摘要: 为了解河北内丘不同海拔地区种植的金花葵(
Hibiseus manihot L.)营养成分含量，分别测定了不同海拔高度生长的金花葵叶片和花瓣中的叶绿素、矿质元素、可溶性糖、可溶性蛋白质、维生素C和多糖等主要营养成分，并与其他海拔地区种植的金花葵进行了比较研究。结果：生长于河北内丘海拔较高地区的金花葵叶片中含有3.80 mg/g的叶绿素，金花葵花瓣中含有11.44 %的可溶性糖、13.73 mg/g的可溶性蛋白质、46.88 mg/100g的维生素C和9.70%的多糖，花瓣的镁、锌、铁、铜、锰、钙、硒的含量分别为82.82 μg/g、72.24 μg/g、100.58 μg/g、6.34 μg/g、4.50 μg/g、338.50 μg/g、0.0066 μg/g。而海拔较低地区生长的金花葵叶片中含有2.08 mg/g的叶绿素，金花葵花瓣中含有13.89 %的可溶性糖、9.83 mg/g的可溶性蛋白质、92.98 mg/100g的维生素C和7.32%的多糖，花瓣的镁、锌、铁、铜、锰、钙、硒的含量分别为82.82 μg/g、72.24 μg/g、100.58 μg/g、6.34 μg/g、4.50 μg/g、338.50 μg/g、0.0056 μg/g。结论：河北邢台内丘种植的金花葵含有丰富的营养成分，可溶性糖、可溶性蛋白质、维生素C、多糖及矿物质元素等营养品质成分含量水平整体较高，不同海拔的金花葵的营养成分含量存在一定的差异，海拔较高地区(619 m)的金花葵叶片中含叶绿素较多，金花葵花瓣中含较多的可溶性蛋白质、多糖和镁、锌、铜、锰、硒等矿物质元素，而海拔较低地区生长的金花葵叶片中含有可溶性糖、维生素C和钙、铁含量略高。
Abstract:
To understand the nutrient contents of Hibiseu manihot L. grown at different altitudes in Neiqiu County, Hebei province, the contents of chlorophyll, mineral elements, soluble sugar, soluble protein, vitamin C and polysaccharide in leaves and petals of Hibiseu manihot L. grown at different altitudes were determined, a comparative study was carried out between sunflower and other plants grown at different altitudes. Results: The leaves in the mountains contains of Hibiseu manihot L. growing at high altitude in Neiqiu County, Hebei province, chlorophyll was 3.80 mg/g, the petals of Hibiseu manihot L. contain 11.44% soluble sugar, 13.73 mg/g soluble protein, 46.88 mg/100g Vitamin C and 9.70% polysaccharide in the petals of sunflower, the contents of Mg, Zn, Fe, Cu, Mn, CA and SE in petal were 82.82 μg/g, 72.24 μg/g, 100.58 μg/g, 6.34 μg/g, 4.50 μg/g, 338.50 μg/g and 0.0066 μg/g respectively. The leaves of Hibiseu manihot L. grown at lower altitudes contained 2.08 mg/g chlorophyll, the petals of Hibiseu manihot L. contain 13.89% soluble sugar, 9.83 mg/g soluble protein, 92.98 mg/100g Vitamin C and 7.32% polysaccharide, the contents of Mg, Zn, Fe, Cu, Mn, CA and SE in petal were 82.82 μg/g, 72.24 μg/g, 100.58 μg/g, 6.34 μg/g, 4.50 μg/g, 338.50 μg/g and 0.0056 μg/g respectively. Conclusion: Hibiseu manihot L. grown in inner hills of Xingtai Province of Hebei province is rich in nutrients, with high levels of soluble sugar, soluble protein, vitamin C, polysaccharide and mineral elements, there are some differences in the contents of nutrient components in Hibiseu manihot L. leaves at different altitudes. The leaves of Hibiseu manihot L. at higher altitudes (619 m) contain more chlorophyll, Hibiseu manihot L. petals contain more soluble protein, polysaccharide and magnesium, zinc, copper, manganese, selenium and other mineral elements, the contents of soluble sugar, vitamin C, calcium and iron in the leaves of Hibiseu manihot L. growing at lower altitude were slightly higher.
