全 文 :Vo l.24 No.2
Mar.2008
科 技 通 报
BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
第 24卷 第 2 期
2008 年 3 月
野生蔬菜野茼蒿营养成分分析
及重金属元素风险评估*
黄秋生1 ,郭水良12* ,方 芳1 ,黄朝表1 ,陈忠强1
(1.浙江师范大学 化学与生命科学学院 , 浙江 金华 321004;
2.上海师范大学 生命与环境科学学院 , 上海 200234)
收稿日期:2006 11 01
*基金项目:浙江省自然科学基金资助(项目编号:Y505018)
作者简介:黄秋生(1981 ),男 , 硕士 ,主要从事资源植物学研究。E-mail:qiushenghuang@zjnu.net
*通讯作者:郭水良(1964 ), 男 ,教授 , E-mail:guo shuiliang@163.com
摘 要:测定了浙江金华北山地区野生蔬菜野茼蒿(Crassocephalum crepidioides)食用部分的营养成分
及不同器官 、不同生境中 Ca 、Mg 、Fe 、Zn 、Cu 、Cd 、Cr 、Pb这 8种金属元素含量 ,计算其地上 、地下器官对
这些元素的富集系数 ,并将野茼蒿与该地区其他 23 种野生蔬菜进行了营养成分含量的对比 ,对野茼蒿
的营养价值和重金属风险进行了综合评估。研究结果表明:(1)野茼蒿食用部分的含水量 、粗蛋白 、粗
脂肪 、可溶性糖和灰分的鲜重含量分别为 91.96%、1.95%、0.57%、2.20%和 1.27%,其中粗蛋白含量
比白菜 、萝卜 、黄瓜等经常食用蔬菜要高;(2)基于营养指标 ,应用 PAST 软件对 43种蔬菜进行系统聚
类表明 , 43种蔬菜大体上分成两类 ,野茼蒿营养价值与番茄 、绿豆芽相近;(3)野茼蒿食用部分 Cr 、Cd 、
Pb三种有毒重金属元素含量分别是 1.43 、0.33 、0.39 mg/kg ,均已超标 ,其地上 、地下部分 Cd的富集系
数分别为 2.99 和 1.99;(4)与其他 23 种野生蔬菜相比 ,其重金属元素的综合风险指标排列第 16 位。
作为一种有风味和特色的野生蔬菜 ,从蛋白质 、可溶性糖 、粗脂肪等指标看 ,野茼蒿的营养价值并不太
高;由于野茼蒿对某些重金属具有一定的富集效应 ,食用时应注意其可能的风险。
关键词:野茼蒿;营养成分;金属含量;富集系数;重金属元素风险
中图分类号:S647;R151.4+1 文献标识码:A 文章编号:1001 7119(2008)02 0198 06
Nutrition Compositions in Crassocephalumcrepidioides
and Its Heavy Metal Elements Risk Evaluation
HUANGQiusheng1 ,GUO Shui l iang 12 ,FANG Fang 1 , HUANG Chaobiao1 , CHENG Zhongqiang 1
(1.Colleg e of Chemistry and Life Science , Zhejiang No rmal Univ ersity , Jinhua , 321004 , China;
2.Colleg e of Life and Environmental Sciences , Shanghai No rmal Univ ersity , Shanghai , 200234 , China)
Abstract:I n this pape r , the nutritional va lue and edible risk o f w ild vegetable Crassocep halum crepidioides fr om
Beishan , Jinhua , Zhejiang Province we re evaluated based on the contents o f main nutritional components in its edi-
ble pa rts and the contents of eight metal elements(Ca、Mg 、Fe、Zn 、Cu 、Cd、Cr、Pb)f rom its diffe rent or gans and six
different habitats , and the accumula tion coefficient o f 8 me tal elements w as calcula ted , and its comparison w ith
o ther 23 species of wild vege tables fr om the same a rea in their nutritio n w as also conducted.The result showed
DOI :10.13774/j.cnki.kjtb.2008.02.019
第 2期 黄秋生等.野生蔬菜野茼蒿营养成分分析及重金属元素风险评估 199
that:(1) the contents of C.crepidioides in moisture , crude protein , crude fat , so luble suga r and ash w ere
91.96%, 1.95%, 0.57%, 2.20% and 1.27% re spectively , higher in crude protein than many daily ea ting vege ta-
bles , such as Brassica pek inensis , Raphanus sativus var.longipinnatu , Cucumis sativus et al..(2)the cluster a-
naly sis based on the nutritional components data of 43 vegetables showed that these vegetables could be divided into
tw o gr oups , the nutritio nal va lue of C.crepid ioides is similar to tho se of Lycopersicon esculentum and the sprout of
Phaseolus radiatus.;(3)the contents o f Cr , Cd and Pb were over na tional standards , with 1.43 mg/kg , 0.33 mg/
kg , 0.39 mg/ kg re spectively , and the accumulation coefficient o f Cd in aboveg round parts and underg round parts
w ere 2.99 , 1.99 respectively.;(4)the integ rative risk coefficient o f C.crepidioides in relation to Cu , Cd , Cr and
Pb ranked 16 th among the 24 vegetables.It is concluded tha t as a pa rticula r and dulcet w ild vege table , the nutritio n-
al value of C.crepidioi des is no t v ery high in view of crude protein , crude fat and soluble sugar , et al..Because of
the accumulated effec t o f some tox ic heavy me tal elements , attention should be paid to the risk of C.crepidioides
fo r eating.
