全 文 ：长白山杜香植物营养成分及微量元素测定
姜玮，于一丁，张燕，王二雷，刘静波*
（吉林大学军需科技学院营养与功能食品研究室，吉林长春 130062）
摘 要：采用国标规定的方法测定杜香中杜香叶片、枝干中蛋白质、水溶性糖、纤维、灰分、水分、脂肪、氨基酸态氮的
含量，通过微波消解、ICP-MS测定杜香中的微量矿物质元素级可溶性性元素。杜香叶片、枝干中的纤维、水溶性糖、粗
脂肪含量较高；测定出杜香叶片、枝干中 Mn、Fe、Cu、Zn等 17种金属元素的种类和含量；部分微量元素可由沸水浸提
溶出，Zn的溶出率可达 19.736 %。杜香营养成分丰富，可开发为功能饮料或者作为新的食品功能因子来源，开发潜力
巨大。
关键词：杜香；营养成分；微量元素；电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）
Trace Elements and Nutritional Ingredient of Ledum Palustre L. from Changbai Mountain
JIANG Wei，YU Yi-ding，ZHANG Yan，WANG Er-lei，LIU Jing-bo*
（Laboratory of Nutrition and Functional Food，College of Quartermaster Technology，Jilin University，
Changchun 130062，Jinlin，China）
Abstract：Nutritional ingredient in leaves and twigs of ledum palustre L. were tested according corresponding
standards. 17 elements （Fe， Zn， Cu， Mn et al） in twigs and leaves of Ledum palustre L. were detected by ICP-
MS. And all samples were digested by microwave with HNO3 before detection. The results showed that Ledum
Palustre L contens more fiber， crude fat and soluble carbohydrate compared with some plants. The detected
trace elements in leaves were more than in twigs， and most elements of leaves can be got out with boiled water.
Ledum palustre L. may be developed a beverage or a source of new food functional components.
Key words：ledum palustre L.；nutritional ingredient；trace elements；inductively coupled plasma mass spec－
trometry（ICP-MS）
基金项目：吉林大学研究生创新课题(20111179)
作者简介：姜玮（1986—），女（汉），硕士，主要从事营养与功能食品
研究。
*通信作者：刘静波（1962—），女（汉），教授，博士，研究方向：营养与
功能食品。
食品研究与开发
Food Research And Development
2013年 10月
第 34卷第 19期
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.19.020
杜香（Ledum palustre L.），又名细叶杜香、白山苔、
喇叭茶、绊脚丝，杜鹃花科（Ericaceae）杜香属（Ledum
palustre）植物，常绿小灌木 [1]。杜香属植物耐荫喜水湿，
分布在北半球温带或寒温带地区；在我国主要分布于
大、小兴安岭和长白山地区[2]。18世纪末，经过瑞典医
生的实验证明，被列为药用植物；19世纪初，俄国本草
中记载了杜香的医疗作用。加拿大把杜香称为“拉布
拉多茶”，具有抗氧化、消炎和抑癌作用[3]。目前，俄罗
斯、韩国有学者将杜香提取物添加到食品中，制作多种
