ICP-AES法測定不同地區(qū)香菇中常量和微量元素的研究

呂俊恒， 莫云容， 趙 凱， 馬仲飛， 鄧明華*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院，云南 昆明 650201；2.昭通市昭陽區(qū)園藝技術(shù)推廣所，云南 昭通 657000)

ICP-AES法測定不同地區(qū)香菇中常量和微量元素的研究

呂俊恒1， 莫云容1， 趙 凱1， 馬仲飛2， 鄧明華1*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院，云南 昆明 650201；2.昭通市昭陽區(qū)園藝技術(shù)推廣所，云南 昭通 657000)

試驗(yàn)采用電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定了大理、怒江、德宏三個(gè)地區(qū)香菇中Ca、Mg、Fe、S、P、K，Zn，Cu，Mn等9種元素的含量.研究結(jié)果表明：不同產(chǎn)地香菇同一元素含量存在差異,其中Fe的含量差異最為明顯；此外，同一產(chǎn)地不同元素含量也存在差異.此方法具有簡單、快速、可靠、高敏等特點(diǎn)，并且可同時(shí)測定多種元素.研究結(jié)果能夠?yàn)檫M(jìn)一步探討香菇中元素的含量與其功能的相關(guān)分析提供參考，也能夠?yàn)樵氐拈_發(fā)利用以及香菇的栽培提供一定的指導(dǎo)意義.表2，參25.

電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法；香菇；元素

香菇又名香蕈、冬菇、香菌、中國菇等，屬擔(dān)子菌綱傘菌目口蘑科香菇屬.香菇被稱為“山珍之王”，是一種食藥用的栽培真菌，因其重要的食用及藥用價(jià)值，能夠?yàn)榉N植者提供較高的經(jīng)濟(jì)效益，在我國具有悠久的栽培歷史[1].其栽培主要分布于北半球的溫帶到亞熱帶地區(qū)，我國主要分布于浙江、福建，云南，廣東等省(區(qū))，是我國重要的食用菌出口產(chǎn)品.香菇因?yàn)槠淙赓|(zhì)肥厚細(xì)嫩、味道鮮美、香氣獨(dú)特、營養(yǎng)豐富，同時(shí)具有一定的藥用價(jià)值，能夠促進(jìn)鈣吸收、降低膽固醇、抗病毒、抗腫瘤等，香菇中的多糖對癌細(xì)胞有強(qiáng)烈的抑制作用，絡(luò)氨酸氧化酶還有降低血壓的作用，能夠提高人體免疫功能，香菇作為一種綠色健康的保健食品日益受到消費(fèi)者追捧[2，3].目前國內(nèi)外的研究主要集中于多糖的分離純化以及對其生物活性的研究，而對其礦質(zhì)元素方面的研究并不透徹[4，5].自然界中存在25種人體所必需的元素，分別是C、H、O、N、S、P、Na、K、Ca、Mg、Cl等11種大量元素，以及Fe、Cu、Mn、Zn、Mo、Cr、Co、Ni、Sn、V、I、Se、F、Si等14種微量元素.它們是構(gòu)成有機(jī)體與無機(jī)體的重要元素，能夠參與植物體的能量代謝、酶調(diào)節(jié)等重要的生命活動(dòng)并起到關(guān)鍵的調(diào)控作用，同時(shí)也是人體正常生命活動(dòng)不可或缺的，缺乏礦質(zhì)元素可會(huì)使蛋白合成受阻，能量代謝發(fā)生異常，生長發(fā)育受到影響等，還可能導(dǎo)致多種疾病的產(chǎn)生[6-10].