1. 引言
海拔是影响植物品质形成重要环境因素之一[1] [2]，随着海拔升高，环境变量如大气温度降低、薄雾天气增多、生长季长度、资源有效性均减少等，都会影响植物体内营养成分积累[3] [4]。高海拔下，温度下降，糖类作为一种保护物质，其含量增加可增强植株抗冷性[5]。刘雷等[6]发现不同海拔高度鱼腥草挥发油的化学成分含量不同。马生祥等[7]发现野生金露梅黄酮含量随海拔升高而增加，说明不同海拔的环境差异对植物体内黄酮影响因植物种类而异。蒋欣梅等[8]研究发现随着海拔高度增加，老山芹体内多糖、脂肪、可溶性糖含量增加。徐天才等[9]研究了不同海拔藜麦的营养成分，发现不同海拔种植的藜麦营养成分含量与环境因子有很好的相关性。
金花葵(Hibiseus manihot L.)，别名菜芙蓉、野芙蓉、部分地区又称为黏干或山榆皮，属于锦葵科秋葵属一年生草本植物。金花葵自然分布于河北地区[10]，其原产地在河北省邢台内丘小马河流域内，内丘县位于河北省西南部，邢台市中西部，太行山东麓，介于东经113˚56'43"~114˚38'16"、北纬37˚9'11"~ 37˚26'39"之间，地势西高东低，西部以山岭为主，平均海拔约1000米，最高海拔1822 m。中部以丘陵为主，平均海拔约400 m。东部以平原为主，最低海拔45 m。金花葵属于经济型作物，具有多种价值[10] [11]。金花葵具有极高的药用价值，有清热解毒[12]、消炎镇痛[13]、美白抗氧化[14] [15]、调节心脑血管的血脂[16] [17]等功效。也可作为食用植物，金花葵的花可直接食用、泡茶或者酒做饮品；根、茎、叶可以直接经处理后与其他食品原料制成面点或糕点。金花葵的相关研究主要集中在对总黄酮[18] [19]、脂肪酸[20]、多糖[21]等成分提取利用和金花葵的药用价值[22]和保健功能[23]上，对于海拔高度对金花葵矿质元素、可溶性糖、可溶性蛋白质、叶绿素、VC及多糖等的影响研究未见报道。
2. 材料与方法
2.1. 材料
2.1.1. 材料
金花葵的鲜花(盛花期，花瓣完全展开)和嫩叶片，采集于邢台木阳农业科技科技开发有限公司基地(河北省邢台市内丘县)内，高海拔样品金花葵采集自内丘县黄岔村金花葵繁育基地(海拔619 m，山地SD)，低海拔样品金花葵采集自内丘县小马河流域金花葵种植基地(海拔94 m，平原PY)。分别于山地、平原各5个不同地块进行样本采集。不同地块的金花葵均为相同时间播种，进行统一水肥管理。对采集的金花葵叶片(避光保存)及花朵去除花柄、叶柄，用去离子水冲洗后60℃烘干至恒重，粉碎后过60目筛，放于阴凉干燥处备用。
2.1.2. 仪器
高速万能粉碎机(天津泰斯特)；台式高速离心机(TG16-WS，湘南赛特湘仪)；大容量离心机(TDL-5-A，上海安亭)；紫外可见分光光度计(UV 5200，上海元析)；数显恒温水浴锅(HH-2，国华电器)；雪花制冰机(DTY-ZBJ-40，北京德天佑科技)；电子天平(CP114，奥豪斯)；电热鼓风干燥箱(101AB-1型，山东省菏泽市南城益发)；微波消解仪(GT-400，屺尧科技)；原子吸收分光光度计(SP-3520AAPC，上海光谱)；原子荧光光度计(AFS-8220，北京吉天)。
2.1.3. 药品
丙酮、无水乙醇(天津益力)、碳酸钙(天津红岩试剂厂)、蒽酮Anthrone(上海蓝季生物)、硝酸(天津市大茂)，浓硫酸(天津市大茂)、葡萄糖(天津红岩)、95% 乙醇(天津益力)、碳酸氢钠(天津红岩)、苯酚、考马斯亮蓝、氯化锶、2,6-二氯靛酚钠盐(凯玛生化天津)、Coqmassie Bnlliant Blue G-50 Amersco、牛血清白蛋白(金克隆北京生物)、草酸(天津红岩)、85%磷酸、抗坏血酸、石英砂、超纯水(18.2 Ω)、镁标准溶液、铁标准溶液、锰标准溶液、锌标准溶液、钙标准溶液、铜标准溶液、硒标准溶液。
2.2. 叶绿素的测定
2.2.1. 样品的制备
分别称取干燥叶片粉各1 g，放到研钵中，加少量石英砂和碳酸钙，加入少量丙酮、无水乙醇混合液，研成匀浆，再加混合液5 mL，继续研磨至糊状，静置3~5 min。取滤纸置于漏斗中，用混合液湿润，沿玻璃棒把提取液倒入漏斗，滤液流进25 mL容量瓶中；用少量混合液冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中。用滴管吸取混合液，将滤纸上的叶绿体色素全部洗进容量瓶，直至滤纸和残渣中绿色消失为止。最后用混合液定容至25 mL，摇匀，并做好标记。