功能食品如软饮料[4]、冰激淋、酸奶、罐头、面条等[5-6]。我
国自 20世纪 70年代对杜香的挥发油就进行了开发利
用，据《长白山植物药志》记载，杜香提取物具有多种生
理活性。目前，我国已有杜香挥发油止咳平喘[7]、解酒
作用[8]以及用杜香嫩叶制作保健茶的专利[9]。
然而，根据文献研究表明，杜香中所含化学物质
的成分组成和含量与生长环境、采收时间、营养器官
有很大关系，本文采用 ICP-MS法[10-11]测定我国长白山
地区初冬季节杜香中微量元素种类和含量，为杜香的
广泛、合理开发研究提供基础材料，并且在不破坏生
态环境的前提下最大程度开发长白山的野生植物资
源提供一些参考。
1 材料与方法
1.1 材料
杜香，采自长白山地区；室内常温风干；枝叶分开
天然产物
71
表 1 ICP-MS测定金属元素标准曲线绘制
Table 1 Standard lines of elements
金属元
素名称
质量数 线性方程 R2
线性范围/
（mg/L）
Li 7 y=6.681×107x－8.275×104 0.999 8 0.000~2.000
Na 23 y=4.158×107x－2.332×106 0.998 1 0.100~2.000
Mg 24 y=2.572×107x－1.736×105 0.999 8 0.000~2.000
K 49 y=3.677×107x－2.074×106 0.999 0 0.100~2.000
Ca 43 y=1.735×104x+ 1.616 0.999 2 0.006~2.000
Mn 55 y=4.164×107x－4.343×105 0.999 8 0.000~2.000
Fe 57 y=1.508×105x－3.146 0.999 6 0.050~2.000
Cu 63 y=3.136×106x+2.675×103 1.000 0 0.000~0.200
Zn 66 y=6.246×105x－3.098×103 0.999 9 0.000~1.000
As 75 y=7.483×105x－4.822×102 0.997 9 0.000~0.020
Se 82 y=5.636×104x－2.518×101 0.999 0 0.000~0.020
Sr 88 y=4.953×107x－9.477×105 0.999 5 0.000~2.000
Ag 107 y=4.500×106x－1.153×103 0.999 2 0.000~0.020
Cd 111 y=8.551×105x+4.705×10-1 0.998 5 0.000~0.002
Ba 137 y=1.340×106x－7.514×102 1.000 0 0.000~0.400
Hg 202 y=1.384×106x+3.779×10-1 0.997 8 0.000~0.002
Pb 208 y=1.643×107x－1.371×104 0.999 1 0.000~0.020
粉碎，收集过 20目筛粉末，塑封袋密封室温保存，备
用；金属元素标准品溶液，国家钢铁材料测试中心钢
铁研究总院提供；内标溶液安捷伦公司提供；其他试
剂均为优级纯。
1.2 仪器
FW-200万能粉碎机：北京中兴伟业仪器有限公司
生产；QSY凯式定氮仪：北京强盛分析设备有限公司；
ZF－06B脂肪测定仪、CXC－06纤维素测定仪：上海瑞正
仪器设备有限公司；TDW马弗炉：上海浦东精达仪表仪
器厂；AG204型电子天平：METTLE TOLEDO，瑞士生
产；752pc紫外分光光度计：上海光谱仪器有限公司生
产；MD6C-6H微波消解系统：北京盈安美诚科学仪器
有限公司；电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）：Agilent
7500a；所有玻璃仪器均用 50 %的 HNO3浸泡过夜，用
超纯水冲洗干净备用。
1.3 方法
1.3.1 杜香营养成分测定方法
蛋白质的测定（GB5009.5-2003凯式定氮法）、脂
肪的测定（GB5009.6-2003 索氏抽提法）、水分测定
（GB5009.3-2003 蒸馏法）、灰分的测定（GB5009.4-
2003）、粗纤维的测定（GB5009.10-2003）、水溶性糖的
测定（蒽酮硫酸法）、氨基态氮（甲醛滴定法）。
1.3.2 杜香中矿物质元素测定
1.3.2.1 标准溶液制备
吸取不同体积的各标准溶液混合，用 5 %的硝酸
定容至 100 mL，再用 5 %的硝酸稀释成不同的浓度
梯度。