Key words:Crassocephalum crepidioides;nutritional components;the contents of metal elements;accumulation
coefficient;heavy metal e lements risk
野茼蒿(Crassocephalum crepidioides), 又
叫革命菜 、安南草 、飞花菜 、凉干菜 ,为菊科三七
草属一年生草本植物。原产热带非洲 , 20 世纪
30年代初从中南半岛蔓延入境 ,现在我国境内
有较广分布[ 1] ,因其质地细嫩 、甜滑可口 、味道鲜
美 ,在海南等地区成为吸引众多游客的特色蔬
菜[ 2 , 3] 。浙江金华北山地区野茼蒿有较多的分
布 ,在双龙洞景区 ,野茼蒿作为一种物美价廉的
农家野菜 ,吸引着众多游客。目前 ,国内关于野
茼蒿的研究不多[ 4 , 5] ,但是关于其食用时的重金
属风险方面的研究未见报道。本文就浙江金华
北山地区野茼蒿的营养成分及重金属风险进行
了研究 ,提出食用和栽培利用野茼蒿时 ,应注意
其可能存在的安全性问题。
1 材料与方法
1.1 材料及前期处理
2005年 10月 ,在金华北山的 6 个不同生境
内设立样点 ,收集每个样点的土壤(A 层 1 ~ 10
cm)及野茼蒿样品(分地上 、地下部分),用于 Ca 、
Mg 、Fe 、Zn、Cu 、Cd 、Cr 、Pb 等 8种金属元素含量
测定。将长势相对一致的野茼蒿野生小苗移植
于浙江师范大学生物园地内 ,待生长良好后于
2005 年 11 月下旬用于粗蛋白 、可溶性糖 、粗脂
肪等营养指标测定。
2006年 5 月 ,在金华北山采集 23种人们经
常食用野菜的嫩茎叶 ,测定上述 8种金属元素的
含量。
所有植物样品 , 采集后迅速带回实验室用
自来水冲洗干净 ,再用蒸馏水洗三遍 ,用滤纸吸
干。去除黄叶和枯叶 ,留可食部分备用。用于金
属元素含量测定的土壤及植物组织经过干燥 、
粉碎 、过筛处理后进行相关指标的测定[ 6] 。
1.2 方法
水分测定采用常压烘箱烘干法[ 7] ,灰分采用
高温灼烧法[ 7] ,粗蛋白采用考马斯亮蓝G-250染
色法[ 8] ,粗脂肪采用索氏抽提法[ 8] ,可溶性糖采
用蒽酮比色法[ 9] ,金属元素含量测定采用原子吸
收/火焰发射分光光度法(原子吸收/火焰发射
分光光度计 ,日本岛津 AA-670型)[ 6] ,并计测野
茼蒿对土壤金属的富集系数[ 10] 。
基于 Cu 、Cd 、Cr 、Pb等 4种重金属元素在植
物体内的含量 ,应用综合评估法分析了金华北
山地区野茼蒿及其他 23种野生和栽培蔬菜的重
金属风险。评估公式如下:
S j =∑n
i=1
x ij -x i
x i
式中:共有 n 种重金属元素(本文中为 4
种),S j为第 j 个种类的重金属风险指数(j 代表
的是植物种类)。指xi 第 i 种重金属元素含量在
评估的所有种类中的平均数。
根据文献[ 11] ,依据可食部 、含水量 、粗蛋白 、
粗脂肪 、可溶性糖 、粗纤维 、灰分 、Ca 、Mg 、Fe 、Zn
等 11种成分 ,应用 PAST 软件中的系统聚类分
200 科 技 通 报 第 24卷
析模块 ,采用相关系数和 Ward s 聚类策略 , 对
野茼蒿与其他 42种食用植物营养成分相似关系
进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 野茼蒿的营养成分
由表 1可知 ,野茼蒿中富含粗蛋白 、粗脂肪
和粗纤维 ,其嫩叶中粗蛋白含量高于荠菜 、苋
菜 、菠菜 、竹笋 、马兰头等蛋白含量较高的蔬菜 ,
与经常食用的蔬菜冬瓜 、黄瓜 、萝卜 、白菜相比 ,
分别是 7.73 倍 、3.86倍 、3.43 倍和 1.82 倍[ 11] 。
就野茼蒿食用部分而言 ,其嫩叶中含水量和灰
分含量均低于嫩茎 ,但粗蛋白 、粗脂肪 、可溶性
糖含量均高于嫩茎。
根据文献[ 11]及 11 种成分 ,对野茼蒿和其
他 42种植物的营养相似性进行聚类分析得到图
1 。由图 1可知:(1)43 种经常食用的栽培蔬菜
或野生蔬菜大体可划分为两组。分别对其 11 种
成分含量统计表明 ,组 1代表的 12个品种 ,其各
项平均值除含水量外 ,其他 10 项均大于组 2 所
代表的品种(表 2)。就矿质元素而言 , 组 1 中
Ca 、Mg 、Fe 、Zn 元素含量分别是组 2 的 4.83、
2.20 、2.51、2.02倍;(2)组 1可很明显地分成两
