Influence of Introduction and Cultivation on the Content of Active Ingredients and Elements in Gastrodia elata
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摘要: 目的：探讨不同产地对天麻的性状、有效成分及元素含量的影响，为天麻引种栽培和优良品种选育提供试验依据。方法：比较引种前后天麻的性状，以及采用高效液相色谱法测定引种前后天麻中天麻素、天麻苷元、巴利森苷（A、B、C、E）的含量，对比和检测各产地天麻引种至云南腾冲后其元素含量的变化。结果：经过引种和栽培，不同产地天麻的性状发生了显著变化，外观上与腾冲本地天麻趋于一致，但天麻的折干率没有明显变化，不同产地天麻的天麻素含量均有不同程度的提高，其中，甘肃天麻的天麻素含量提高最多，达到了6.5倍，巴利森苷类化合物的含量也都呈现出上升趋势，达到云南腾冲本地天麻的含量。各个地区所产天麻的重金属含量均符合国家标准，不同产区的元素含量缺乏普遍性规律。在云南腾冲种植引入昭通天麻、东北天麻后，Zn元素、Fe元素的含量相应降低，Mn元素的含量相应增加，但不具备显著性。结论：天麻的特性与有效成分的浓度会受到其生长地域及自然环境的显著影响，云南腾冲非常适合天麻种植，可作为优秀产区推广天麻种植。Abstract: Objective: To explore the impact of different cultivation origins on the characteristics, active ingredients, and element content of Gastrodia elata, providing experimental evidence for its introduction, cultivation, and selection of superior varieties. Methods: the characteristics of G. elata before and after introduction were compared , and using high-performance liquid chromatography (HPLC) to measure the content of gastrodin, gastrodigenin, and paris saponins (A, B, C, E) in G. elata before and after introduction. The changes in element content after introducing G. elata from various origins to Tengchong, Yunnan were compared and detected. Results: After introduction and cultivation, significant changes were observed in the characteristics of G. elata, appearing similiar to the local G, but there was no notable change in its drying rate, the gastrodin content of G.elata from different production regions increased to varing degrees, with the highest increase observed in G.elata from Gansu, reaching 6.5 times, the contents of balisangan-type compounds also showed an upward trend, reaching the levels of the local G.elata in Tengchong. The heavy metal content of G. elata from various regions complied with national standards, and there was no universal pattern in element across different production areas. After cultivating introduced G. elata from Zhaotong and Northeast China in Tengchong, Yunnan, the content of Zn and Fe elements decreased accordingly, while the Mn element content increased, although the changes were not statistically significant. Conclusion: The characteristics and concentration of active ingredients in G. elata are significantly influenced by its cultivation region and natural environment. Tengchong, Yunnan, is highly suitable for the cultivation of G.elata and can be promoted as an excellent production area for G.elata cultivation.
