南方农业学报JournalofSouthernAgriculture2018,49(7):1378-1382·1378·南方农业学报ISSN2095-1191;CODENNNXAABhttp://www.nfnyxb.com49卷DOI:10.3969/j.issn.2095-1191.2018.07.18中药煎煮液对菜心体内5种多环芳烃的净化效果
2*
龙明华1,梁勇生1,,巫桂芬1,申海燕1,龙
彪1,唐3
璇1,李朋欣1,张慧娜1,
(1广西大学农学院,南宁530004;2南宁市农业科学研究所,南宁530021;3广西农业职业技术学院,南宁530007)
摘要:【目的】分析不同种类中药煎煮液对菜心体内多环芳烃(PAHs)的净化效果,为降低PAHs污染蔬菜风险提供参考依据。【方法】利用萘(NAP)、菲(PHE)、荧蒽(FLT)、苯并(α)蒽(BaA)和苯并(α)芘(BaP)5种PAHs混合液涂抹菜心1d后,再采用板蓝根、大青叶、淫羊藿、银杏叶、麦冬和黄芪6种中药煎煮液分别喷洒菜心植株,7d后检测分析菜心体内5种PAHs含量的残留情况。【结果】使用6种中药煎煮液(浓度分别为50.0、100.0和200.0g/L)喷洒PAHs涂抹胁迫的菜心后,检测到菜心体内的NAP、PHE、FLT、BaA和BaP含量分别为1.58~1.71、0、0~3.86、1.63~2.15和3.62~5.63μg/kg。6种中药煎煮液对PHE均有显著的净化效果(P<0.05),其中,板蓝根煎煮液对NAP和大青叶煎煮液对BaP的净化效果较明显,淫羊藿煎煮液对FLT的净化效果较佳,100.0g/L淫羊藿煎煮液对BaA也有一定的净化作用。【结论】中药煎煮液对菜心体内PAHs的净化效果与中药种类有关,与其使用浓度关系不密切,其中以大青叶和淫羊藿煎煮液的净化效果较佳。
关键词:菜心;多环芳烃(PAHs);中药;净化作用中图分类号:S663.1
文献标志码:A
文章编号:2095-1191(2018)07-1378-05
PurificationeffectsoftraditionalChinesemedicinedecoctionliquidonfivekindsofpolycyclicaromatichydrocarbon(PAHs)inChinese
floweringcabbage
2*
LONGMing-hua1,LIANGYong-sheng1,,WUGui-fen1,SHENHai-yan1,
3
LONGBiao1,TANGXuan1,LIPeng-xin1,ZHANGHui-na1,
2
(1CollegeofAgriculture,GuangxiUniversity,Nanning530004,China;NanningInstituteofAgriculturalSciences,
3
Nanning530021,China;GuangxiAgricultureVocationalCollege,Nanning530007,China)
Abstract:【Objective】ThepurificationeffectsofdifferentkindsoftraditionalChinesemedicinedecoctionliquidon
thepolycyclicaromatichydrocarbon(PAHs)inChinesefloweringcabbagewereanalyzed.Itprovidedreferenceforredu-cingthePAHspollutionrisksofvegetables.【Method】ThemixedliquidsoffivekindsofPAHswereusedtodaubChinesefloweringCabbagefor1d,andthensixkindsoftraditionalChinesemedicinedecoctionliquidwereusedtosprayonit.After7d,theresidualofPAHscontentsinthevegetableweredetectedandanalyzed.ThefivekindsofPAHswerenaph-thalene(NAP),phenanthrene(PHE),fluoranthene(FLT),benzo(a)anthracene(BaA),andbenzo(a)pyrene(BaP),whilesixkindsoftraditionalChinesemedicinewereradixisatidis,foliumisatidis,herbaepimedii,ginkgoleaf,ra-dixophiopogonisandAstragalusmembranaceus.【Result】AftersprayingtheChinesefloweringCabbagewiththethreeconcentrations(50.0,100.0and200.0g/L)ofsixkindsoftraditionalChinesemedicinedecoctionsliquidwhichwasdaubedbyPAHs,thecontentsofNAP,PHE,FLT,BaAandBaPeinChinesefloweringcabbagewere1.58-1.71,0,0-3.86,1.63-2.15and3.62-5.63μg/kgrespectively.ThepurificationeffectsofsixkindsoftraditionalChinesemedicinede-coctionliquidonPHEweresignificant(P<0.05),andthepurificationeffectsofradixisatidisonNAPandthoseoffoliumisatidisonBaPwereobvious.ThepurificationeffectsofherbaepimediionFLTweresound,andherbaepimediialsohadcertainpurificationeffectsonBaA.【Conclusion】ThepurificationeffectsoftraditionalChinesemedicinedecoctionliquidonPAHsinChinesefloweringCabbagearerelatedtothekindsoftraditionalChinesemedicine,butarenotcloselyrelatedtoconcentration.Thepurificationeffectsoffoliumisatidisandherbaepimediidecoctionliquidarefine.