目前在香菇中元素含量測定分析研究有部分的報(bào)道，目前比較常用的元素測定方法主要有以下幾種，分別是原子吸收分光光度法(AAS)[11]，電化學(xué)分析法[12]，原子熒光光譜法(AFS)[13]等.但以上幾種測定方法都各有不足，分光光度度法和電化學(xué)法能同時(shí)測定的元素較少，效率較低；AAS和AFS只能單個(gè)元素分別測定，實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長且線性范圍窄；ICP-MS能同時(shí)測定多種元素并且具有高敏的特點(diǎn)，但其測定儀器昂貴較難推廣；而ICP-AES同時(shí)具備了高靈敏度，速度快，線性范圍寬，基體效應(yīng)小，干擾少，多種元素同時(shí)測定等優(yōu)點(diǎn)，從而在元素的分析中得到廣泛應(yīng)用[14-16].文獻(xiàn)[17]利用微波消解原子吸收法測定香菇中K、Fe、Zn、Cu 4種礦質(zhì)元素的含量；文獻(xiàn)[18]利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測定香菇中的20種元素；文獻(xiàn)[19]利用火焰原子吸收法測定香菇中Fe、Mg等微量元素.本試驗(yàn)采用ICP-AES法測定了三個(gè)產(chǎn)地香菇中S、P、K、Zn、Cu、Mn、Ca、Mg、Fe等9種元素的測定分析，旨在為不同地區(qū)香菇的栽培提供一定的指導(dǎo)意義，以及為全面了解其營養(yǎng)價(jià)值提供有利的依據(jù).

1 材料與方法

1.1 樣品采集

收集云南省大理，德宏，怒江三個(gè)州的野生香菇作為實(shí)驗(yàn)樣品.樣品采集后依次用自來水、一次水、二次蒸餾水洗凈，然后將各香菇樣品烘干，分別用粉碎機(jī)粉碎均勻，然后用有密封條的塑料袋裝好，干燥器干燥保存，防止發(fā)霉或蟲蛀導(dǎo)致樣品成分變化.

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

光譜儀為THERMO-IRIS/AP全譜直讀光譜儀(Thermo Jarrell Ash，美國)，中階梯光柵，水平炬管，電荷注射檢測器(CID)，波長范圍為170～900 nm，配Thermo SPECTM/CID分析軟件的Digital486計(jì)算機(jī).

儀器工作條件：1.15 kw的發(fā)射功率，0.5 L/min的輔助氣(99.99%氬氣)流量，193.47 kPa的霧化器壓力, 130 r/min的泵速,高波長曝光為5 s，低波長曝光為30 s，樣品清洗時(shí)間為30 s.

實(shí)驗(yàn)過程用水是二次蒸餾水，所有的玻璃器皿均經(jīng)過3%硝酸浸泡12 h，然后用二次蒸餾水徹底沖洗干凈.硝酸和高氯酸為優(yōu)級(jí)純，測定時(shí)所用的各元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液從國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心購買.

1.3 試驗(yàn)方法

用電子天平稱取各樣品約0.5 g，分別轉(zhuǎn)移至帶有塞子的錐形瓶中，然后加入10 mL混酸(HNO3-HCIO4=4+l，V∶V)，加蓋，浸泡處理2 h，然后去掉塞子并在電爐上加熱消解，直到溶液澄清，自然冷卻后再用二次蒸餾水溶解到容量瓶中并定容至50 mL，充分混勻，供測試用，同時(shí)作空白樣品.每個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品做6個(gè)重復(fù)測定.

2 結(jié)果與分析

2.1 各元素分析波長的選擇以及背景的校正

ICP-AES法可以同時(shí)選擇多條特征譜線用來對每個(gè)元素的測定，而且同時(shí)都具有同步背景校正的功能，本次實(shí)驗(yàn)過程中我們對每個(gè)測定元素都選取2～3條譜線進(jìn)行分析測定，綜合比較各譜線測定強(qiáng)度、干擾情況以及結(jié)果穩(wěn)定性，選擇測定時(shí)干擾少、測定結(jié)果精密度高的譜線.選擇結(jié)果如下(見表1).

表1 分析波長和檢出限Tab.1 Analytical wavelengths and detection limits of elements

2.2 各種元素測定結(jié)果的線性關(guān)系

將上述9種元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成一定濃度(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標(biāo)準(zhǔn)工作溶液.在設(shè)定的儀器工作條件下對所配置的標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行測定，化學(xué)工作站自動(dòng)繪制工作曲線，結(jié)果顯示各元素的線性相關(guān)系數(shù)在0．999 31～1.000 00之間.

2.3 加標(biāo)樣回收實(shí)驗(yàn)

以云南德宏產(chǎn)香菇為例，進(jìn)行元素的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，取已經(jīng)消解后的樣品，分成2份，一份樣品中加入配制成一定濃度的混合標(biāo)樣，另一份為樣本液.測定各元素的加標(biāo)回收率.結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)采用方法的回收率在96.1%～102.3%之間，說明測定方法準(zhǔn)確度較高，可以滿足樣品檢測要求.