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Keywords:
- Gastrodia elata /
- introduction and cultivation /
- active ingredients /
- growing environment /
- element
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天麻（Gastrodia elata），又称赤箭、神草、离母和定风草，属于兰科的多年生草本植物，因缺乏根系和叶绿体而无法进行光合作用。在其生长过程中，蜜环菌为其提供必需的养分。天麻一般在立冬后至次年清明之前进行采挖，主要药用部分为地下的块茎[1]。传统医学上，天麻被用于治疗头晕、惊厥、面部歪斜及四肢麻木等多种症状；现代医学研究表明，天麻具有抗抑郁、改善睡眠、抗惊厥、抗炎、镇痛、调节血压等功效[2−6]。天麻这种传统药材源自大自然，现阶段，保健食品领域对其关注度与日俱增，天麻可用于具有睡眠类功能产品中[6]。自古以来，人们常通过浸泡或煮制的方式享用天麻，以便于达到保健的效果。近年来，关于天麻在食品和功能性食品领域的研究逐渐增多，天麻作为食材的应用日益普及，市场上涌现了天麻面条、天麻酒、天麻饼干、天麻果脯、天麻糖果以及即食天麻罐头等不同产品。经统计，在我国特殊食品监管司特殊食品数据平台注册的、公布于官网的各类天麻保健品产品总数达到114种[7]。作为食材进行研究时，除了成分之外，对其口感的需求也显得尤为重要。
目前，天麻人工种植已有近60年的历史，人工种植技术较成熟。在传统产区的天麻，其口感略带苦味，质地脆嫩，并散发独特的味道；尽管腾冲并非传统的产地，但该地区一直以来都有天麻的野生种群。相关研究表明，不同产区天麻多种化学成分含量差异较大[8]，天麻品质具有十分明显的地域差异，市售天麻质量良莠不齐，在药企或者生产企业进行采购时，寻找质量稳定的货源也是首要问题，因此，找到质量稳定且优异的产地对天麻品控具有十分重要的意义。引种栽培在验证天麻有效成分的差异与产地是否有绝对关系的同时，也验证腾冲地区是否可选为优良产地。天麻素是药典中用于衡量天麻品质的主要成分，近年来，巴利森苷类化合物因其药理活性十分突出，相关研究也日趋热门。金属元素因其与中药的性味、归经以及质量与功效的关系十分紧密，因此也是需要考察的指标。基于此，本文将6个不同产区的天麻引入腾冲开展人工栽培工作，对引种前后的天麻特性、有效成分及各类元素含量的变化进行详细的研究，并与腾冲本地天麻进行比较。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
箭麻 来自东北吉林、陕西丹凤、甘肃陇南、湖北宜昌、安徽六安和云南昭通地区的天麻种植基地直采；引种箭麻 在云南腾冲地区经历了开花、人工授粉、育种和无性繁殖后获得；云南腾冲天麻 云南腾冲当地天麻种植基地直采的天麻（箭麻）；共13份样品，以上实验材料均由药用植物研究所（北京）的王秋颖研究员鉴定，确属于兰科植物天麻Gastrodia elata；天麻素（CAS号62499-27-8）、巴利森苷A（CAS号62499-28-9）、巴利森苷C（CAS号174972-80-6）、对羟基苯甲醇（天麻苷元，CAS号624-05-2）、巴利森苷B（CAS号194972-79-3） 宝鸡辰光有限公司；乙腈（等级为HPLC） 默克公司；甲醇（等级为HPLC） 迈瑞达公司；纯净水 娃哈哈；巴利森苷E（CAS号952068-57-4） 上海源叶有限公司；甲酸、磷酸（等级为HPLC） 恩科公司；浓HNO3（优级纯） 国药集团；其它试剂均为分析纯。
Waters Acquity超高效液相色谱仪 美国Waters公司，包括PDA检测器和Empower工作站；AL204电子分析天平 梅特勒-托利多公司；FA1104N分析天平 上海民侨精密科学仪器有限公司；KQ-500DE超声波数控清洗器 昆山市超声仪器有限公司；DGX-9243烘箱 上海福玛实验设备有限公司；HPC-500A华晨多功能高速粉碎机 浙江金穗制造厂；5804 R型离心机 Eppendorf；iCAP 6300型电感耦合双向观测等离子发射光谱仪 美国Thermo公司；FD-720型红外水分测定仪 日本KETT公司；Mars-6型微波消解仪 美国CEM公司。
1.2 实验方法
1.2.1 天麻的形态测量与观察
对不同产地引种前后的天麻进行外观观察，拍照。
1.2.2 折干率测定
参照唐文文等[9]的方法，将采挖的新鲜箭麻洗净，去杂，准确称重并记录。将新鲜天麻切片放置烘箱中60 ℃烘干至恒重，再次准确称重并记录，计算天麻的折干率，计算公式为：折干率（%）=（干重/鲜重）×100。
1.2.3 有效成分含量测定
1.2.3.1 天麻样品处理
天麻素和巴利森苷类化合物含量的测定参照李平等[10]、刘梦媛等[11]、肖佳佳等[12]、王夏茵等[13]的方法，并略有改动。将放置在冰箱保鲜层的鲜天麻样品取出，用流水洗净，放于滤纸上，晾干表面水分，均匀切成厚约0.3 cm的薄片，放入蒸锅中蒸制10 min左右，以没有白芯为准，然后取出放置于恒温干燥箱中，50 ℃烘4 h后，60 ℃烘干至恒重，把已干燥天麻通过粉碎机进行粉碎，过40目筛，整理筛后粉末，即为供试样品粉末。
1.2.3.2 供试品溶液的制备
称取0.25 g天麻粉末，放入密封的锥形瓶中，接着添加15 mL、30%甲醇溶液。在室温下用超声提取装置（120 W、40 kHz）提取15 min。提取后，用30%甲醇溶液补充提取过程中的重量损失，然后将得到的提取液转入离心管，在13000 r/min的速度下离心10 min。最后，收集上清液，0.22 μm的滤膜过滤，备用于UPLC分析。