Keywords:Chinesefloweringcabbage;polycyclicaromatichydrocarbon(PAHs);traditionalChinesemedicine;purificationeffect
收稿日期:2017-09-16基金项目:国家自然科学基金项目(31360479);广西自然科学基金项目(2013GXNSFBA019091);国家现代农业产业技术体系广
西蔬菜瓜果创新团队建设项目(nycytxgxcxtd-10-03);广西研究生教育创新计划项目(YCBZ2012007)
作者简介:*为通讯作者,梁勇生(1979-),高级农艺师,主要从事蔬菜栽培技术及农产品质量安全研究工作,E-mail:b9523@163.
com。龙明华(1961-),教授,主要从事蔬菜育种及农产品质量安全研究工作,E-mail:longmhua@163.com
7期龙明华等:中药煎煮液对菜心体内5种多环芳烃的净化效果
·1379·0引言
【研究意义】多环芳烃(Polycyclicaromatichy-drocarbons,PAHs)是一类2~6环芳香族化合物,具有强致癌性、致突变性和致畸性,既可通过大气沉降作用附着在蔬菜叶片表面进入蔬菜体内,也可通过土壤溶液被蔬菜根系吸收进入蔬菜体内(Elsaeidetal.,2015)。多数PAHs类化合物难以降解,是持久性污染物(刁硕等,2017)。已有研究显示,生物体吸收菲(PHE)96h即达到平衡,生物富集因子为5000,吸收苯并(α)芘(BaP)192h达到平衡,生物富集因子为43000(Huangetal.,2013)。经过生物体长时间的富集及食物链的放大作用,PAHs在生物体内的富集可达非常危险水平,其生态风险极高(Luetal.,2009)。目前,PAHs的积累性污染已威胁到农作物质量安全,直接危害人类健康(王涛等,2016)。菜心是较易受PAHs污染的食叶类蔬菜,以其为PAHs胁迫对象进行不同种类中药煎煮液净化PAHs含量效果分析,对降低PAHs污染蔬菜风险和提高蔬菜质量安全水平具有重要意义。【前人研究进展】许超等(2009)研究认为,种植玉米可加快土壤中芘的降解速度。Zhu等2009)研究认为,玉米根系分泌物在无NaN3条件下可促进PHE从土壤中解吸。钟磊等(2010)研究发现,PHE降解复合微生物菌群对PHE的降解率在95%以上。诸卫平(2013)研究发现,金银花和丁香煎煮液对土壤中的PAHs有明显降解和净化作用。Shao等2015)研究表明,油菜、黑麦草和高羊茅去除PAHs效果较好,其中油菜对PHE和芘的去除率分别达98%和86%。潘声旺等(2016)、汤敏和欧阳平(2016)研究发现,对PAHs的净化主要通过自然降解、物理化学降解、植物降解和微生物降解来实现。杨明忠等(2016)研究认为,植物自身产生的酶类等物质与植物体内的PAHs含量有一定响应。【本研究切入点】我国开展PAHs净化或降解的研究起步较晚,但研究的力度呈上升趋势,目前主要侧重于微生物降解和植物自我降解修复两个方面(陈悦等,2015),鲜见有关蔬菜中PAHs净化作用研究的报道,也未见利用中药对菜心体内PAHs进行净化的相关报道。【拟解决的关键问题】菜心经萘(NAP)、PHE、荧蒽(FLT)、苯并(α)蒽(BaA)和BaP5种PAHs涂抹胁迫后再用板蓝根、大青叶、淫羊藿、银杏叶、麦冬和黄芪6种中药煎煮液进行喷洒处理,利用高效液相色谱法检测分析菜心体内各PAHs的残留情况,探索净化蔬菜体内PAHs的有效方法,为生产上降低PAHs污染蔬菜风险提供参考依据。
1材料与方法
1.1
试验材料四九甜脆菜心(BrassicaparachinensisBailey)
