食用菌菌糠中礦質(zhì)元素含量的測定及品質(zhì)分析

喬潔，陳玉，侯曉強(qiáng)，解春艷，李叢勝

(1.廊坊師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，河北廊坊065000；2.河北省高校食藥用菌資源開發(fā)應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北廊坊065000；3.廊坊市食用菌技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北廊坊065000）

食用菌菌糠中礦質(zhì)元素含量的測定及品質(zhì)分析

喬潔1,2,3，陳玉1，侯曉強(qiáng)1,2,3，解春艷1,2,3，李叢勝1

(1.廊坊師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，河北廊坊065000；2.河北省高校食藥用菌資源開發(fā)應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北廊坊065000；3.廊坊市食用菌技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北廊坊065000）

采用微波消解-原子吸收光譜法測定了金針菇和杏鮑菇菌糠中礦質(zhì)元素含量。結(jié)果表明，在優(yōu)化儀器工作條件下，兩種菌糠的8種礦質(zhì)元素測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.36%～1.93%，回收率為95.33%～106.00%，精密度試驗(yàn)結(jié)果RSD值為0.24%～1.99%。兩種菌糠中8種礦質(zhì)元素含量分別為K 69 983.74～75 667.84 mg/kg、Ca 66 208.45～62 607.39 mg/kg、Mg 27 053.00～35 422.69 mg/kg、Fe 4 533.14～5 776.33 mg/kg、Na 3 102.59～3 164.90 mg/kg、Mn 655.93～926.62 mg/kg、Zn 265.08～297.20 mg/kg、Cu 36.68～42.12 mg/kg。兩種菌糠均有較高的品質(zhì)，可作為土壤改良劑、復(fù)合礦物質(zhì)肥和微生物肥的原料，也可作為二次栽培食用菌的培養(yǎng)料。

食用菌菌糠；礦質(zhì)元素；微波消解；原子吸收光譜法

食用菌是子實(shí)體肥大可供人們食用的大型真菌，近些年隨著人們對食用菌功效成分的研究與開發(fā)，食用菌栽培種植得到了飛速發(fā)展。目前，我國食用菌產(chǎn)量已超過3 000萬t，占世界總產(chǎn)量的75%以上，已成為全球食用菌生產(chǎn)第一大國[1]。食用菌菌糠又稱蘑菇渣、菇渣或菌渣，是指在生產(chǎn)上已不具有或較少具有養(yǎng)分提供能力的食用菌培育基質(zhì)[2]，在食用菌成熟收獲后即被舍棄。由于我國食用菌工廠化生產(chǎn)模式處于快速生長期，隨著使用產(chǎn)量的增加，廢菌糠的數(shù)量也在急劇增加[3]。傳統(tǒng)處理菌糠的方法是丟棄或焚燒，因而也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境難題，造成了資源的浪費(fèi)以及環(huán)境的污染問題。食用菌菌糠含有豐富的有機(jī)質(zhì)、氮素、礦質(zhì)元素以及其他營養(yǎng)元素[4-6]，具有很高的再利用價(jià)值。對于廢棄食用菌菌糠的再利用，國內(nèi)外學(xué)者提出將其作為生物燃料[7-8]、栽培基質(zhì)[9-12]和土壤修復(fù)劑[13-14]，其中將廢棄食用菌菌糠用作堆肥處理的方法認(rèn)可度最高。一些學(xué)者對食用菌菌糠中有機(jī)物、總氮磷鉀、碳氮比、微量元素、纖維素等進(jìn)行了分析測定，結(jié)果表明，使用菌糠前必須對其所含主要成分進(jìn)行測定，以免得到價(jià)值不高的菌糠，或者由于養(yǎng)分過高從而出現(xiàn)土壤營養(yǎng)累積等問題[4]。蔬菜生長過程中需要吸收大量的礦質(zhì)元素，種植時施用含豐富礦質(zhì)元素的肥料，能夠提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量[15-17]。田娟娟等[18]研究表明，使用礦質(zhì)肥料能夠提高葡萄葉片中礦質(zhì)元素的含量。金針菇和杏鮑菇菌糠不僅能夠向土壤提供均衡的養(yǎng)分，還含有大量的菌絲，能夠分泌疏水性物質(zhì)，提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性[19-21]，改善土壤理化性質(zhì)[22-23]，可作為生產(chǎn)復(fù)合礦物質(zhì)肥、微生物肥的優(yōu)質(zhì)原料。食用菌在生長過程中需要大量的礦質(zhì)元素、蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)元素，食用菌菌糠因其經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用，營養(yǎng)成分均比發(fā)酵前顯著提高，礦質(zhì)元素含量豐富?？勺鳛槎卧耘嗍秤镁脑?。劉巧寧[24]研究表明，40%金針菇菌糠與60%棉籽殼混合最栽培平菇，其菌絲生長最旺、產(chǎn)量最高。目前，關(guān)于食用菌菌糠中礦質(zhì)元素含量測定方法的研究報(bào)道較少。本研究選取了市場最常見的金針菇和杏鮑菇菌糠為樣品，采用微波消解-原子吸收光譜法，考察8種礦質(zhì)元素（K、Na、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Mn）的測定工作條件，優(yōu)化食用菌菌糠中礦質(zhì)元素含量的測定方法，并對其品質(zhì)進(jìn)行了分析，以期為食用菌菌糠循環(huán)再利用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金針菇菌糠、杏鮑菇菌糠：均取自北京市通州區(qū)。

