ICP-AES法测定不同地区香菇中常量和微量元素的研究

吕俊恒， 莫云容， 赵 凯， 马仲飞， 邓明华*

(1.云南农业大学 园林园艺学院，云南 昆明 650201；2.昭通市昭阳区园艺技术推广所，云南 昭通 657000)

ICP-AES法测定不同地区香菇中常量和微量元素的研究

吕俊恒1， 莫云容1， 赵 凯1， 马仲飞2， 邓明华1*

(1.云南农业大学 园林园艺学院，云南 昆明 650201；2.昭通市昭阳区园艺技术推广所，云南 昭通 657000)

试验采用电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定了大理、怒江、德宏三个地区香菇中Ca、Mg、Fe、S、P、K，Zn，Cu，Mn等9种元素的含量.研究结果表明：不同产地香菇同一元素含量存在差异,其中Fe的含量差异最为明显；此外，同一产地不同元素含量也存在差异.此方法具有简单、快速、可靠、高敏等特点，并且可同时测定多种元素.研究结果能够为进一步探讨香菇中元素的含量与其功能的相关分析提供参考，也能够为元素的开发利用以及香菇的栽培提供一定的指导意义.表2，参25.

电感耦合等离子体-原子发射光谱法；香菇；元素

香菇又名香蕈、冬菇、香菌、中国菇等，属担子菌纲伞菌目口蘑科香菇属.香菇被称为“山珍之王”，是一种食药用的栽培真菌，因其重要的食用及药用价值，能够为种植者提供较高的经济效益，在我国具有悠久的栽培历史[1].其栽培主要分布于北半球的温带到亚热带地区，我国主要分布于浙江、福建，云南，广东等省(区)，是我国重要的食用菌出口产品.香菇因为其肉质肥厚细嫩、味道鲜美、香气独特、营养丰富，同时具有一定的药用价值，能够促进钙吸收、降低胆固醇、抗病毒、抗肿瘤等，香菇中的多糖对癌细胞有强烈的抑制作用，络氨酸氧化酶还有降低血压的作用，能够提高人体免疫功能，香菇作为一种绿色健康的保健食品日益受到消费者追捧[2，3].目前国内外的研究主要集中于多糖的分离纯化以及对其生物活性的研究，而对其矿质元素方面的研究并不透彻[4，5].自然界中存在25种人体所必需的元素，分别是C、H、O、N、S、P、Na、K、Ca、Mg、Cl等11种大量元素，以及Fe、Cu、Mn、Zn、Mo、Cr、Co、Ni、Sn、V、I、Se、F、Si等14种微量元素.它们是构成有机体与无机体的重要元素，能够参与植物体的能量代谢、酶调节等重要的生命活动并起到关键的调控作用，同时也是人体正常生命活动不可或缺的，缺乏矿质元素可会使蛋白合成受阻，能量代谢发生异常，生长发育受到影响等，还可能导致多种疾病的产生[6-10].

目前在香菇中元素含量测定分析研究有部分的报道，目前比较常用的元素测定方法主要有以下几种，分别是原子吸收分光光度法(AAS)[11]，电化学分析法[12]，原子荧光光谱法(AFS)[13]等.但以上几种测定方法都各有不足，分光光度度法和电化学法能同时测定的元素较少，效率较低；AAS和AFS只能单个元素分别测定，实验时间较长且线性范围窄；ICP-MS能同时测定多种元素并且具有高敏的特点，但其测定仪器昂贵较难推广；而ICP-AES同时具备了高灵敏度，速度快，线性范围宽，基体效应小，干扰少，多种元素同时测定等优点，从而在元素的分析中得到广泛应用[14-16].文献[17]利用微波消解原子吸收法测定香菇中K、Fe、Zn、Cu 4种矿质元素的含量；文献[18]利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定香菇中的20种元素；文献[19]利用火焰原子吸收法测定香菇中Fe、Mg等微量元素.本试验采用ICP-AES法测定了三个产地香菇中S、P、K、Zn、Cu、Mn、Ca、Mg、Fe等9种元素的测定分析，旨在为不同地区香菇的栽培提供一定的指导意义，以及为全面了解其营养价值提供有利的依据.

