ICP-MS法测定常见新鲜野生菌中22种常微量元素研究

苏霁玲，李云芳，徐娟，侯英，刘祥义，朱国磊

（西南林业大学化学工程学院，云南 昆明 650224）

云南具有复杂多样的地形地貌以及得天独厚的气候条件，孕育出丰富的野生菌资源，其野生菌产量占全国野生菌产量的80%，占世界野生菌产量的40%，是中国乃至世界野生菌物种多样性最丰富的地区[1-2]。野生菌因味道鲜美，富含氨基酸、多糖、维生素以及人体必需的矿物质元素，具有较高的食用价值和药用保健价值而受到越来越多人的青睐[3-4]。但野生菌在生长过程中可能因受生长环境影响，其受重金属污染的风险较大，不同种类菌的不同部位元素含量值得深入探讨。因此，对新鲜野生食用菌中人体必需元素及重金属元素的研究有十分重要的意义。

目前，常用于元素含量测定的方法主要有原子荧光光谱法（atomic fluorescence spectrometry，AFS）[5]、原子吸收光谱法（flame atomic absorption spectrometry，FAAS）[6]、电感耦合等离子体原子发射光谱法（inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy，ICP-AES）[7-8]、电感耦合等离子质谱法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）[9]等。 ICP-MS法具有分析速度快、线形范围宽、灵敏度高、检出限低（10-12级）、可进行多种元素同时测定等优点[10-11]，广泛应用于食品各种元素的测定[12-13]。样品前处理方法主要有湿式消解法、干灰化法和微波消解法[14]。微波消解与其他消解方式相比有污染或损失小、效率高、空白值较低、重复性好等优点，适合于各种样品的前处理。本研究采用微波消解-ICP-MS同时测定云南省昆明地区常见10种新鲜野生食用菌（菌盖和菌柄）中K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 等 22 种元素的含量，为野生菌的营养成分分析及安全食用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品来源及制备

见手青（Boletus subsplendidilus）、松茸（Tricholoma matsutake）、青头菌（Russula virescens）、奶浆菌（Lactarius volemus）、 鸡油菌（Centharellus cibarius）、 鸡枞菌（Macrolepiota albuminosa）、干巴菌（Sparassis）、黄褐牛肝（Boletus impolitus）、黑牛肝（Boletus aereus）、白牛肝（Boletus edulis）：昆明市盘龙区野生菌市场，依次用自来水、一次蒸馏水、超纯水充分洗净，晾干表面水分，将野生菌（干巴菌除外）分菌盖和菌柄，匀浆后备用。

1.2 试剂与仪器

钙、镁、铁、锌、钾、猛、磷、硼等22种标准储备溶液：国家钢铁材料测试中心，质量浓度均为1000μg/mL；硝酸、双氧水（优级纯）：上海国药集团；超纯水：西南林业大学化学实验中心自制；玻璃仪器均经5% HNO3浸泡过夜，用超纯水清洗。

ZA120R4电子天平：上海赞维衡器有限公司；Mars6高压微波消解仪：美国CEM公司；ELAN9000RC-e型电感耦合等离子体质谱仪：美国珀金埃尔默仪器公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品前处理

准确称取1.0000g匀浆样品于消解管中，加入5mL硝酸和2 mL双氧水，放入微波消解仪中，按表1参数操作至消解完全，冷却后定容，摇匀待测，同时做空白样。微波消解程序见表1。

表1 微波消解程序Table 1 The parameters of the microwave digestion

1.3.2 ICP-MS仪器工作参数

射频功率：1 200 W；透镜电压：6.8 kV；脉冲电压：1 100 V；等离子体气流量：15 L/min；雾化器流量：0.68 L/min；辅助气流量：1.2 L/min；获取模式：全定量分析；重复次数：3次。

1.3.3 建立标准曲线

取 K、Ca、Na、Mg、P、S 元素标准储备液，加质量分数为 5%硝酸溶液配制成 0.000、0.500、1.000、5.000、10.00、20.00 μg/mL 混合标准溶液；取 Al、As、Ba、Co、Se、Mn、Mo、Pb、Sr、Cu、Zn、V、Cd、Cr、Fe、Ni元素标准储备液加质量分数为5%硝酸溶液配制成0、50、100、500、1 000、2 000 μg/L 混合标准溶液，建立 22种矿质元素的标准曲线。

2 结果与分析

2.1 工作曲线及检出限

元素曲线回归方程、相关系数及检出限见表2。

表2 元素曲线回归方程、相关系数及检出限Table 2 Linear regression equations，correlation coefficients，and detection limits for the elements