类 ,其中第 2号所代表的品种地肤独立一类。统
计发现 ,其灰分含量 、Mg元素含量分别为 4.60
g 、118.00 mg ,均远远高于其他 42种植物;(3)从
11种指标上分析 ,野茼蒿(第 29号)营养价值与
番茄(Lycopersicon esculentum)(第 41号)、绿豆
芽(Phaseolus radiatus)(第 6号)相近。
2.2 野茼蒿组织及其他 23种野菜的金属含量
对金华北山地区野茼蒿及其他 23种野生蔬
菜 8 种金属元素含量测定结果见表 3、表 4 。由
结果可知 ,金华北山地区野茼蒿的生境中 Zn、
Cr 、Cd 、Pb 、Cu这 5种金属元素土壤背景值均符
合国家二级标准[ 12] 。野茼蒿植株内 ,Cu、Fe 、Zn
等 3种金属含量均低于国家限量值 ,而 Cd 、Cr、
Pb 这 3 种有毒重金属含量分别是国家标准[ 13]
最大值的 6.6倍 、2.86倍 、1.95 倍 ,均已超标 ,说
明野茼蒿对土壤中这三者重金属具有较强的富
集效应 ,食用具有一定的风险性。从总体上分
析 ,在比较的 23中野生蔬菜中 ,就 4种重金属元
素来讲 ,野茼蒿的风险处于第 16 位 ,属于偏安全
的种类。
2.3 野茼蒿组织对 8种金属的富集系数
由表 5可知 ,野茼蒿地上 、地下组织对 Ca的
富集系数均较大 ,分别为 18.74 和 7.05;对 Cd 、
Cr 、Pb 这 3种有毒重金属元素也有一定的富集
作用 ,其中对 Cd的富集作用最大 ,地上 、地下部
分对其富集系数分别为 2.99 和 1.99 ,这也说明
食用野茼蒿存在一定的风险。
表 1 野茼蒿组织的一般营养成分
Table 1 Contents of main nutritional components of C.crepidioides(g/100 g FW , n=3)
样品 含水量 粗蛋白 粗脂肪 可溶性糖 灰分 粗纤维
嫩茎 95.17 ±0.51 0.80±0.20 0.48±0.01 1.05±0.10 0.83±0.06 -
嫩叶 88.75 ±0.32 3.09±0.19 0.66±0.02 3.34±0.29 1.72±0.05 -
平均值 91.96 1.95 0.57 2.20 1.27 1.30*
注:“ -”未测定 , *数据参考文献田关森(2005)[ 4]
表 2 两组蔬菜营养指标的平均值
Table 2 Mean value o f 11 main components be tween the tw o g roups in Figure 1 (per 100 g FW)
样品 一般成分/g
Edible Moi CP r CFa SSu CFi Ash
矿质元素/ mg
Ca Mg Fe Zn
Group 1 93.58 86.13 3.71 0.61 7.67 2.11 1.88 237.25 50.33 4.12 0.89
Group 2 83.87 89.76 2.30 0.36 7.24 1.46 0.81 49.16 22.86 1.64 0.44
注:Moi=含水量 , CPr=粗蛋白 , CFa=粗脂肪 , SSu=可溶性糖 , CFi=粗纤维 , Ash=灰分
第 2期 黄秋生等.野生蔬菜野茼蒿营养成分分析及重金属元素风险评估 201
注:1.紫苜蓿(Medicago sativa);2.地肤(Kochia scoparia);3.榆钱(Ulmus pumila);4.败酱(Patrinia scabiosae f olia);5.地
笋(Lycop us lucidus);6.绿豆芽(Phaseolus radiatus);7.香椿芽(Toona sinensis);8.荠菜(Capsella bursa-pastoris);9.白薯
叶(D ioscorea sp.);10.刺耳菜(Cirsium segetum);11.百合(L ilium brounii var.biri dulum);12.苋菜(Amaranthus tricolor);
13.枸杞菜(Lycium chinense);14.朝鲜蓟(Cynara scolymus L.);15.菠菜(S pinacia oleracea);16.黄豆芽(Glycine ma x);
17.茴香(Foeniculum vulgare);18.落葵(Basella rubra);19.汤菜(B russels sprouts);20.马兰头(Kalimeris indica);21.芋