1.2.3.3 对照品溶液的制备
分别称取适量巴利森苷A、B、C、E、对羟基苯甲醇、天麻素6种对照品，加30%甲醇分别制成单个对照品储备液。分别准确量取各对照品储备液适量，用30%甲醇溶液定容至15 mL，最终得到天麻素浓度0.03 mg/mL，巴利森苷A浓度0.2 mg/mL，巴利森苷C浓度0.02 mg/mL，巴利森苷E浓度为0.11 mg/mL，对羟基苯甲醇浓度0.03 mg/mL，巴利森苷B浓度为0.09 mg/mL的混合对照品溶液。
1.2.3.4 高效液相色谱检测条件
色谱柱为1.7 μm、100 mm×2.1 mm的BEH C18，采用0.1%甲酸水溶液（A）-乙腈（B）的流动相，柱温30 ℃，流速0.3 mL·min−1，检测波长220 nm，样品温度15 ℃，具体梯度洗脱步骤为：0 min，98% A；0～2 min，98%～94%A；2～4 min，94%～90%A；4～6 min，90%～85%A；6～8 min，85%～80%A；8～10 min，80%～75%A；10～12 min，75%～98%A，进样量为2 μL。
1.2.3.5 方法学考察
a.稳定性试验：选取同一批次的天麻供试品溶液，在室温条件下保存，0、3、6、9、12、24 h取样2 μL，并按照“1.2.3.4”项下色谱条件，测定天麻中所含六种活性成分的吸收峰面积。
b.重复性试验：称取天麻粉末样品6份，每份0.25 g。按照“1.2.3.4”项下色谱条件各自进行测定，进样量是2 μL，记录峰面积，计算6种有效成分的质量分数。
c.加样回收率试验：称取进行含量测定后的天麻粉末9份，每份0.25 g，重复三次，各自加入80%、100%、120%三种浓度混和对照品，按照“1.2.3.2”项下方法进行供试品溶液的制备，并测定含量，计算RSD值以及平均回收率。
d.精密度试验：取同一种天麻供试品溶液，按照“1.2.3.4”项下方法进行测定，对天麻6种有效成分的含量加以测定。
1.2.3.6 样品有效成分含量测定
取引种前后不同产地天麻和腾冲天麻样品共13份，每类样品重复3份，按照上述方法加以测定，对各类3份样品质量分数均值展开计算。
1.2.4 各类元素含量测定
1.2.4.1 天麻样品处理
参照孟珊等[14]、颜鸿远等[15]的方法，进行各类元素含量的测定。采用“1.2.3.1”项下方法对天麻样品进行处理，精确称取0.2~0.3 g天麻粉，放入消解管的底部，加入8 mL的优级纯浓HNO3，充分摇匀后盖紧管盖，静置于室温下过夜。次日在通风橱里进行排气，结束后将盖子拧紧，静置于通风橱，同时准备两个不添加样本的对照实验品，待30 min后，将消解管置于旋转盘上，消解完成后，待消解管自然冷却后，通风橱内静置30 min，开启管盖，释放气体。最后，将已处理的消解液转移至50 mL容量瓶内。随后，对容量瓶进行定容，并充分摇匀溶液。待溶液静置20 min后，用移液管精确量取10 mL上层清液，转移至离心管内，进而完成所需供试品溶液制备。最后，将供试品送至中国农业大学—国家能源非粮生物质原料研发中心进行元素含量测定，测定在iCAP 6300型电感耦合双向观测等离子发射光谱仪上进行。
1.2.4.2 线性关系的考察
在100 mL的容量瓶中分别添加0.5 mL的优级纯浓硝酸，然后分别加入0、0.1、0.3、0.5 mL的各元素标准溶液，最后使用超纯水定容至刻度并摇匀。以不同元素离子吸光度为纵坐标（Y）、以标准溶液质量浓度（mg/L）为横坐标（X），绘制标准曲线，结果如表1所示，可以发现0.1～200 mg/L区间的不同元素具有良好线性关系（R2≥0.9990）。
表 1 各元素回归方程Table 1. Regression equation of each element元素 回归方程 R2 线性范围（mg/L） B Y=421.22X+0.0221 0.9999 1.00～10.00 Na Y=511.59X+34.344 0.9995 5.00～50.00 Mg Y=1226.4X+2427.5 0.9990 10.00～100.00 Al Y=60.154X+8.246 0.9999 5.00～20.00 Si Y=1.4237X+0.038 0.9997 1.00～5.00 P Y=863.5X−6.8506 0.9999 10.00～50.00 K Y=109.09X−18.529 0.9999 10.00～200.00 Ca Y=63.498X+17.446 0.9999 10.00～100.00 Cr Y=1142.9X+0.658 0.9999 1.00～5.00 Mn Y=219.8X+49.48 0.9999 5.00～50.00 Fe Y=30.497X+4.5411 0.9999 5.00～50.00 Ni Y=7772.2X+389.2 0.9999 1.00～5.00 Cu Y=74.05X+0.6414 0.9999 5.00～50.00 Zn Y=22656X+289.07 0.9999 5.00～50.00 As Y=1174.4X+20.774 0.9999 1.00～5.00 Se Y=861.31X+7.3144 0.9998 0.10～1.00 Mo Y=5149.6X+149.66 0.9998 1.00～5.00 Cd Y=14168X+113.31 0.9999 1.00～5.00 Hg Y=3834.6X+264.03 0.9992 1.00～5.00 Pb Y=1370.9X+130.75 0.9999 1.00～5.00 1.2.4.3 天麻样品测定
选取了引种前原产地安徽六安、湖北宜昌、东北吉林、陕西丹凤、甘肃陇南、云南昭通、云南腾冲的天麻，引种后的昭通天麻和东北天麻，共9个天麻样本，每个样品重复三份。按照“1.2.4.1”项下方法，制备实验溶液，测定并计算各元素的含量。