2.2.2. 样品的测定与计算
吸取上述待测容液各1 mL，稀释10倍后，进行吸光值的测定。以丙酮、无水乙醇混合液作为空白对照，分光光度计设置波长663 nm和645 nm，测定吸光值。并按下列公式进行计算。
(1)
(2)
(3)
(4)
Ca (mg/L)：叶绿素a浓度；
Cb (mg/L)：叶绿素b浓度；
CT (mg/L)：总的叶绿素浓度。
2.3. 可溶性糖的测定
采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量。
2.3.1. 样品的制备
分别称取0.1 g干燥的金花葵花粉末，加入蒸馏水研磨成匀浆；置于80℃水浴中浸提30 min；4000 r/min离心10 min，取上清液定容至50 mL备用，做好标记。
2.3.2. 样品的测定与计算
吸取待测液各1 mL，稀释10倍。取稀释后溶液各1 mL放入试管中，依次测定样品。
计算公式：
(5)
C (µg/mL)：吸光值代入标准曲线得到滤液中的糖含量；
V (mL)：滤液体积；
W (g)：样品称重量。
2.3.3. 标准曲线的绘制
取6支干燥洁净的试管按照表1顺序加入试剂，进行测定。加入蒸馏水后立即混匀，管口加塞放入沸水中，以防蒸发。
Table 1. Determination of total soluble sugars using anthrone colorimetric method—Preparation of glucose standard curve
表1. 蒽酮比色法测定可溶性糖总量——葡萄糖标准曲线制作
项目 |
管号0 |
管号1 |
管号2 |
管号3 |
管号4 |
管号5 |
标准葡萄糖溶液/mL |
0 |
0.3 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
蒸馏水/mL |
1.0 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
蒽酮试剂/mL |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
|
沸水浴中准确煮沸10 min，取出用流水冷却，于620 nm处比色 |
葡萄糖浓度/(mg/mL) |
0 |
20 |
30 |
40 |
60 |
80 |
以第一管为空白对照，在620nm处迅速测其余各管吸光值。 |
以标准葡萄糖含量(mg/mL)为横坐标，吸光值为纵坐标，做出标准曲线，如图1。
Figure 1. Glucose standard curve
图1. 葡萄糖标准曲线
2.4. 可溶性蛋白质的测定
采用Brandford法对蛋白质含量进行测定。
2.4.1. 样品的制备
准确称取干燥的金花葵花粉末各0.1 g，加入6 mL蒸馏水研磨成匀浆；将匀浆转移到离心管中，以4000 r/min离心10 min；取上清液，用蒸馏水定容至10 mL，作为样品待测液。
2.4.2. 样品的测定与计算
(6)
C (mg/mL)：吸光值代入标准曲线得到滤液中的蛋白质含量；
V (mL)：提取液总体积；
V1 (mL)：测定时加样量；
W (g)：样品测定量。
2.4.3. 标准曲线的绘制
取16支试管，按照表2顺序加入试剂。以蛋白质含量(mg/mL)为横坐标，以吸光值为纵坐标绘制标准曲线，如图2。
2.5. 维生素C的测定
采用2,6-二氯靛酚法测定VC含量。
2.5.1. 样品的制备
各称取干燥的金花葵花粉末1 g，放入研钵中，加入少量20 g/L草酸溶液，在冰浴条件下研磨成浆状。转入100 mL容量瓶中，用20 g/L草酸溶液冲洗研钵后倒入容量瓶，再用20 g/L草酸溶液定容至刻度，摇匀。提取10 min后，4000 r/min离心10 min，收集上清液备用。
Table 2. Preparation of protein standard curve
表2. 蛋白质标准曲线制作
项目 |
管号 |
空白 |
标准蛋白浓度梯度 |
样品 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
山地 |
平原 |
牛血清白蛋白标准液/mL |
|
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