1 材料与方法

1.1 样品采集

收集云南省大理，德宏，怒江三个州的野生香菇作为实验样品.样品采集后依次用自来水、一次水、二次蒸馏水洗净，然后将各香菇样品烘干，分别用粉碎机粉碎均匀，然后用有密封条的塑料袋装好，干燥器干燥保存，防止发霉或虫蛀导致样品成分变化.

1.2 实验仪器与试剂

光谱仪为THERMO-IRIS/AP全谱直读光谱仪(Thermo Jarrell Ash，美国)，中阶梯光栅，水平炬管，电荷注射检测器(CID)，波长范围为170～900 nm，配Thermo SPECTM/CID分析软件的Digital486计算机.

仪器工作条件：1.15 kw的发射功率，0.5 L/min的辅助气(99.99%氩气)流量，193.47 kPa的雾化器压力, 130 r/min的泵速,高波长曝光为5 s，低波长曝光为30 s，样品清洗时间为30 s.

实验过程用水是二次蒸馏水，所有的玻璃器皿均经过3%硝酸浸泡12 h，然后用二次蒸馏水彻底冲洗干净.硝酸和高氯酸为优级纯，测定时所用的各元素标准储备液从国家标准物质研究中心购买.

1.3 试验方法

用电子天平称取各样品约0.5 g，分别转移至带有塞子的锥形瓶中，然后加入10 mL混酸(HNO3-HCIO4=4+l，V∶V)，加盖，浸泡处理2 h，然后去掉塞子并在电炉上加热消解，直到溶液澄清，自然冷却后再用二次蒸馏水溶解到容量瓶中并定容至50 mL，充分混匀，供测试用，同时作空白样品.每个实验样品做6个重复测定.

2 结果与分析

2.1 各元素分析波长的选择以及背景的校正

ICP-AES法可以同时选择多条特征谱线用来对每个元素的测定，而且同时都具有同步背景校正的功能，本次实验过程中我们对每个测定元素都选取2～3条谱线进行分析测定，综合比较各谱线测定强度、干扰情况以及结果稳定性，选择测定时干扰少、测定结果精密度高的谱线.选择结果如下(见表1).

表1 分析波长和检出限Tab.1 Analytical wavelengths and detection limits of elements

2.2 各种元素测定结果的线性关系

将上述9种元素的标准储备液稀释成一定浓度(0.1，1.0，5.0，10.0和100.0 mg·L-1的溶液)，然后配制成一系列混合标准工作溶液.在设定的仪器工作条件下对所配置的标准工作液进行测定，化学工作站自动绘制工作曲线，结果显示各元素的线性相关系数在0．999 31～1.000 00之间.

2.3 加标样回收实验

以云南德宏产香菇为例，进行元素的加标回收实验，取已经消解后的样品，分成2份，一份样品中加入配制成一定浓度的混合标样，另一份为样本液.测定各元素的加标回收率.结果表明实验采用方法的回收率在96.1%～102.3%之间，说明测定方法准确度较高，可以满足样品检测要求.

2.4 测定结果

通过ICP-AES法对大理、德宏、怒江三个地区香菇中9种元素的测定，结果表明不同产地的香菇中均含有非常丰富的常量和微量元素，其中Ca、Mg、S、P、K的含量最为突出，其次，微量元素中Fe的含量较为突出(见表2).

表2 不同产地野生香菇元素中含量Tab.2 The element content of Lentinus edodes in different habitats

不同产地香菇的常量和微量元素含量存在比较明显的差异，怒江香菇的Fe元素含量可达1 646 mg/kg，显著高于其它两个产地，分别是大理和德宏相应元素含量的5．72和7.40倍；怒江香菇中S、Zn、Cu、Mn几种元素的含量明显高于大理、德宏的香菇，分别为大理和德宏相应元素含量的1.56和1.45，1.27和1.22，1.96和1.22，1.64和2.36倍；大理香菇的Ca、K元素略高于德宏香菇怒江香菇，分别为怒江和德宏相应元素含量的1.44和1.85,1.15和1.05倍；同一产地的不同元素的含量也存在较大的差异，K含量最高，Ca、Mg、S、P和Fe次之，Zn、Mn和Cu的含量较低.