种子购自广西柳州市兴旺蔬菜良种经营部;板蓝根、大青叶、淫羊藿、银杏叶、麦冬和黄芪6种中药购自广西南宁市一心药店。16种PAHs混标液购自美国SIGMA-ALORICH公司;5种PAHs标准物购自日本东京化成工业株式会社,其信息见表1;乙腈、二氯甲烷和正己烷为色谱纯,丙酮为分析纯。主要仪器设备:高效液相色谱仪(美国WATERS公司),ECOSILHPLCCOLUMN-C18色谱柱(4.6mm×250mm,5μm)。
表15种PAHs的相关信息
Table1InformationofthefivekindsofPAHs
名称环数
分子量毒性因子NameRingMol.wtTEFs萘NAP2128.000.001菲PHE3178.230.001荧蒽FLT4202.250.001苯并(α)蒽*BaA*4228.300.100苯并(α)芘*BaP*
5
252.32
1.000
*属于导致动物致癌的化合物
*indicatedcarcinogeniccompoundstoanimals
1.2试验方法
1.2.1中药煎煮液及PAHs混合液配制中药煎煮液配制:称取50.0、100.0和200.0g板蓝根、大青叶、淫羊藿、银杏叶、麦冬和黄芪各1份,浸泡过夜后煎煮熬制,4层纱布过滤,定容至1.0L,分别配制成50.0、100.0和200.0g/L板蓝根、大青叶、淫羊藿、银杏叶、麦冬和黄芪药液,4℃保存备用。
10.0mg/LPAHs混合液配制:称取NAP、PHE、FLT、BaA和BaP各0.0020g,加入丙酮充分溶解后定容至1.0L,密封于棕色瓶中,4℃保存备用。1.2.2试验设计为避免外界因素影响,本研究采用温室大棚深液流水培养法对菜心进行栽培管理,营养液配方采用日本园试通用配方。将10.0mg/LPAHs混合液用丙酮溶液稀释配制成600.0μg/LPAHs混合液备用,用软毛刷将其涂抹到苗龄为28d的菜心叶片和茎秆上,每株涂10.0mL,即每株涂抹6.0μgPAHs。涂抹PAHs混合液1d后,分别将上述6种不同浓度中药煎煮液用喷壶均匀喷洒于菜心植株上,以喷洒蒸馏水为对照(CK),每株喷100.0mL,每处理3株,重复3次,中药煎煮液喷洒处理7d后收获菜心并检测其地上食用部分的NAP、PHE、FLT、BaA和BaP含量。
1.2.3PAHs提取和测定参照高彦征等(2005)的方法对菜心样品中的PAHs进行提取和检测。为使目标检测物较好地分离,本研究采用梯度洗脱方式提取PAHs,洗脱程序见表2。图1为16种PAHs混标液的液相色谱检测效果图。其中,NAP、PHE、FLT、BaA和BaP的保留时间分别为4.63、9.12、11.779、17.488和23.235min。
((·1380·表2PAHs梯度洗脱程序
Table2GradientelutionprocedureofPAHs
南方农业学报49卷时间(min)流动相A(乙腈)(%)流动相B(纯水)(%)TimeMobilephaseA(acetonitrile)MobilephaseB(purewater)050503752558515301000
异不显著(P>0.05,下同),其中,3个浓度板蓝根处理
的NAP含量均最低,且明显低于CK;同种中药不同浓度煎煮液处理后,菜心体内的NAP含量间差异不明显。说明6种中药对菜心体内的NAP均有一定净化作用,但仅板蓝根对NAP的净化效果较明显。
表3中药煎煮液对菜心体内NAP含量的影响(μg/kg)
Table3InfluenceoftraditionalChinesemedicinedecoctionli-quidonthecontentofNAPinB.parachinensis(μg/kg)
中药名称
TraditionalChinesemedicine
中药煎煮液浓度(g/L)
ConcentrationoftraditionalChinese
medicinedecoctionliquid50.0100.0200.0