|
|
样品待测液/mL |
|
|
|
|
|
|
0.5 |
0.5 |
蒸馏水/mL |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
|
0.5 |
0.5 |
考马斯亮蓝染色液 |
各5.0 mL |
反应 |
各管混匀，室温下放置5 min |
比色 |
以0号管为空白参比，测定595 nm处的吸光值 |
Figure 2. Protein standard curve
图2. 蛋白质标准曲线
2.5.2. 滴定
用移液管吸取10 mL上清液置于100 mL的三角瓶中，用已经标定的2,6-二氯酚靛酚溶液滴定至出现微红色，15 s不褪色，记下染料用量。重复三次。以10 mL 20 g/L草酸溶液作为空白，用移液管吸取10 mL 20 g/L草酸溶液置于100 mL的三角瓶中，用已经标定的2,6-二氯酚靛酚溶液滴定至出现微红色，15 s不褪色，记下染料用量。重复三次。
2.5.3. 计算
(7)
(8)
V (mL)：提取液总体积；
V1 (mL)：染料消耗测定量；
V0 (mL)：染料消耗空白量；
Vs (mL)：吸取滤液体积；
m (g)：样品质量；
ρ (mg/mL)：染料标定值。
2.6. 多糖的测定
采用苯酚–硫酸法测定多糖含量。
2.6.1. 样品的提取
参考巫玲丽等[24]优化后的金花葵多糖提取工艺，准确称取1.000 g山地金花葵花粉末5组和平原金花葵花粉末5组，分别放于250 mL锥形瓶中，采取优化后的提取工艺，设置料液比1:50，超声温度为50℃和超声时间为30 min进行金花葵花多糖提取。
2.6.2. 样品的测定与计算
取多糖沉淀使用蒸馏水溶解，稀释后倒入200 mL容量瓶中，用蒸馏水定容到刻度线，充分摇匀后得到样品溶液。将样品溶液溶解隔夜后离心10 min，离心速度4000 rpm。将上清液取出2 mL放置于10 mL具塞试管中，加入1.0 mL现配的5%的苯酚溶液，充分混匀后，延试管壁加入5.0 mL浓硫酸，缓慢摇匀使用橡胶塞封口后迅速放入沸水中水浴加热15 min，时间到立即放置在冰水混合液中冷却10 min，待温度冷却至室温后，在490 nm处测定多糖溶液的吸光度，将数据代入葡萄糖标准曲线，综合稀释倍数，计算出质量。
多糖得率(%) = (多糖质量 × 稀释倍数 × 定容体积) ÷ 干燥金花葵粉末 × 100%(9)
计算公式：
(10)
C (µg/mL)：吸光值代入标准曲线得到滤液中的糖含量；
V (mL)：滤液体积；
W (g)：样品称重量。
2.6.3. 溶液的标定
Table 3. Calibration of 2,6-Dichlorophenol Indophenol Solution
表3. 2,6-二氯酚靛酚溶液的标定
项目 |
1 |
2 |
3 |
标准抗坏血酸溶液/mL |
10 |
10 |
10 |
2,6-二氯酚靛酚溶液滴定至微红色，15 s不褪色 |
根据消耗的2,6-二氯酚靛酚溶液的量计算出每1mL染料溶液相当的抗坏血酸质量，取平均值 |
2.6.4. 标准曲线的绘制
测定金花葵花多糖含量采用苯酚–硫酸法。准备7支干燥且洁净的具塞试管根据表4依次加入试剂，进行吸光值检测。具体如下：每管中依次加入不同体积的葡萄糖标准液和蒸馏水(共计2.0 mL)立即混匀，再向7支试管中各加入1.0 mL 5%苯酚试剂，充分摇匀，之后在各试管沿试管壁缓慢加入5 ml浓硫酸，轻缓地充分摇匀后用橡胶塞封住管口放入沸水浴里加热15 min，防止蒸发；取出迅速置于冰水混合液中冷却10 min，待冷却至室温。以管0为空白对照，在490 nm处测其余管的吸光值。
以标准葡萄糖含量(mg/mL)为横坐标，吸光值(A)为纵坐标，绘制葡萄糖标准曲线，如图3。对不同质量的葡萄糖使用苯酚–硫酸法在490 nm处测定吸光值，其建立回归方程是：y = 5.5658x + 0.0406 (R2 = 0.994)，在质量0.01 mg~0.1 mg范围内，葡萄糖质量与吸光值在此倍数内线性呈直线。
Table 4. Phenol glucose determination glucose standard solution—Standard curve production
表4. 苯酚-葡萄糖测定葡萄糖标准液——标准曲线制作
|
管0 |
管1 |
管2 |
管3 |
管4 |