式中，C表示iCAP测试样品浓度（mg/L），V表示消解液定容体积（mL），X0表示样品水分含量（%），C0表示iCAP测试空白浓度（mg/L），m表示风干后样品重量（g）。
1.3 数据处理
通过SPSS22.0软件处理数据；具备方差齐性、服从正态分布的计量资料（以Bartlett法检验方差齐性，以Kolmogorov-Smirnov法检验正态性）以（x±s）表示，两组间比较行独立样本t检验，分类变量采用卡方检验。
2. 结果与分析
2.1 天麻形态特征
从图1中可以观察到，不同来源的天麻在形态特征上有明显区别。东北地区的天麻，其块茎较小，细长且表面呈现凹凸不平的状态；来自甘肃、陕西以及安徽地区的天麻，其块茎尺寸较为可观，呈细长形，节间距较为紧凑，颜色偏灰；源自于湖北及昭通地区的天麻，呈现出卵圆形状，比较粗短，块茎的大小适中，节间宽度也较为均匀。将来自不同地区的天麻在云南腾冲的相同林地进行栽培，结果观察到这些天麻的外观逐渐与当地品种相似，呈现出纺锤形状且口味一致（见图2）。
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图 1 引种前各产地天麻外观注：A.吉林市；B.陇南市；C.丹凤市；D.宜昌市；E.六安市；F、昭通市；标尺量程为12 cm。Figure 1. Morphology of Gastrodia elata from different places before introduction![]()
图 2 引种后不同产地天麻形态注：从左到右引种前原产地为吉林市、陇南市、丹凤市、宜昌市、六安市。Figure 2. Morphology of Gastrodia elata from different places after introduction一直以来，天麻的分类基本都是以形态外观为依据，而引种前后不同产地的天麻形态趋于一致，说明天麻的表现型不仅仅由本身基因决定，还受环境因素影响。
2.2 天麻折干率的比较
根据表2的数据分析，天麻的折干率在引种前后的变化不明显，其中陕西丹凤和湖北宜昌地区的折干率有轻微上升，而安徽六安、甘肃陇南、云南昭通及吉林的折干率则表现出小幅度下降。引种栽培对天麻折干率的影响较小，这主要与含水量有关，腾冲夏季雨水量很大，但秋冬又很干燥，因此，腾冲天麻的含水量属于中等。
表 2 天麻折干率（%）Table 2. Drying rate of Gastrodia elata (%)产地 引种前 引种后 陕西丹凤 5.5±0.2 6.0±0.3 安徽六安 3.4±0.2 3.3±0.1 甘肃陇南 5.7±0.1 5.5±0.4 湖北宜昌 3.8±0.5 3.9±0.2 云南昭通 3.2±0.1 3.1±0.2 东北吉林 4.4±0.1 4.1±0.3 云南腾冲（对照组） 3.0±0.3 − 2.3 引种对天麻有效成分的影响
2.3.1 方法学考察结果
精密度试验中，所得的RSD值的计算结果为1.59%~1.91%，这表明该仪器的精密性较高。
稳定性试验中，计算出各时间点（0~24 h）的相对标准偏差（RSD）值分别为1.90%、1.51%、1.78%、1.64%、1.88%和1.21%，这一数据结果充分验证了，在室温条件下保存24 h内，该供试品溶液能够维持稳定性。
通过加样回收率试验可以发现，天麻素、巴利森苷A、巴利森苷C、对羟基苯甲醇、巴利森苷B、巴利森苷E平均回收率分别为100.55%、101.13%、99.37%、101.83%、102.22%、100.52%；六种成分质量分数RSD值分别为2.08%、1.62%、1.62%、1.26%、1.26%、1.55%，这一结果反映出：此实验所用法具备良好的重复性。具体结果见表3。
表 3 天麻中6种成分加样回收率Table 3. Recovery rate of 6 components added from Gastrodia elata样品编号 天麻素（%） 对羟基苯甲醇（%） 巴利森苷A（%） 巴利森苷B（%） 巴利森苷C（%） 巴利森苷E（%） 1 98.07 103.41 103.09 100.22 98.41 101.98 2 98.29 101.18 102.81 102.61 96.34 99.98 3 98.07 103.18 102.15 101.63 97.67 101.02 4 103.22 101.56 101.67 103.44 100.11 101.91 5 103.50 102.91 99.06 104.16 101.21 98.42 6 99.91 100.50 97.79 102.90 98.62 98.60 7 102.54 102.90 101.80 102.80 99.91 99.20 8 101.62 99.44 101.95 102.13 100.83 100.28 9 99.72 101.34 99.78 100.15 101.24 103.26 平均回收率（%） 100.55±0.1 101.83±0.3 101.13±0.2 102.22±0.1 99.37±0.2 100.52±0.1 RSD值（%） 2.08 1.26 1.62 1.26 1.62 1.55 2.3.2 不同产地天麻引种前后有效成分的测定结果