板蓝根Radixisatidis1.581.591.59大青叶Foliumisatidis1.651.651.64淫羊藿Herbaepimedii1.681.691.69银杏叶Ginkgoleaf1.611.651.64麦冬Radixophiopogonis1.701.711.69黄芪Astragalusmembranaceus1.681.641.69CK1.721.721.72
1.3
统计分析
试验数据采用Excel2010和SPSS15.0进行统计分析。
2结果与分析
2.1不同中药煎煮液处理对菜心体内NAP的净化效果
由表3可知,在CK和不同浓度中药煎煮液喷洒处理的菜心体内均检测到NAP,各中药煎煮液处理菜心的NAP含量(1.58~1.71μg/kg)均低于CK,但差
0.030吸光值Absorbancevalue0.0250.0200.0150.0100.0050.000
0.00
5.00
10.00
15.00
20.0025.0030.0035.00
保留时间(min)Retentiontime
Fig.1
图116种PAHs混合标准液的高效液相色谱图
Highperformanceliquidchromatography(HPLC)figureof16kindsofPAHsstandardsolution
表4中药煎煮液对菜心体内PHE含量的影响(μg/kg)
Table4InfluenceoftraditionalChinesemedicinedecoctionliquidonthecontentofPHEinB.parachinensis(μg/kg)
中药名称
TraditionalChinesemedicine
中药煎煮液浓度(g/L)
ConcentrationoftraditionalChinese
medicinedecoctionliquid50.0100.0200.00b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b1.09a1.09a1.09a
2.2不同中药煎煮液处理对菜心体内PHE的净化
效果
由表4可知,CK的菜心体内可检测到PHE,含量为1.09μg/kg,而在各中药煎煮液处理的菜心体内均未检测到PHE。说明6种中药煎煮液对PHE具有显著的净化作用(P<0.05,下同)。
2.3不同中药煎煮液处理对菜心体内FLT的净化效果
由表5可知,在50.0g/L的6种中药煎煮液处理菜心体内未检测到FLT;100.0g/L淫羊藿处理的菜心体内未检测到FLT,而以100.0g/L板蓝根、大青叶、银杏叶、麦冬和黄芪煎煮液处理菜心后,其体内均检测到FLT,但含量(0~1.81μg/kg)均显著低于CK;在200.0g/L板蓝根、大青叶、淫羊藿和黄芪煎煮液处理菜心体内均未检测到FLT,而在200.0g/L银杏叶和麦冬煎煮液处理的菜心体内可检测到FLT(含量为1.65~3.86μg/kg),其中银杏叶处理的FLT含量显著低于CK,麦冬处理的FLT含量低于CK,但差异不显著。说明使用50.0g/L中药煎煮液即可净化FLT对菜心的污染,
板蓝根Radixisatidis大青叶Foliumisatidis淫羊藿Herbaepimedii银杏叶Ginkgoleaf
麦冬Radixophiopogonis黄芪A.membranaceusCK
同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。表5~表7同
Differentlowercaselettersinthesamecolumnrepresentedsignificantdifference(P<0.05).ThesamewasappliedinTable5-Table7
使用100.0g/L中药煎煮液对FLT的净化效果反而不佳。3个浓度淫羊藿煎煮液处理的菜心体内均未检测到FLT,说明其对FLT的净化效果最佳,而麦冬煎煮液处理菜心体内检测到的FLT含量随麦冬煎煮液浓度的增加而增加,说明其对FLT污染的净化效果最差。