管5 |
标准葡萄糖溶液/mL |
0 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
蒸馏水/mL |
2.0 |
1.8 |
1.6 |
1.4 |
1.2 |
1.0 |
5%苯酚试剂/mL |
1.0 |
浓硫酸/mL |
5.0 |
Figure 3. Glucose standard curve
图3. 葡萄糖标准曲线
2.7. 金花葵矿质元素的测定
Se含量的测定采用原子荧光法测定，其他各元素含量测定均采用火焰原子吸收法。
2.7.1. 微波消解法处理样品
取花瓣样品粉末0.4 g(重复3次)，用纸将样品置于微波消解仪消解罐底部，防止样品粘附与消解罐内罐，之后加入8 mL浓硝酸，使浓硝酸与样品混合均匀，按照消解仪操作步骤消解，待消解完成，降温至60℃以下，之后于通风橱内控制温度为150℃左右的电热板上蒸干多余的酸，赶酸至样品约1 mL，取出样品置于容量瓶中，多次用超纯水洗涤内罐，洗涤液至容量瓶，定容50 mL，放入冰箱备用。
2.7.2. 标准曲线的绘制
将Mg、Zn、Fe、Cu、Mn、Ca、Se储备溶液(1 mg/mL)，分别配置成一定的浓度梯度，溶液用1%的硝酸来定容，定容体积为50 mL，各种元素标准溶液浓度梯度，如表5所示。
Mg、Ca标准曲线的浓度配置与其他素大致相同，但为避免其他元素的干扰，需加入2 mL 30% SrCl2。打开总电源开关，打开通风橱，排风报警，之后打开计算机操作系统，选择工作灯和预热灯，预热15分钟，设置好条件后自动寻峰。接下来即建立校正方程，先设置好标准样品数量点，设置相对应的样品梯度点，样品属性，打开空气压缩机，当压力表达到0.25 mpa且稳定不变时打开乙炔，减压阀调到0.06 mpa，最后点火调零，将毛细管放入待测液，从低浓度到高浓度依此测量，完成测量，保存数据。测定各标准溶液并绘制各元素标准曲线图。
Table 5. Concentration gradient and regression linear equation of standard curves for each element
表5. 各元素标准曲线浓度梯度及回归线性方程
元素 |
标准溶液浓度(μg/mL) |
回归线性方程 |
相关系数 |
STD1 |
STD2 |
STD3 |
STD4 |
STD5 |
STD6 |
Mg |
0.00 |
0.20 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
y = 0.7237x + 0.0161 |
0.9947 |
Zn |
0.00 |
0.01 |
0.02 |
0.04 |
0.08 |
0.16 |
y = 0.4516x + 0.0036 |
0.9916 |
Fe |
0.00 |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
y = 0.117x + 0.0007 |
0.9943 |
Cu |
0.00 |
0.10 |
0.20 |
0.40 |
0.80 |
1.60 |
y = 0.1319x − 0.0017 |
0.9964 |
Mn |
0.00 |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
y = 0.2155x + 0.0003 |
0.9966 |
Ca |
0.00 |
5.00 |
15.0 |
25.00 |
35.00 |
45.00 |
y = 0.0024x + 0.0004 |
0.9956 |
Se |
0.00 |
1.00 |
5.00 |
10.00 |
20.00 |
30.00 |
y = 232.64x + 1456.9 |
0.9986 |
2.7.3. 各金属元素标准曲线
Figure 4. Mg standard curve
图4. Mg标准曲线
Figure 5. Zn standard curve
图5. Zn标准曲线
Figure 6. Fe standard curve
图6. Fe标准曲线
Figure 7. Fe standard curve
图7. Fe标准曲线
Figure 8. Cu standard curve
图8. Cu标准曲线
Figure 9. Mn standard curve