3 讨 论

与其它方法相比，ICP-AES法具有基体效应小，具有简单、快速、可靠、高敏等特点，并且可同时测定多种元素的特点[20].该实验采用ICP-AES法测定不同产地香菇中的9种常量和微量元素,我们将其与前人在香菇中的测定结果进行比较.例如：三个地区的香菇中Ca元素含量均高于徐慧君等、郭煜娇等、孙永梅、王淑荣的研究结果；Zn元素的含量与徐慧君、郭煜娇、王淑荣、林少美等的测定结果基本一致；大理德宏香菇中的Cu元素含量与徐慧君等、郭煜娇等、孙永梅、王淑荣、林少美等的测定结果基本一致，而怒江香菇中Cu的含量略高；大理德宏香菇中的Fe元素含量与孙永梅的测定结果基本一致，略高于其它几者的测定结果，而怒江香菇中的Fe元素含量远远高于前几者的测定结果；此外，香菇中S、P含量的测定结果的相关报道较少.比较结果表明，本研究的测定结果是可靠的，存在的差异可能是由于不同地区不同材料自身中元素含量的差异导致的[18,21-24].

香菇同其它药用植物在相同，在生长过程中由于遗传特性和环境条件(主要包括土壤的类型、pH值、土壤本身含有的元素)控制对吸收和富集某些常量或微量元素具有一定的选择性，同时积累的量也不尽相同，此类元素通常是具有防病治病作用的物质基础[25].结果表明：香菇中常量和微量元素含量较为丰富，同一元素的含量在不同产地具有明显的差异，如怒江香菇Fe、Mn含量较高，大理和德宏次之；大理香菇中Ca、K含量较高，怒江和德宏次之.结果也表明：同一产地香菇中不同元素的积累量具很大的差异，如Ca、Mg、S、P、K等5种常量元素的含量要明显高于其它Fe、Zn、Cu、Mn等4种微量元素的含量.不同地区中元素含量不同以及同一地区不同元素积累量不同可能受以下三个因素的影响：1)不同地区土壤中元素的含量不同；2)植物体本身对不同常量和微量元素的吸收具有一定的选择性；3)植物不同部位的不同元素的积累也存在很大的差异.

通过对云南不同地区香菇中多种元素含量的测定，可以为人们进一步研究和利用野生香菇的食疗保健作用及中药药效提供一定的参考价值.

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Study on Macroelements and Microelements ofLentinusEdodesin Different Habitats by ICP-AES

LV Jun-heng1, MO Yun-rong1, ZHAO Kai1, MA Zhong-fei2, DENG Ming-hua1

( 1.College of Landscape and Horticulture, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China;2. Horticultural technology extension institute of Zhaoyang, Zhaotong 657000, China )

Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) is adopted to detect 9 elements’ content ofLentinusedodes, including Ca, Mg, Fe, S, P, K, Zn, Cu and Mn, in Dali, Nujiang and Dehong City. The result shows that both the same elements from different cities and different elements in the same city vary, especially Fe. This method, which is able to detect many kinds of elements, is proved to be simple, efficient, reliable and sensitive. The research provides not only reference for further exploration of elements content and their functions ofLentinusedodesbut also guiding significance for elements development and utilization as well as the cultivation ofLentinusedodes.2tabs.,25refs.

ICP-AES;Lentinusedodes; elements

2014-07-15

国家公益性行业科技体系(编号：200903025)；国家大宗蔬菜产业技术体系(编号：nyeytx-35-gwzj)

吕俊恒(1989-),男,云南大理人,硕士生,研究方向：蔬菜生物学. *通讯作者,E-mail: dengminghua2013@163.com；417911509@qq.com.

2095-7300(2014)03-008-04

S646.12

A