依据表4所呈现的数据进行分析，结果显示，经过引种栽培的东北天麻，其对羟基苯甲醇及巴利森苷B的含量相较于原产地有了提升。不同产地天麻经过腾冲的引种栽培，天麻素含量都呈现明显上升趋势（不含东北天麻），并且巴利森苷C、B、A含量也均有不同程度的提升。同时，陕西天麻在引种栽培后，对羟基苯甲醇的含量实现了明显提升。另一方面，云南昭通、湖北以及陕西的天麻中，巴利森苷E成分的含量呈现下降趋势，甘肃天麻则显示出微弱的增长趋势，而安徽天麻的巴利森苷E含量则基本保持稳定，未发生明显变化。除了东北产区的天麻，其他地区所有有效成分的含量均有变化。东北地区的天麻在地域上具有特殊性，在引入云南腾冲进行栽培后，只有巴利森苷B、对羟基苯甲醇的含量增长三倍，其它成分改变都不明显。该现象可能是由于引种东北天麻前的种植方式、生长环境区别于云南腾冲天麻所致[16]，因此这些天麻尚未充分适应腾冲的自然条件，后续可多年种植以获取更准确的数据。也有研究表明，天麻有效成分含有量之间存在一定的相关性，可能有相互转化和累积代谢途径的相互影响[17]，这也是接下来的研究内容之一。
表 4 不同产地天麻引种栽培前后有效成分含量（%）Table 4. Content of effective components before and after introduction and cultivation of Gastrodia elata from different places (%)产地 引种驯化 天麻素 对羟基苯甲醇 巴利森苷A 巴利森苷B 巴利森苷C 巴利森苷E 巴利森苷类化合物总含量 云南昭通 前 0.17 0.18 1.03 0.53 0.08 0.69 2.33 后 0.70 0.17 1.85 0.79 0.15 0.51 3.3 湖北 前 0.19 0.19 0.60 0.42 0.08 0.56 1.66 后 0.52 0.22 1.94 0.87 0.16 0.48 3.45 安徽 前 0.14 0.09 0.96 0.51 0.11 0.23 1.81 后 0.89 0.16 2.11 0.77 0.17 0.24 3.29 陕西 前 0.3 0.02 1.22 0.47 0.10 0.42 2.21 后 0.71 0.15 2.33 0.88 0.19 0.27 3.66 甘肃 前 0.22 0.12 1.60 0.55 0.11 0.36 2.62 后 1.44 0.21 2.62 1.06 0.21 0.43 4.32 东北 前 0.31 0.02 0.40 0.31 0.06 0.58 1.34 后 0.29 0.10 0.41 0.37 0.05 0.54 1.38 云南腾冲 野生 0.85 0.15 2.01 0.94 0.16 0.60 3.72 2.4 引种对天麻中各类元素含量的影响
从表5可分析得出，各产区天麻金属元素中，大量元素钾元素含量相对较高，尤其是东北天麻的K含量可达12.36 mg/kg，含量最低为湖北天麻。天麻中含有钙、镁、磷元素，其中昭通产区、腾冲产区天麻中以上元素含量较少。安徽天麻Na最高，甘肃Al最高，东北Fe含量最高，湖北Zn最高，陕西Mn最突出。铜、铯元素微量，产地间无显著规律。各产地天麻内20种元素含量存在差异，砷、汞、镉这三类重金属元素未检出，天麻内Cu元素含量十分稀少，昭通原产地、湖北原产地、腾冲原产地、引种后东北原产地的天麻样品内存在微量铅元素。腾冲原产地的天麻存在较低的镍含量，东北原产地的天麻存在较低的铬含量。甘肃、安徽、引种东北、昭通的天麻未检测出硼，其余产地含有微量B，最高仅有0.29 mg/kg。全部重金属元素含量都满足《药物植物及制剂进出口绿色行业标准》[18]制定的重金属限量指标“As≤2.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，Cu≤20.0 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg，Pb≤5.0 mg/kg，重金属总量≤20.0 mg/kg”。对比东北天麻引种前后元素含量的改变，Si、K、Mg、P、Ca元素的含量都表现出降低趋势，Fe、Zn、Al元素的含量也有一定降低，相比之下，Na、Mn元素的含量表现出增加趋势。分析和比较昭通原产地天麻引种前后元素含量的改变，Si、K、Mg、P、Ca元素含量维持平稳状态，未见显著波动。Mn、Al元素含量表现出增加趋势，Zn、Fe元素的含量表现出降低趋势，Na元素的含量大体保持原状。锰作为维持大脑正常功能的关键金属离子，其类似物能有效保护神经元及其他细胞免受氧化应激的损害。
表 5 20种元素含量检测结果Table 5. Test results of the content of 20 elements样品名称 B含量（mg/kg） Na含量（mg/kg） Mg含量（mg/kg） Al含量（mg/kg） Si含量（mg/kg） P含量（mg/kg） K含量（mg/kg） 安徽原产地 − 115.99 0.81 72.20 1.09 1.73 6.99 云南腾冲 0.02 22.58 0.50 56.56 0.46 0.87 9.03 湖北原产地 0.05 24.56 0.61 167.08 1.32 1.01 5.39 东北原产地 0.29 39.18 1.22 154.33 2.06 1.57 12.36 陕西原产地 0.05 87.41 0.91 139.63 2.06 1.41 7.25 甘肃原产地 − 84.61 0.69 186.18 1.79 0.99 8.83 昭通原产地 0.10 27.02 0.63 53.50 0.63 1.01 10.03 昭通引种后 − 27.07 0.71 78.05 0.48 0.91 10.53 东北引种后 − 68.63 0.70 86.86 0.55 0.79 10.10 样品名称 Ca含量（mg/kg） Mn含量（mg/kg） Fe含量（mg/kg） Ni含量（mg/kg） Cr含量（mg/kg） Cu含量（mg/kg） Zn含量（mg/kg） 安徽原产地 1.39 11.25 100.52 − − 5.06 31.28 云南腾冲 0.77 15.84 25.95 0.37 − 2.69 19.15 湖北原产地 1.20 14.38 107.89 − − 