图9. Mn标准曲线
Figure 10. Se standard curve
图10. Se标准曲线
2.7.4. 测定
将消解好的样品稀释到一定的浓度定容体积为25 mL，Ca、Mg要加入1 mLSrCl2以和标液于相同的条件，测量吸光度，保存数据，利用标准曲线方程求出金花葵花瓣各元素的含量。各待测样品溶液的稀释倍数为Mg稀释5倍，Zn稀释10倍，其他未作稀释处理。实验重复三次，取平均值。
3. 结果与分析
3.1. 金花葵有机成分含量比较分析
海拔较高地区的金花葵花有机物含量与海拔较低地区的金花葵花有机物含量存在极显著性差异，即不同海拔生长环境对金花葵叶绿素含量、可溶性多糖含量、有可溶性蛋白质含量、VC含量以及多糖均呈现显著性影响。山地生长金花葵叶片中叶绿素含量、金花葵花朵中可溶性蛋白质含量和多糖含量均高于平原生长的金花葵，而山地生长金花葵花朵中可溶性糖含量和VC含量低于平原生长的金花葵花朵。
Table 6. Organic nutrient content of sunflowers at different altitudes (mg/g)
表6. 不同海拔金花葵有机营养成分含量(mg/g)
|
叶绿素(mg/g) |
可溶性糖(%) |
可溶性蛋白质(mg/g) |
维生素C (mg100/g) |
多糖(%) |
SD |
3.80 ± 0.10 |
11.44 ± 0.35 |
13.73 ± 0.52 |
46.88 ± 12.71 |
97.0 ± 0.67 |
PY |
2.08 ± 0.09 |
13.89 ± 0.78 |
9.83 ± 1.15 |
92.98 ± 15.17 |
23.45 ± 0.57 |
注：p值 < 0.05。
3.2. 金花葵各种矿物质元素含量比较分析
Table 7. Content of mineral elements in sunflower petals (μg/g)
表7. 金花葵花瓣各矿物质元素含量(μg/g)
元素 |
Mg |
Zn |
Fe |
Cu |
Mn |
Ca |
Se |
SD |
82.82 ± 0.20 |
72.24 ± 0.10 |
100.58 ± 0.31 |
6.34 ± 0.53 |
4.50 ± 0.42 |
338.50 ± 0.56 |
0.066 ± 0.08 |
PY |
78.51 ± 0.32 |
66.43 ± 0.25 |
104.14 ± 0.43 |
5.48 ± 0.38 |
2.43 ± 0.27 |
346.21 ± 0.21 |
0.056 ± 0.15 |
注：p值 < 0.05。
由表7可以看出，邢台内丘海拔较高地区生长的金花葵花瓣各元素含量分别为Mg：82.82 μg/g、Zn：72.24 μg/g、Fe：100.58 μg/g、Cu：6.34 μg/g、Mn：4.50 μg/g、Ca：338.50 μg/g、Se：0.066 μg/g，海拔较低地区生长的金花葵花瓣各元素含量分别为Mg：78.51 μg/g、Zn：66.43 μg/g、Fe：114.14 μg/g、Cu：5.48 μg/g、Mn：2.43 μg/g、Ca：356.21 μg/g、Se：0.056μg/g，海拔较高地区生长的金花葵花瓣中相对来说Mg、Zn、Mn、Cu、Se含量均高于海拔较低地区生长的金花葵，Fe、Ca含量较多稍低。
4. 讨论
4.1. 海拔高度对金花葵生长的影响
海拔高度对金花葵生长具有促进作用，山地生长的金花葵叶片中的叶绿素含量远高于平原生长的金花葵。叶绿素是茎叶体植物进行光合作用最重要的色素，含量多增强植物光合作用，含量少光合作用减弱[25]-[27]。随着海拔的变化，昼夜温度、日照强度、紫外线强烈程度等都会发生变化，对植物生长发育造成影响[28] [29]。光照是影响植物中叶绿素含量的主要因子，山地海拔高，光照充足，叶绿素含量高；山地海拔高，云雾多，植物受到大量以蓝紫光为主的短波光的长期照射，提高了叶绿素的含量。如刘文瑜等[30]针对藜麦苗期生理指标与海拔关系的研究，可证明海拔升高，温度降低，光照增加，使叶绿素得到积累。史作民等[31]研究了高山植物叶片受海拔高度响应及其机理，发现海拔高度影响植物叶片δ13C的含量、气孔导度、羧化效率和叶片含氮量。
4.2. 海拔高度对糖和蛋白质合成的影响
