素混合标样及供试样品分离色谱图见图1。

　　2.2.3 脂溶性维生素检测

　　取脂溶性维生素混合标样紫外扫描，选择检测波长为275 nm；色谱柱为Hyperclone BDS C18 150 mm×4.6 mm×5 μm；流动相为甲醇∶醋酸乙酯=95∶5；流速1.0 ml/min；柱温25℃［8］。脂溶性维生素混合标样及供试样品分离色谱图见图2。

　　2.3 测定结果

　　2.3.1 无机元素组成及含量测定按“2.2.1”项下方法对5种紫苏属植物不同部位中无机元素组成及含量进行测定,其结果见表4。

　　2.3.2 维生素组成及含量测定同样按“2.2.2”及“2.2.3”项下的方法对5种紫苏属植物不同部位维生素进行测定,并按锋面积外标法计算含量。其结果见表5。

　　3 讨论

　　从表4可以看出不同（变）种中无机元素的种类没有显著的差异，均含有所测的Fe，Mn，Mg，Zn，Cr，Ca， Cu，Pd，As，Hg等10种元素，同样都没检测到Cd。但同一（变）种中不同元素的含量存在显著差异：Ca＞Mg＞Fe＞As＞Mn＞Zn＞Cu＞Cr＞Pd＞Hg＞Cd。从不同（变）种看，回回苏中含有较高的Fe，Mg，As，Pd及Hg；野生紫苏中含有较高的Ca，Cu及Cr；紫苏中Mn的含量较高；待定材料中含有较高Zn。从不同部位来看，Ca，Mg，Mn，Hg，Pd，As，Cr等在叶中的含量高于茎，如Ca，Mg，Mn ，Pd等在各部分叶中的含量是茎中含量的2～3倍，Cr几乎不存在于茎中（紫苏除外），Hg和As的差异因材料而异；Zn在叶中的含量也高于茎，但回回苏除外，其茎中含量高达34.39 mg；Fe在茎中的含量明显高于叶（紫苏除外），如野生紫苏茎中含量高达966.96 mg；由于材料的不同，Cu的含量在不同部位没有显著的规律。比较同种材料不同部位的叶，可见上部叶中含有较高的Mg，Hg；中部叶中含有较高的Mn；下部叶中Ca，Zn，As含量较高；Pd，Cr，Fe，Cu等在不同材料的不同叶中分布没有显著的规律。表4 不同紫苏材料不同部位无机元素的测定结果（略）

　　从表5可以看出所有材料中均含丰富的水溶性维生素（维生素C）和脂溶性维生素（维生素D2、维生素D3），但含量存在显著差异。如维生素C平均含量范围在5.62～21.54 mg间，野生紫苏含量最高；维生素D2平均含量在13.85～20.63 mg间，也以野生紫苏含量最高；维生素D3平均含量在1.75～2.46 mg间，还以野生紫苏含量最高；部分（变）种中检测到痕量的烟酸，维生素B6，δ-维生素E，α-维生素E，维生素K1；所有（变）种中都不含有维生素B2和维生素B1 。从不同部位来看，维生素C含量在不同（变）种中均随上、中、下叶递减；由于（变）种不同，维生素D2及维生素D3含量在不同部位中呈现不同的规律，如维生素D2在野生紫苏中以上部叶含量较高，在野生紫苏上部叶中高达32.28 mg，而在回回苏及白苏中以中部叶含量较高；维生素D3在叶中各部分含量差异不显著。表5 不同紫苏材料不同部位维生素测定结果（略）

　　本研究通过比较紫苏属不同（变）种无机元素和维生素的组成及含量，发现所含种类基本相同，但含量各不相同，以野生紫苏最为丰富；而回回苏中Pd，Hg，As等重金属含量过高,其有无药用价值还有待考察；紫苏属植物中维生素以及无机元素种类基本一致，但其各自含量并不接近于任何一（变）种，其分类地位还有待进一步探讨。从不同部位来看，叶中无机元素及维生素含量相对高于茎，尤其是上中部叶。

　　中国多次营养调查的结果均显示，我国国民在营养摄入中，钙是缺失最严重的营养素，不足营养协会推荐的日摄入量的50％ ，仅在400 mg左右（葛可佑·中国居民膳食钙摄入量普遍低下，《钙与妇女和儿童健康研讨会论文集》,北京:2001）。本研究发现紫苏属植物钙含量均很高，其中以野生紫苏叶中钙含量最高，平均值为60 073.62 mg/kg，是传统的高钙食品豆腐（2 170～2 770 mg/kg）的22倍左右。同时紫苏属植物叶中还存在丰富的维生素C、维生素D2及维生素D3，能促进小肠对钙的吸收。可见每日食用少量紫苏属植物叶，即可达到推荐钙日摄入量（800～1 000 mg），改变我国目前普遍缺钙现状。且值得注意的是紫苏属植物中Fe，Zn含量均大大超过一般植物(一般植物Fe为140 mg/kg，Zn为0.1 mg/kg)，而Fe，Zn均为重要的生命元素［9］。但紫苏属植物中As，Hg含量超过国家绿色食品药品标准（As＜2 mg/kg，Hg＜0.2 mg/kg），特别As含量超标50倍左右，且以回回苏最为显著。这有可能与其土壤背景有关，有待进一步研究。

【参考文献】
　　［1］赵淑平,朱兆仪．紫苏与白苏不同化学型挥发油成分的研究［J］.天然产物研究与开发,1993,3：19.

　　［2］吴周和. 紫苏叶精油化学成分分析研究［J］.氨基酸和生物资源，1996，3：24.

　　［3］刘月秀,张卫明．紫苏植物资源的分类及资源分布［J］.中国野生植物资源,1999,17(3)：1.

　　［4］肖培根.新编中药志，第3卷［M］.北京：化学工业出版社,2002,3:499.

　　［5］于淑玲,王秀玲.药用紫苏的营养价值与综合利用的概述［J］.食品科技,2006,8:287.

　　［6］中国标准出版社总编室．中国国家标准汇编［S］.北京：中国标准出版社,2002：12.

　　［7］中国标准出版社总编室.中华人民共和国国家标准［S］.北京:国家技术监督局,1994,7:427.

　　［8］中国预防中医学科学院营养与食品卫生监督所.食物营养成分测定方法，第3版［M］.北京：人民卫生出版社,1991：1.

　　［9］金东海.绿色食品-野菜［M］.北京：化学工业出社，2001：258.