头(Colocasia esculenta);22.空心菜(I pomoea aquatica);23.豆角(Phaseolus vulgaris);24.莲藕(Ne lumbo nuci f era);25.野
蒜(A lli um nipponicum);26.蒜苗(A llium sativum);27.茼蒿(Chrysanthemum coronarium);28.水芹(Oenanthe javanica);
29.野茼蒿(C.crepidioides);30.山药(Dioscorea op posite);31.花椰菜(Brassica oleracea var.botry tis);32.胡萝卜(Daucus
carota var.sativa);33.野荞(Polygonum Sp.);34.洋葱(A llium cepa);35.大白菜(Brassica pek inensis);36.竹笋(Phy l-
lostachy s pubescens);37.卷心菜(Brassica oleracea var.capitata);38.萝卜(Raphanus sativus va r.longipinnatu);39.莴笋
(Lactuca sativa va r.asparagina);40.黄瓜(Cucumis sativus);41.番茄(Lycopersicon esculentum);42.南瓜(Cucurbita mos-
chata);43.冬瓜(Benincasa hispida)
图 1 基于营养成分的 43 种蔬菜的聚类分析
F ig.1 Cluste r ana ly sis o f the 43 vegetables based on their contents of main nutritional components
表 3 金华北山地区野茼蒿及其生境中 8 种金属元素的含量
Table 3 Concentration o f 8 metal elements in C.crepidioi des and its habitats , Beishan , Jinhua.
指标 金属元素
Ca Mg Fe Zn Cu Cd Cr Pb
地上部分(茎 、叶)/(mg/ kg FW) 19.65 5.23 15.41 6.27 1.40 0.40 1.38 0.37
地下部分/(mg/kg FW) 7.86 3.16 19.09 4.08 1.50 0.26 1.48 0.41
202 科 技 通 报 第 24卷
续表
指标 金属元素
Ca Mg Fe Zn Cu Cd Cr Pb
全株平均值/(mg/kg FW) 13.76 4.20 17.25 5.17 1.45 0.33 1.43 0.39
土壤背景值/(mg/kg DW) 391.98 39.33 10072.92 108.42 35.90 2.21 30.38 49.15
国家食品安全标准[ 13] /(mg/ kg FW) - - ≤20.00 ≤20.00 ≤10.00 ≤0.05 ≤0.50 ≤0.20
注:“ -”未规定
表 4 金华北山地区 23 种野菜 4 种重金属含量表
Table 4 Concentration of 4 heavy metal elements in 24 vegetables in Beishan , Jinhua.(mg/ kg DW)
样品 重金属元素
Cu Cd Cr Pb
IDC ND
景天(Sedum aiz oon) 23.45 33.20 27.95 64.70 9.01 1
黄鹌菜(Youngia japonica) 23.20 7.45 50.00 48.25 3.57 2
水芹(Oenanthe javanica) 42.20 2.95 24.35 27.70 1.31 3
蒲公英(Taraxacum mongolicum) 14.05 6.70 27.10 36.75 1.23 4
蕨菜(Pte-ridium excelsum) 54.05 3.00 15.00 18.35 1.06 5
鸭跖草(Comme-lina communis) 32.80 3.00 21.20 24.90 0.55 6
牛膝(Achy ranthes bidentata) 22.60 3.65 22.75 28.60 0.40 7
车前(P lantago asiatica) 18.65 4.35 20.25 25.45 0.10 8
泽星宿菜(Lysimachia candi da) 28.25 1.90 14.90 24.55 -0.29 9