山地生长的金花葵花朵中的可溶性糖含量低于平原生长的金花葵，而多糖和可溶性蛋白质含量均高于平原生长的金花葵。段鹏伟研究了“富士”苹果果实品质与海拔的相关性，认为海拔高度在700 m以下时，较高的海拔能够显著提高果实的外观品质和可溶性固形物含量，海拔高度与果实质构特性显著相关[32]。高海拔地区和低海拔地区的金花葵花的多糖含量不同的原因之一可能与多糖的代谢有关，其次不同的地理位置和环境导致金花葵的日照时间、昼夜温差、土壤酸碱度等不同的因素。蒋欣梅[8]对不同海拔老山芹多糖含量进行分析，结果表明海拔高度与多糖含量和可溶性糖含量呈显著相关，因此不同海拔对多糖和可溶性糖含量具有差异。在低海拔、湿温度较大的环境条件下，植物内相当多的一部分淀粉转化为可溶性糖，可溶性糖含量增加。栗孟飞[33]对桃儿七果实的研究和刘淑云[34]对玉米的研究证实了平原生长植物中所含可溶性糖含量高于山地生长植物的可能性，增加了实验的可信度。可溶性糖主要调节植物细胞渗透液，使蛋白质的合成减少。低海拔高湿度淀粉转化为可溶性糖，造成海拔高，可溶性糖减少，可溶性蛋白增多的现象[35]-[37]；海拔高，昼夜温差大，有利于蛋白质的储存和积累，使山地生长的金花葵含有更高的可溶性蛋白。
4.3. 海拔高度对VC的影响
山地生长的金花葵花朵中的VC含量低于平原生长的金花葵。VC的含量受海拔高度和年平均气温影响[38]，不同植物在不同海拔高度受不同因素影响会造成不同的结果[39] [40]。陈钰祺等[41]研究了毕节市三种高海拔(海拔2000 m、海拔1600 m、海拔1480 m)对果实产量和品质的影响，认为海拔对果实产量和品质的影响是相关气候因子间接作用的综合结果，不同海拔对刺梨果实维生素C含量影响较大，海拔1480 m生长的刺梨果实的维生素Ｃ含量最高。金花葵VC含量随海拔变化规律，有待进一步研究探索；其他条件因素对金花葵VC含量的影响，目前也处于一片空白，有一定的科研意义。
4.4. 海拔高度对矿物质元素的影响
金花葵富含矿质元素，本研究检测了河北内丘不同海拔高度种植的金花葵的7种主要矿质元素，发现其花朵中Fe、Cu、Mn、Zn和Mg含量均远高于前人报道的江西宜春市袁州区西村镇西双村(海拔95 m，江西)种植的金花葵[42]，尤其是Fe、Zn和Ca含量较高，与同属的黄秋葵和红秋葵相比，金花葵中的Fe、Ca和Zn含量也远高于芮鸿飞报道的可食用的黄秋葵和红秋葵嫩果荚[43]，而与李浡[44]测得平顶山(海拔657 m，河南)金花葵花瓣中矿物质含量相差较少，但Zn含量较高。在与前人研究的平顶山、宜春金花葵的花瓣矿物质元素比较中，邢台内丘的金花葵花瓣Zn含量最多，Mg、Fe、Cu的含量居中，Ca含量多于漯河[45]金花葵花瓣含量。
5. 结论
本研究结果表明，河北邢台内丘种植的金花葵营养丰富，可溶性糖、可溶性蛋白质、维生素C、多糖及矿物质元素等营养品质成分含量水平整体较高。
山地生长的金花葵叶片中的叶绿素含量远高于平原生长的金花葵，这可能是因为海拔高度影响光照强度，使叶绿素得到积累；可溶性糖含量低于平原生长的金花葵，而多糖和可溶性蛋白质含量均高于平原生长的金花葵，这与海拔、日照时间、昼夜温差等因素有关；VC含量低于平原生长的金花葵，不同植物在不同海拔高度VC含量受不同因素影响，需要进一步研究探索；Mg、Zn、Mn、Cu、Se含量均高于平原地区生长的金花葵。
研究发现，海拔高度对河北内丘金花葵的营养品质具有较大影响，高海拔(619 m)处种植的金花葵的营养成分含量更高。
与以往研究相比，本研究发现了河北邢台内丘种植的金花葵在不同海拔高度下的生长特性和营养成分含量的差异。这为金花葵的栽培和品质改进提供了新的视角和参考。为深入探究河北内丘金花葵产品的品质差异，未来尚需进一步探究不同海拔高度及其他环境因素对金花葵生长和品质的综合影响。
基金项目
河北省重点研发计划项目(21322902D)；邢台市重点研发计划项目(2020ZZ027)。
附录1
表A1. 不同海拔金花葵叶绿素吸光值测定结果
项目 |
山地SD |
平原PY |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
A663nm |
1.089 |
1.041 |
1.055 |
1.083 |
0.605 |
0.629 |
0.618 |
0.596 |
A645nm |
0.474 |
0.428 |
0.443 |
0.453 |
0.210 |
0.243 |
0.238 |
0.193 |
Ca |