1.3.2.2 杜香枝、叶样品溶液制备
分别称取枝、叶粉末，各做两个平行样，每个样品
称取 0.5 g左右置于微波消解专用聚四氟乙烯瓶中，加
入浓硝酸 5 mL于微波消解系统中消解，消解后定容至
50 mL，备用。
1.3.3 杜香叶片可溶性矿物质测定
称取一定质量的杜香叶用沸水 90mL浸泡 30min，
过滤。收集滤液定容至 100 mL，各取 5 mL液体同杜香
枝、叶同法消解，后测定。
1.4 仪器工作参数
1.4.1 微波消解
采用三段式消解。第一阶段，温度120℃、压强730 kPa、
时间 3 min；第二阶段，温度 150℃、压强 1 200 kPa、时间
3 min；第三阶段，温度 175℃、压强 1500 kPa、时间 5min；
消解完毕待温度降至 60℃，压强降为200 Pa，打开微
波样品处理系统，将消解溶液转移至 50 mL聚四氟乙
烯容量瓶中，用超纯水定容至刻度，待测。
1.4.2 ICP-MS测定条件
RF功率 1 300 W，雾化室温度 2℃，采样锥孔径
1.0 mm，截取锥孔径 0.4 mm，载气氩气流速 1.18 L/min，
冷却气氩气流速 12 L/min，采样深度 7.8 mm，全定量采
样模式，扫描方式跳峰，每点停留时间 0.1 s～0.5 s，测量
点/峰 3，重复 3次，元素积分时间 0.3 s～1.5 s，质谱计数
模式脉冲/模拟（P/A），质量分辨率 0.65 amu～0.8 amu。
2 结果与分析
2.1 营养成分测定结果
杜香叶片、枝干中的纤维、水溶性糖、粗脂肪含量
较高；与枝干部分相比，叶片的纤维含量较少外，其它
的成分均相对较高；叶片、枝干中氨基态氮含量较低，
换算为游离的蛋白质含量即游离氨基酸含量分别为
0.769、0.113 mg/100 g，说明杜香中的蛋白质多以结合
蛋白形式存在。
2.2 微量元素测定结果
采用内标法做金属元素的标准曲线，从表 1可以
图 1 杜香枝、叶营养成分分析（g/100 g）
Fig.1 Nutritional ingredient in leaves and twigs of ledum palustre
（g/100 g）
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
含
量
/（
g/
10
0
g）
水分 纤维 脂肪蛋白质 水溶性糖 灰分 氨基酸态氮
0.15
0.10
0.05
0.00
氨基酸态氮
11.36
12.349
0.0180.1230.929
3.4595.176
9.239
2.453
6.8757.952
19.109
27.408
47.388
0.018
0.123
枝干叶片
天然产物姜玮，等：长白山杜香植物营养成分及微量元素测定
72
茶叶种类
叶片 枝干
Mn Fe Cu Zn Mn Fe Cu Zn
元阳清凉磨锅茶 1.05 1.06 0.29 2.3 0.56 0.29 0.2 0.97
元阳云雾茶 1.37 1.48 0.27 1.32 0.73 0.4 0.18 0.56
绿春玛玉茶 1.89 2.05 0.21 1.76 1 0.56 0.14 0.74
绿春黄连山优质名茶 2.03 2.14 0.23 1.9 1.08 0.58 0.16 0.8
金平青云茶 0.89 3.44 0.36 2.38 0.47 0.94 0.24 1
屏边龙苑功夫茶 2.15 1.88 0.24 2.07 1.14 0.51 0.16 0.87
屏边糯米香茶 1.91 1.39 0.23 1.5 1.01 0.38 0.15 0.63
蒙自绿叶珍珠茶 1.45 1.13 0.27 1.39 0.77 0.31 0.18 0.58
安徽毛峰 1.33 1.14 0.15 1.64 0.71 0.31 0.1 0.69
江苏碧螺春 1.31 1.1 0.23 1.81 0.7 0.3 0.15 0.76
云南普洱 1.49 1.54 0.15 1.69 0.79 0.42 0.1 0.71
湖南松针 1.48 2.65 0.19 1.89 0.79 0.72 0.13 0.79
福建铁观音 0.75 1.63 0.38 2.96 0.4 0.44 0.26 1.24
浙江龙井 1.93 3.26 0.27 2 1.02 0.89 0.18 0.84
看出，所有金属元素标准曲线的 R2>0.999 6，标准曲线
方程拟合度好，为准确检测我国长白山地区杜香中的