大巢菜(Vicia sativa) 15.80 3.00 17.60 25.90 -0.48 10
天蓝苜蓿(Medicago lupulina) 16.10 2.05 15.55 27.00 -0.75 11
大车前(P lantago major) 15.80 2.75 12.60 23.80 -0.89 12
绞股兰(Gynostemma Pentaphy llum) 2.85 6.05 17.15 15.50 -0.91 13
巢菜(Vicia hirsuta) 16.35 1.40 14.30 27.65 -0.93 14
何首乌(Polygonum multi f lorum) 13.10 2.80 13.75 24.05 -0.95 15
野茼蒿(Cnassocephalum crepid ioides) 18.01 4.09 17.80 5.01 -0.97 16
鸭儿芹(Cryptotaenia japonica) 7.00 2.35 35.35 5.80 -0.97 17
过路黄(Lysimachia christinae) 16.10 3.35 12.00 18.80 -0.98 18
风轮菜(Sature ja hortensis) 24.70 1.70 7.60 18.40 -1.16 19
败酱(Patrinia scabiosae f olice) 18.00 0.85 14.80 19.30 -1.29 20
马兰(Kalimeris indica) 4.30 2.90 13.50 23.75 -1.41 21
金银花(Lonicera japonica) 3.70 1.90 14.20 23.70 -1.64 22
野蒜(Allium nip ponicum) 9.90 1.45 12.90 16.90 -1.77 23
大青(Clerodendrum cyrtophy llum) 19.65 1.40 8.45 8.75 -1.84 24
注:* IDC=综合风险值 , ND=风险排序
表 5 金华北山野茼蒿对 8 种金属元素的富集系数
Table 5 Accumulation coefficient of 8 me ta l elements in C.crep idioides in Beishan , Jinhua
样品 金属元素
Ca Mg Fe Zn Cu Cd Cr Pb
地上部分(茎 、叶) 18.74 2.23 0.02 0.84 0.49 2.99 0.60 0.10
地下部分 7.05 1.39 0.02 0.56 0.54 1.99 0.62 0.14
全株平均值 12.90 1.81 0.02 0.70 0.52 2.49 0.61 0.12
第 2期 黄秋生等.野生蔬菜野茼蒿营养成分分析及重金属元素风险评估 203
3 讨论
我国地域辽阔 ,自然资源较为丰富 ,野生蔬
菜资源丰富 ,随着人们对天然食品的重视 ,野生
蔬菜有很大的市场前景。野茼蒿作为一种有风
味和特色的野生蔬菜 , 不但质地细嫩 、甜滑可
口 、味道鲜美 ,而且营养丰富 ,食用部分含有丰
富的蛋白质 、粗纤维 、胡萝卜素 、维生素 C 等成
份。本文对浙江金华北山地区野茼蒿的营养成
分研究表明 ,野茼蒿食用部分的粗蛋白含量比
白菜 、萝卜 、黄瓜等经常食用蔬菜要高 ,从蛋白
质含量来讲 ,野茼蒿具有较好的营养价值。
野茼蒿也具有较高的药用价值。根入药 ,
具有清热消肿 、活血解毒的功效[ 14] 。 Aniya Y
等人的研究表明 ,野茼蒿具有清除自由基和保
护肝脏的功能[ 15] 。由于野茼蒿具有容易栽培 、
生长迅速 、病虫害少等优点 , 是一种可利用 、食
用及药用的速生型野生蔬菜 ,因此推广栽培潜
力巨大。
随着生活水平的提高和人们对健康饮食认
识的不断加深 , 人们食用蔬菜的营养价值将主
要不是从某一种成分的含量高低来判别。对于
某种野生蔬菜资源价值的评定 ,从风味 、一般成
分含量 、矿物质含量及重金属风险等指标进行
综合评价更具合理性。本研究利用综合评价法
表明 ,野茼蒿生境中 Cd 、Cr 、Pb 这 3种有毒重金
属元素的土壤背景值均符合国家二级标准 ,但其
组织中均检测出超标 ,说明野茼蒿对这些有毒元
素的富集能力较强。因此 ,在推广栽培和食用野
茼蒿时 ,应尽可能地选择环境良好的环境进行栽
培或采集 ,注意其可能存在的安全问题。
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