6.59 75.93 东北原产地 1.82 12.09 131.01 − 0.98 4.13 26.22 陕西原产地 2.00 25.58 100.64 − − 5.26 26.81 甘肃原产地 1.52 9.95 98.83 − 1.18 4.11 20.15 昭通原产地 0.74 17.17 41.09 − − 4.22 33.71 昭通引种后 0.75 23.95 23.84 − − 2.18 13.59 东北引种后 1.06 22.05 23.11 − − 2.53 16.60 样品名称 As含量（mg/kg） Se含量（mg/kg） Mo含量（mg/kg） Cd含量（mg/kg） Hg含量（kg/kg） Pb含量（mg/kg） 安徽原产地 − 0.73 − − − − 云南腾冲 − 0.70 − − − 0.12 湖北原产地 − 0.46 − − − 0.14 东北原产地 − 0.53 − − − − 陕西原产地 − 0.37 − − − − 甘肃原产地 − 0.46 − − − − 昭通原产地 − 0.40 − − − 0.78 昭通引种后 − 0.23 − − − − 东北引种后 − 0.33 − − − 0.25 2.5 天麻中有效成分及元素含量相关性分析
对天麻的有效成分与其元素含量间的相关性进行了深入分析，结果详列于表6。天麻苷元含量与Mg、P元素含量之间呈现出显著的负相关性（P<0.05），而与Ca元素含量之间呈现极显著负相关性（P<0.01）；巴利森苷B的含量与Fe元素含量之间则存在显著的负相关关系（P<0.05）；此外，与巴利森苷E和Na组合物的含量亦呈现出显著的负相关（P<0.05）；巴利森苷类成分总量与铁元素含量之间的差异亦表现出显著的负相关特性（P<0.05）。因此天麻中有效成分含量和元素含量与区域性有关，相互之间影响不大，而可能与生长环境（温度、湿度、土壤中元素含量、酸碱度等）有关，还需要进一步的探索。
表 6 天麻中有效成分及元素含量相关性分析Table 6. Correlation analysis of active ingredients and element content in Gastrodia elata相关性 Na Mg Al Si P K Ca Mn Fe Cu Zn Se 天麻素 −0.419 −0.303 −0.349 −0.39 −0.408 0.205 −0.337 0.148 −0.575 −0.702 −0.388 0.444 天麻苷元 −0.54 −0.865* −0.244 −0.754 −0.762* −0.318 −0.880** −0.214 −0.597 0.037 0.486 0.017 巴利森苷A 0.07 −0.62 −0.259 −0.411 −0.544 −0.071 −0.364 0.124 −0.691 −0.643 −0.557 0.246 巴利森苷B −0.19 −0.71 −0.529 −0.702 −0.554 −0.078 −0.628 0.068 −0.836* −0.658 −0.376 0.493 巴利森苷C 0.04 −0.63 −0.442 −0.562 −0.392 −0.212 −0.438 0.107 −0.694 −0.567 −0.412 0.546 巴利森苷E −0.784* −0.37 −0.505 −0.578 −0.445 0.005 −0.607 0.479 −0.592 −0.019 0.363 −0.195 巴利森苷类化合物总量 −0.2 −0.69 −0.388 −0.567 −0.659 0.007 −0.54 0.156 −0.827* −0.7 −0.47 0.259 注：*表示在0.05水平（双侧）上显著相关；**表示在0.01水平（双侧）上显著相关。 3. 讨论与结论
从实验结果可以看出，天麻中巴利森苷类物质的含量远远超过了天麻素，近几年关于天麻开发应用的研究表明，这些巴利森苷成分展现出显著的药理效果[19−21]，具有重要的开发潜力。天麻的有效成分和各类元素含量均受地域影响较大，引种至云南腾冲后，各种含量都有了不同程度的正向提高，这既体现了云南腾冲的气候与土壤条件对天麻生长的优越性，可作为发展优质天麻的理想产地；也揭示了除基因与变异外，环境因素同样是影响天麻质量的关键因素。不同产地的天麻在性状及有效成分含量上表现出差异，这进一步强调了栽培环境直接关系到天麻质量，且全国天麻居群间的质量差异比居群内更大。值得注意的是，本研究结果与康传志等[22]的结论存在一定差异，可能与产地有关，还需进一步的实验进行验证。
本研究除了探讨引种前后对天麻有效成分及元素的影响，进而探讨引种栽培的意义和必要性外，也对天麻的传统分类学进行进一步探讨，研究天麻到底是基因型还是环境型。从结果可以看出，不同产地的天麻，在引种之前形状各异。然而，移植到腾冲进行培育后，它们的外形特征表现出与当地的天麻相似。当然，如果想要彻底推翻传统的分类学，还需更多的实验数据进行支撑。综上所述，本研究为未来天麻优良品种的选育及引种栽培的推广提供了科学依据和参考，云南腾冲因其得天独厚的环境优势，可作为天麻优秀产区进行大力发展。
为了得到更好品质的天麻，确保其作为保健食品使用时，药效的稳定性和一致性，有必要为药用植物提供一个稳定且适宜的生长环境。这样的环境不仅能够减少环境因素对药效基因表达的干扰，还能够确保药效基因在遗传过程中的稳定性和可靠性。
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图 1 引种前各产地天麻外观
注：A.吉林市；B.陇南市；C.丹凤市；D.宜昌市；E.六安市；F、昭通市；标尺量程为12 cm。
Figure 1. Morphology of Gastrodia elata from different places before introduction