金属元素种类含量奠定了基础。
根据标准曲线，计算出杜香叶片、枝干中金属元
素的含量，从表 2可以看出。杜香中含较丰富的人体
必须微量元素 Cu、Fe、Zn、Mn，且叶片中的含量比枝干
高（见表 3），尤其是 Zn和 Fe元素，叶片是枝干的 2倍
多，这个测量结果，可以指导采取更加合理的方式利
用杜香的叶片和枝干。
用杜香枝叶中金属元素含量与一些茶叶[12-13]中相
应金属元素含量进行比较，结果见表 4。杜香叶片中、
Mn、Fe、Zn比较高，是元阳云雾茶等的 0.7倍~3.5倍，
杜香枝干中的金属元素的含量就相对较少。用杜香与
某些名茶进行比较，发现杜香叶片中的 Mn、Fe、Zn含
量较高，锌含量几乎是福建铁观音茶的 3倍。可见，长
白山杜香植物中的金属元素含量丰富。
2.3 杜香叶片中可溶性微量元素的检测
杜香中微量元素水溶性如表 5所示，K、Na、Ca、Zn
溶出率较高，分别为 47.941 %、18.637 %、19.645 %和
19.736 %，金属矿物质元素对机体生命健康具有非常
重要的作用。大家熟知的 K、Na是重要的电解质，有利
于体液的平衡及血压的平衡；Ca、Mg是骨骼的重要组
成部分，是众多酶的组成部分及激活剂；Se具有良好
的抗氧化作用，是谷胱甘肽过氧化物酶的必需组分，
能够保护细胞和细胞膜免受氧化损伤，可以通过调节
甲状腺素来影响人体代谢，此外还能提高机体免疫、
抑制癌细胞生长和拮抗重金属毒性作用；Fe是人体必
需的微量元素，也是体内含量最多的微量元素，多存
在于血红蛋白中，是过氧化氢酶的主要组成成分，不
仅参与氧的运送、交换和组织呼吸过程，也可清除体
内的过氧化氢有利身体健康[15]；Zn在人体内的含量仅
次于 Fe，主要集中在肝脏、肌肉、骨骼、皮肤和毛发中，
是乙醇脱氢酶、碱性磷酸酶等 200多种酶的组成成分，
参与维生素和激素的代谢，还能促进生物膜的稳定、
增强机体免疫功能和食欲[15]；Cu也是赖氨酸氧化酶、超
氧化物歧化酶等多种酶的组成部分，发挥重要的生理
作用，如参与 Fe的代谢和红细胞的生成，维持正常的
内容 叶片 枝干 内容 叶片 枝干
Li 0.020±2.33 未检出 As 0.485±5.63 0.118±18.13
Na 143.448±1.85 26.460±0.54 Se 0.209±40.83 0.102±73.30
Mg 1262.096±1.78 388.926±1.60 Sr 2.005±0.54 0.891±0.91
K 3349.773±0.83 1409.204±1.63 Ag 0.006±9.94 0.020±27.31
Ca 4059.513±0.94 1070.762±0.50 Cd 0.073±3.63 0.057±2.58
Mn 999.625±1.28 530.819±0.89 Ba 107.443±0.38 55.580±0.65
Fe 326.140±0.60 88.936±1.39 Hg 0.020±9.72 0.006±34.63
Cu 6.357±0.56 4.280±0.64 Pb 2.030±0.78 0.939±1.60
Zn 64.070±0.36 26.908±0.65
表 2 杜香枝、叶中金属元素的含量（x±RSD%，mg/kg）
Table 2 Content of elements in branches and leaves of
Ledum palustre L.
元素名称 叶片/枝干 元素名称 叶片/枝干 元素名称 叶片/枝干
Li — Fe 3.67 Ag 0.30
Na 5.42 Cu 1.49 Cd 1.28
Mg 3.25 Zn 2.38 Ba 1.93
K 2.38 As 4.11 Hg 3.33
Ca 3.79 Se 2.05 Pb 2.16
Mn 1.88 Sr 2.25
表 3 杜香枝干、叶片中金属元素的比较
Table 3 Compared of Content of Elements in Branches and Leaves
of Ledum Palustre L.
表 4 杜香叶片、枝干与不同种茶叶金属元素含量比值
Table 4 Comparison of elements Ledum palustre L. leaves and
different tea-leaves
表 5 杜香叶中可溶性微量元素的检测
Table 5 Content of elements in leaves of Ledum palustre L.