2.4 測定結(jié)果

通過ICP-AES法對大理、德宏、怒江三個(gè)地區(qū)香菇中9種元素的測定，結(jié)果表明不同產(chǎn)地的香菇中均含有非常豐富的常量和微量元素，其中Ca、Mg、S、P、K的含量最為突出，其次，微量元素中Fe的含量較為突出(見表2).

表2 不同產(chǎn)地野生香菇元素中含量Tab.2 The element content of Lentinus edodes in different habitats

不同產(chǎn)地香菇的常量和微量元素含量存在比較明顯的差異，怒江香菇的Fe元素含量可達(dá)1 646 mg/kg，顯著高于其它兩個(gè)產(chǎn)地，分別是大理和德宏相應(yīng)元素含量的5．72和7.40倍；怒江香菇中S、Zn、Cu、Mn幾種元素的含量明顯高于大理、德宏的香菇，分別為大理和德宏相應(yīng)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，分別為怒江和德宏相應(yīng)元素含量的1.44和1.85,1.15和1.05倍；同一產(chǎn)地的不同元素的含量也存在較大的差異，K含量最高，Ca、Mg、S、P和Fe次之，Zn、Mn和Cu的含量較低.

3 討 論

與其它方法相比，ICP-AES法具有基體效應(yīng)小，具有簡單、快速、可靠、高敏等特點(diǎn)，并且可同時(shí)測定多種元素的特點(diǎn)[20].該實(shí)驗(yàn)采用ICP-AES法測定不同產(chǎn)地香菇中的9種常量和微量元素,我們將其與前人在香菇中的測定結(jié)果進(jìn)行比較.例如：三個(gè)地區(qū)的香菇中Ca元素含量均高于徐慧君等、郭煜嬌等、孫永梅、王淑榮的研究結(jié)果；Zn元素的含量與徐慧君、郭煜嬌、王淑榮、林少美等的測定結(jié)果基本一致；大理德宏香菇中的Cu元素含量與徐慧君等、郭煜嬌等、孫永梅、王淑榮、林少美等的測定結(jié)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元素含量與孫永梅的測定結(jié)果基本一致，略高于其它幾者的測定結(jié)果，而怒江香菇中的Fe元素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前幾者的測定結(jié)果；此外，香菇中S、P含量的測定結(jié)果的相關(guān)報(bào)道較少.比較結(jié)果表明，本研究的測定結(jié)果是可靠的，存在的差異可能是由于不同地區(qū)不同材料自身中元素含量的差異導(dǎo)致的[18,21-24].

香菇同其它藥用植物在相同，在生長過程中由于遺傳特性和環(huán)境條件(主要包括土壤的類型、pH值、土壤本身含有的元素)控制對吸收和富集某些常量或微量元素具有一定的選擇性，同時(shí)積累的量也不盡相同，此類元素通常是具有防病治病作用的物質(zhì)基礎(chǔ)[25].結(jié)果表明：香菇中常量和微量元素含量較為豐富，同一元素的含量在不同產(chǎn)地具有明顯的差異，如怒江香菇Fe、Mn含量較高，大理和德宏次之；大理香菇中Ca、K含量較高，怒江和德宏次之.結(jié)果也表明：同一產(chǎn)地香菇中不同元素的積累量具很大的差異，如Ca、Mg、S、P、K等5種常量元素的含量要明顯高于其它Fe、Zn、Cu、Mn等4種微量元素的含量.不同地區(qū)中元素含量不同以及同一地區(qū)不同元素積累量不同可能受以下三個(gè)因素的影響：1)不同地區(qū)土壤中元素的含量不同；2)植物體本身對不同常量和微量元素的吸收具有一定的選擇性；3)植物不同部位的不同元素的積累也存在很大的差異.

通過對云南不同地區(qū)香菇中多種元素含量的測定，可以為人們進(jìn)一步研究和利用野生香菇的食療保健作用及中藥藥效提供一定的參考價(jià)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

國家公益性行業(yè)科技體系(編號(hào)：200903025)；國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(編號(hào)：nyeytx-35-gwzj)

呂俊恒(1989-),男,云南大理人,碩士生,研究方向：蔬菜生物學(xué). *通訊作者,E-mail: dengminghua2013@163.com；417911509@qq.com.

2095-7300(2014)03-008-04

S646.12

A