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图 2 引种后不同产地天麻形态
注：从左到右引种前原产地为吉林市、陇南市、丹凤市、宜昌市、六安市。
Figure 2. Morphology of Gastrodia elata from different places after introduction
表 1 各元素回归方程
Table 1 Regression equation of each element
元素 回归方程 R2 线性范围（mg/L） B Y=421.22X+0.0221 0.9999 1.00～10.00 Na Y=511.59X+34.344 0.9995 5.00～50.00 Mg Y=1226.4X+2427.5 0.9990 10.00～100.00 Al Y=60.154X+8.246 0.9999 5.00～20.00 Si Y=1.4237X+0.038 0.9997 1.00～5.00 P Y=863.5X−6.8506 0.9999 10.00～50.00 K Y=109.09X−18.529 0.9999 10.00～200.00 Ca Y=63.498X+17.446 0.9999 10.00～100.00 Cr Y=1142.9X+0.658 0.9999 1.00～5.00 Mn Y=219.8X+49.48 0.9999 5.00～50.00 Fe Y=30.497X+4.5411 0.9999 5.00～50.00 Ni Y=7772.2X+389.2 0.9999 1.00～5.00 Cu Y=74.05X+0.6414 0.9999 5.00～50.00 Zn Y=22656X+289.07 0.9999 5.00～50.00 As Y=1174.4X+20.774 0.9999 1.00～5.00 Se Y=861.31X+7.3144 0.9998 0.10～1.00 Mo Y=5149.6X+149.66 0.9998 1.00～5.00 Cd Y=14168X+113.31 0.9999 1.00～5.00 Hg Y=3834.6X+264.03 0.9992 1.00～5.00 Pb Y=1370.9X+130.75 0.9999 1.00～5.00 
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表 2 天麻折干率（%）
Table 2 Drying rate of Gastrodia elata (%)
产地 引种前 引种后 陕西丹凤 5.5±0.2 6.0±0.3 安徽六安 3.4±0.2 3.3±0.1 甘肃陇南 5.7±0.1 5.5±0.4 湖北宜昌 3.8±0.5 3.9±0.2 云南昭通 3.2±0.1 3.1±0.2 东北吉林 4.4±0.1 4.1±0.3 云南腾冲（对照组） 3.0±0.3 −
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表 3 天麻中6种成分加样回收率
Table 3 Recovery rate of 6 components added from Gastrodia elata
样品编号 天麻素（%） 对羟基苯甲醇（%） 巴利森苷A（%） 巴利森苷B（%） 巴利森苷C（%） 巴利森苷E（%） 1 98.07 103.41 103.09 100.22 98.41 101.98 2 98.29 101.18 102.81 102.61 96.34 99.98 3 98.07 103.18 102.15 101.63 97.67 101.02 4 103.22 101.56 101.67 103.44 100.11 101.91 5 103.50 102.91 99.06 104.16 101.21 98.42 6 99.91 100.50 97.79 102.90 98.62 98.60 7 102.54 102.90 101.80 102.80 99.91 99.20 8 101.62 99.44 101.95 102.13 100.83 100.28 9 99.72 101.34 99.78 100.15 101.24 103.26 平均回收率（%） 100.55±0.1 101.83±0.3 101.13±0.2 102.22±0.1 99.37±0.2 100.52±0.1 RSD值（%） 2.08 1.26 1.62 1.26 1.62 1.55
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表 4 不同产地天麻引种栽培前后有效成分含量（%）
Table 4 Content of effective components before and after introduction and cultivation of Gastrodia elata from different places (%)
产地 引种驯化 天麻素 对羟基苯甲醇 巴利森苷A 巴利森苷B 巴利森苷C 巴利森苷E 巴利森苷类化合物总含量 云南昭通 前 0.17 0.18 1.03 0.53 0.08 0.69 2.33 后 0.70 0.17 1.85 0.79 0.15 0.51 3.3 湖北 前 0.19 0.19 0.60 0.42 0.08 0.56 1.66 后 0.52 0.22 1.94 0.87 0.16 0.48 3.45 安徽 前 0.14 0.09 0.96 0.51 0.11 0.23 1.81 后 0.89 0.16 2.11 0.77 0.17 0.24 3.29 陕西 前 0.3 0.02 1.22 0.47 0.10 0.42 2.21 后 0.71 0.15 2.33 0.88 0.19 0.27 3.66 甘肃 前 0.22 0.12 1.60 0.55 0.11 0.36 2.62 后 1.44 0.21 2.62 1.06 0.21 0.43 4.32 东北 前 0.31 0.02 0.40 0.31 0.06 0.58 1.34 后 0.29 0.10 0.41 0.37 0.05 0.54 1.38 云南腾冲 野生 0.85 0.15 2.01 0.94 0.16 0.60 3.72