prepared with boiled-water
内容
叶片沸水浸提液
x±RSD/%
金属元素
浸出率/%
内容
叶片沸水浸提
液 x±RSD/%
金属元素
浸出率/%
Li 未检出 0.000 As 0.051±21.24 10.515
Na 26.735±4.46 18.637 Se 0.018±35.55 8.612
Mg 32.025±9.15 2.537 Sr 0.063±22.21 3.142
K 1 605.897±4.46 47.941 Ag 未检出 0.000
Ca 797.497±4.96 19.645 Cd 0.004±52.78 5.479
Mn 5.590±1.61 0.559 Ba 0.890±16.64 0.828
Fe 未检出 0.000 Hg 0.003±11.53 15.000
Cu 0.463±3.41 7.283 Pb 0.001±2.56 0.049
Zn 12.645±0.91 19.736
姜玮，等：长白山杜香植物营养成分及微量元素测定天然产物
73
造血功能；促进骨胶原蛋白和弹性蛋白的交联、促进
结缔组织形成[15]；Mn是各种生物体代谢的必需元素，
参与多种酶的激活，调节糖类、脂肪、蛋白质的代谢，对
机体繁殖、神经、心血管系统等有重要作用，缺少锰会
引起细胞功能和超微结构的异常，导致机体生长发育
不正常，近年有研究表明与肿瘤、骨质疏松、动脉硬化
等疾病有关系，因此，锰被称为与长寿相关的元素[14]。
此外，通过杜香叶片水溶性金属元素的检测，发
现大部分金属元素都能被沸水短时溶解出来，虽然杜
香叶片浸提液中的重金属 Hg、As溶出率也较高，但是
其含量也仍比比茶饮料相关卫生标准低（GB19296-
2003茶饮料卫生标准规定，Cu≤ 5mg/L，Pb≤ 0.3 mg/L，
As≤ 0.2 mg/L）。
3 讨论
张敏[16]测定了安图县地区的细叶杜香和宽叶杜香
的基本成分，与之相比，结果有一些差异，分析原因，这
可能有两个原因：一是地域差异，其次张敏采用重量
法测定杜香中的水分含量，但笔者认为杜香含有较多
的挥发性成分，采用重量法测定会导致水分含量测量
结果的准确性，故采用蒸馏法测定水分含量，尽可能
提供较为准确的分析结果。
从长白山杜香检测结果可知，长白山秋冬季节的
杜香植物灰分含量较高，尤其是杜香叶片；此外，通过
杜香叶片水溶性金属元素的检测，发现大部分金属元
素都能被沸水短时溶解出来，因此，单就杜香植物中
所含的人体必需的微量元素来说，杜香尤其是杜香叶
片具有潜在的研究价值，并且实验研究原料还是处于
秋冬季节落叶状态，不会破坏生态平衡。
参考文献：
[1] 赵子峰,沙伟,赵子云.我国的杜香属植物及杜香属植物的应用
[J].生物学教学,2006,31(4):8-9
[2] 马雪梅.大兴安岭地区杜香有效成分的研究[D].东北林业大学,
2004:1-2
[3] Dominic Dufour, Andre Pichette, Vakhtang Mshvildadze ,et al. An－
tioxidant, anti-inflammatory and anticancer activities of methanolic
extracts fromLedum groenlandicumRetzius[J]. Journal of Ethnophar－
macology, 2007(111):22-28
[4] FILONOVA G L, KOSYGINA L I, STRELKOV V N, et al. Vegetable
concentrate called severyanin:Russia,RU20030108300[P]. 2005-
01-27
[5] NAM B W, KIM D M. Health food composition containing extracts of
ledum palustre L. And having an excellent anti -oxidative effect:
Korea,1020060035422[P]. 2007-10-24
[6] Helfferich, Deirdre. Tea time in southeast Alaska[J]. Agroborealis,
2006, 38(1):34-39
[7] 周玉新. 一种治疗慢性支气管炎的杜香精油滴丸剂及其制备方
法 CN1969934A[P]. 2006-12-19
[8] 朴东春,宋殿君.解酒饮料及其制备方法:CN1559609A[P].2004-
02-20
[9] 潘兰宝.用杜香的嫩叶制作保健茶的方法:CN1650729[P].2005-
08-10
[10] 常平,王松君,甘树才,等.微波消解样品-电感耦合等离子体质谱
法测定植物灰分中微量元素[J].理化检验-化学分册,2008,44(12):
1129-1132
[11] 韩超,曹煊,余晶晶,等.微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时
测定海藻羊栖菜的微量元素[J].光谱实验室,2009,26(3):480-483
[12] 王宝森,郭俊明,张虹,等.不同品种茶叶中矿物质元素含量分析
[J].安徽农业学报, 2007, 35(14): 4222-4223
[13] 马莉芳,吴启勋.6种茶叶中微量元素的综合评价[J].微量元素与
健康研究,2007, 24(5):25-26
[14] 王强虎.五谷杂粮是良药[M].北京:人民军医出版社,2008:20-21
[15] 刘志皋.食品营养学[M].北京:中国轻工业出版社,2007:158-160,
160-161,165-166
[16] 张敏.杜香化学成分及抗炎止痛研究作用[D].华东师范大学 ,
2009:3-5
收稿日期：2012-06-07
天然产物姜玮，等：长白山杜香植物营养成分及微量元素测定
74