如表2所示，22种元素标准工作曲线的相关系数在0.999 2～0.999 9。采用空白溶液重复测定11次，计算标准偏差，其测量结果标准偏差3倍所计算的浓度即为检出限，各待测元素的检出限在0.004 μg/L～2.350μg/L之间，能够满足常微量元素分析检测的要求。

2.2 野生菌样品的测定结果分析

取各试样3份，按1.3.2方法进行测试，样品中各元素平均含量见表3和表4。

表3 7种野生菌中22种元素含量检测结果Table 3 The analysis results of 22 elements in 7 actual samples mg/kg

表4 3种牛肝菌野生菌中22种元素含量检测结果Table 4 The analysis results of 22 elements in 3 bolete samples mg/kg

由表3和表4可知，10种野生菌中均含有丰富的矿质元素。6 种常量元素（K、Ca、Na、Mg、P、S）在野生菌中的含量规律为（K 或 P）>S>（Mg或 Ca）>Na，属于典型的高钾低钠食品。通过研究发现，10种新鲜野生食用菌钾元素含量较高的是青头菌和黑牛肝（青头菌菌盖4 171.05 mg/kg和菌柄2 438.54 mg/kg，黑牛肝菌盖4 241.06 mg/kg和菌柄2 815.64 mg/kg），含量较低为鸡油菌柄和鸡枞柄，分别为246.44、302.38 mg/kg，而钠的含量均低于25 mg/kg。研究表明同一菌种中菌盖K元素含量大于菌柄的含量，说明菌盖比菌柄对钾元素富集能力强。此类食品适于高血压患者及预防高血压的人群食用。

随着现代生命科学的发展，体内微量元素生物功能的问题越来越受到重视，研究发现10种野生菌中均含有铁、铜、锰、锌、钴、钼、铬、镍、钒、硒等人体必需的微量元素。其中含量较多的微量元素有Fe、Zn、Se等。

铁最重要的生物学功能是参与氧的运输和造血过程。缺铁是导致贫血最主要的原因之一[14]。10种野生菌中铁元素的含量分布5 mg/kg～35 mg/kg之间，见手青、松茸、青头菌、鸡油菌4种野生菌中菌盖中Fe元素的含量均高于菌柄，奶浆菌、鸡枞则相反（菌盖<菌柄）。

锌元素与人体许多生理功能相关，比如参与体内多种酶的合成，影响活性的发挥；促进性器官的发育；维持正常的味觉和食欲等[14]。见手青、松茸、青头菌及牛肝菌中Zn元素的含量较高，其中3种牛肝菌菌盖中Zn元素的含量均高于菌柄，最高为14.448 mg/kg。奶浆菌中菌柄Zn元素的含量（6.269 mg/kg）远远高于菌盖（0.083 mg/kg），鸡油菌、鸡枞、干巴菌中Zn元素含量较低，在0.1 mg/kg～0.9 mg/kg之间。

硒是一种营养元素，又是一种抗氧化剂，除具有清除体内自由基及抗衰老的作用，还有抗肿瘤、延长寿命和提高机体免疫力等作用，机体缺硒导致发生克山病、大骨节病等疾病[15]。10种新鲜野生菌中干巴菌Se元素含量较高，为8.250 mg/kg，其他野生菌中硒元素的含量均低于1.7 mg/kg。

我国GB2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》有关食用菌（包括野生食用菌）对Pb的限量最高为1.0 mg/kg，Cd的限量最高为0.2 mg/kg，As的限量最高为0.5 mg/kg。野生食用菌中重金属元素的含量存在差异。研究已明确了食用菌对重金属的生物富集能力与食用菌品种、菌体结构部位、土壤及大气中重金属含量等相关[16-17]。10种野生食用菌铅含量均未超标，鸡油菌柄As元素含量微量超标，奶浆菌菌柄和黑牛肝菌盖As元素及Cd元素含量均出现了超标，可能与奶浆菌菌柄和黑牛肝菌盖生长环境和对砷、镉元素的富集能力有关，对人体健康有潜在风险，食用过程中应高度重视。

3 结论

ICP-MS具有操作简单、快速、检出限低、同时测定多种元素等优点，本研究采用微波消解、ICP-MS法对 10 种新鲜野生菌中菌柄和菌盖 Al、As、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Se、Zn 等 22 种元素的含量进行了测定。10种新鲜野生菌中含有丰富的常量元素和微量元素，属于高钾低钠食品；不同种野生菌中元素含量差异较大，同一种元素在同种野生菌不同的部位含量差距较大；10种野生菌中干巴菌中Se元素最高（8.250 mg/kg），其他野生菌中硒元素的含量均低于1.7 mg/kg；鸡油菌、奶浆菌和黑牛肝菌中As元素和Cd元素出现了超标，可能与生长环境有关。此研究为云南省野生菌开发利用及安全食用提供了基础数据。