12.55524 |
12.06938 |
12.20683 |
12.53553 |
7.1186 |
7.33463 |
7.20838 |
7.05003 |
Cb |
3.09039 |
2.63531 |
2.78815 |
2.83983 |
1.03955 |
1.39409 |
1.36018 |
0.84786 |
CT |
15.64563 |
14.70469 |
14.99498 |
15.37536 |
8.15815 |
8.72872 |
8.56856 |
7.89789 |
叶绿素含量(mg/g) |
3.911 |
3.676 |
3.749 |
3.844 |
2.040 |
2.182 |
2.142 |
1.974 |
附录2
表A2. 不同海拔金花葵可溶性糖测定结果
项目 |
A620nm |
可溶性总糖含量(%) |
山地SD |
1 |
0.153 |
11.6445 |
2 |
0.147 |
11.283 |
3 |
0.156 |
11.8255 |
4 |
0.151 |
11.524 |
5 |
0.141 |
10.9215 |
平原PY |
1 |
0.173 |
12.8495 |
2 |
0.195 |
14.1745 |
3 |
0.181 |
13.3315 |
4 |
0.197 |
14.295 |
5 |
0.205 |
14.777 |
附录3
表A3. 不同海拔金花葵可溶性蛋白质测定结果
项目 |
A595nm |
可溶性蛋白质含量(mg) |
山地SD |
1 |
0.061 |
13.13 |
2 |
0.065 |
14.13 |
3 |
0.062 |
13.38 |
4 |
0.063 |
13.63 |
5 |
0.066 |
14.38 |
平原PY |
1 |
0.049 |
10.13 |
2 |
0.053 |
11.13 |
3 |
0.043 |
8.63 |
4 |
0.051 |
10.63 |
5 |
0.043 |
8.63 |
附录4
表A4. 不同海拔金花葵VC含量测定结果
项目 |
样品
质量m/g |
提取液
总体积
V/mL |
吸取滤液
体积
Vs/mL |
染料消耗量 |
染料标
定值
ρ/(mg/mL) |
抗坏血酸含量/(mg/100g) |
测定V1 |
空白V0 |
计算值 |
平均值 ±
标准偏差 |
山地SD |
1 |
1.0 |
100 |
10 |
0.9 |
0.3 |
0.116 |
69.6 |
61.9 ± 6.7 |
0.8 |
0.3 |
58.0 |
0.7 |
0.2 |
58.0 |
2 |
0.7 |
0.4 |
0.115 |
57.5 |
57.5 ± 11.5 |
0.9 |
0.3 |
69.0 |
0.7 |
0.3 |
46.0 |
3 |
0.8 |
0.4 |
46.0 |
46.0 ± 11.5 |
0.8 |
0.3 |
57.5 |
0.6 |
0.3 |
34.5 |
4 |
0.7 |
0.4 |
34.5 |
34.5 ± 0.0 |
0.6 |
0.3 |
34.5 |
0.6 |
0.3 |
34.5 |
5 |
0.6 |
0.4 |
23.0 |
34.5 ± 11.5 |
0.7 |
0.3 |
46.0 |
0.6 |
0.3 |
34.5 |
平原PY |
1 |
|
|
|
1.4 |
0.3 |
0.116 |
127.6 |
119.9 ± 13.4 |
1.2 |
0.3 |
104.4 |
1.3 |
0.2 |
127.6 |
2 |
|
|
|
1.1 |
0.4 |
0.115 |
80.5 |
88.2 ± 13.3 |
1.2 |
0.3 |
103.5 |
1.0 |
0.3 |
80.5 |
3 |
1.0 |
0.4 |
69.0 |
88.2 ± 17.6 |
1.2 |
0.3 |
103.5 |
1.1 |
0.3 |
92.0 |
4 |
1.0 |
0.4 |
69.0 |
84.3 ± 13.3 |
1.1 |
0.3 |
92.0 |
1.1 |
0.3 |
92.0 |
5 |
1.0 |
0.4 |
69.0 |
84.3 ± 13.3 |
1.1 |
0.3 |
92.0 |
1.0 |
0.3 |
92.0 |
NOTES
*通讯作者。