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表 5 20种元素含量检测结果
Table 5 Test results of the content of 20 elements
样品名称 B含量（mg/kg） Na含量（mg/kg） Mg含量（mg/kg） Al含量（mg/kg） Si含量（mg/kg） P含量（mg/kg） K含量（mg/kg） 安徽原产地 − 115.99 0.81 72.20 1.09 1.73 6.99 云南腾冲 0.02 22.58 0.50 56.56 0.46 0.87 9.03 湖北原产地 0.05 24.56 0.61 167.08 1.32 1.01 5.39 东北原产地 0.29 39.18 1.22 154.33 2.06 1.57 12.36 陕西原产地 0.05 87.41 0.91 139.63 2.06 1.41 7.25 甘肃原产地 − 84.61 0.69 186.18 1.79 0.99 8.83 昭通原产地 0.10 27.02 0.63 53.50 0.63 1.01 10.03 昭通引种后 − 27.07 0.71 78.05 0.48 0.91 10.53 东北引种后 − 68.63 0.70 86.86 0.55 0.79 10.10 样品名称 Ca含量（mg/kg） Mn含量（mg/kg） Fe含量（mg/kg） Ni含量（mg/kg） Cr含量（mg/kg） Cu含量（mg/kg） Zn含量（mg/kg） 安徽原产地 1.39 11.25 100.52 − − 5.06 31.28 云南腾冲 0.77 15.84 25.95 0.37 − 2.69 19.15 湖北原产地 1.20 14.38 107.89 − − 6.59 75.93 东北原产地 1.82 12.09 131.01 − 0.98 4.13 26.22 陕西原产地 2.00 25.58 100.64 − − 5.26 26.81 甘肃原产地 1.52 9.95 98.83 − 1.18 4.11 20.15 昭通原产地 0.74 17.17 41.09 − − 4.22 33.71 昭通引种后 0.75 23.95 23.84 − − 2.18 13.59 东北引种后 1.06 22.05 23.11 − − 2.53 16.60 样品名称 As含量（mg/kg） Se含量（mg/kg） Mo含量（mg/kg） Cd含量（mg/kg） Hg含量（kg/kg） Pb含量（mg/kg） 安徽原产地 − 0.73 − − − − 云南腾冲 − 0.70 − − − 0.12 湖北原产地 − 0.46 − − − 0.14 东北原产地 − 0.53 − − − − 陕西原产地 − 0.37 − − − − 甘肃原产地 − 0.46 − − − − 昭通原产地 − 0.40 − − − 0.78 昭通引种后 − 0.23 − − − − 东北引种后 − 0.33 − − − 0.25
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表 6 天麻中有效成分及元素含量相关性分析
Table 6 Correlation analysis of active ingredients and element content in Gastrodia elata
相关性 Na Mg Al Si P K Ca Mn Fe Cu Zn Se 天麻素 −0.419 −0.303 −0.349 −0.39 −0.408 0.205 −0.337 0.148 −0.575 −0.702 −0.388 0.444 天麻苷元 −0.54 −0.865* −0.244 −0.754 −0.762* −0.318 −0.880** −0.214 −0.597 0.037 0.486 0.017 巴利森苷A 0.07 −0.62 −0.259 −0.411 −0.544 −0.071 −0.364 0.124 −0.691 −0.643 −0.557 0.246 巴利森苷B −0.19 −0.71 −0.529 −0.702 −0.554 −0.078 −0.628 0.068 −0.836* −0.658 −0.376 0.493 巴利森苷C 0.04 −0.63 −0.442 −0.562 −0.392 −0.212 −0.438 0.107 −0.694 −0.567 −0.412 0.546 巴利森苷E −0.784* −0.37 −0.505 −0.578 −0.445 0.005 −0.607 0.479 −0.592 −0.019 0.363 −0.195 巴利森苷类化合物总量 −0.2 −0.69 −0.388 −0.567 −0.659 0.007 −0.54 0.156 −0.827* −0.7 −0.47 0.259 注：*表示在0.05水平（双侧）上显著相关；**表示在0.01水平（双侧）上显著相关。
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