鉀、納、鈣、鎂、鋅、鐵、銅、錳元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液（質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL）：國家鋼鐵材料測試中心；鹽酸、硝酸、過氧化氫（分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BSA224S電子分析天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；CEM MARS6微波消解儀：美國培安科技有限公司；ICE3300原子吸收光譜儀：美國賽默飛世爾科技（中國）有限公司；Milli-Q超純水機(jī)：美國密理博公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理方法

將采集來的金針菇菌糠和杏鮑菇菌糠于60℃烘箱干燥，粉碎機(jī)粉碎，過60目篩，存放于自封袋中備用。

稱取0.200 0 g樣品于聚四氟乙烯消化管中，加入8 mL 65%HNO3，再加3 mL 30%H2O2，放入微波消解儀中進(jìn)行消化，消化后定容至100 mL聚丙烯容量瓶中，定量濾紙過濾后上機(jī)測定。同時做空白試驗(yàn)，每個樣品設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)平行測定3次。微波消解儀工作程序見表1。

表1 微波消解工作條件Table 1 Working conditions of microwave digestion

1.3.2 測定工作條件

儀器點(diǎn)火穩(wěn)定后，選擇要測定的元素，對燃燒器、霧化器、氣體流量、燃燒器高度、光譜帶寬等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行最優(yōu)化，隨后用標(biāo)準(zhǔn)溶液觀察儀器檢出極限和特征濃度，符合要求后，保存儀器工作參數(shù)。各元素測定工作條件參數(shù)見表2。

表28 種礦質(zhì)元素測定工作條件Table 2 Working conditions of eight mineral elements determination

1.3.3 8種礦物質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

用體積分?jǐn)?shù)1%HNO3溶液將混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制成系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，其中K元素質(zhì)量濃度為0.100 0 μg/mL、0.2000μg/mL、0.3000μg/mL、0.4000μg/mL、0.5000μg/mL，Na、Cu元素質(zhì)量濃度為1.000 0 μg/mL、2.000 0 μg/mL、3.000 0 μg/mL、4.000 0 μg/mL、5.000 0 μg/mL，Ca、Mn元素質(zhì)量濃度為1.000 0 μg/mL、2.000 0 μg/mL、4.000 0 μg/mL、6.000 0 μg/mL、8.000 0 μg/mL，Mg元素質(zhì)量濃度為0.200 0 μg/mL、0.400 0 μg/mL、0.600 0 μg/mL、0.800 0 μg/mL、1.000 0 μg/mL，Zn元素質(zhì)量濃度為0.500 0 μg/mL、1.000 0 μg/mL、1.500 0 μg/mL、2.000 0 μg/mL、3.000 0 μg/mL，F(xiàn)e元素質(zhì)量濃度為4.000 0 μg/mL、8.000 0 μg/mL、10.000 0 μg/mL、15.000 0 μg/mL、20.000 0 μg/mL。按照表2的參數(shù)進(jìn)行測定，以測定值（A）為縱坐標(biāo)，各元素質(zhì)量濃度（C）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與分析

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

表38 種礦質(zhì)元素的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)Table 3 Linear regression equations and correlation coefficients of eight mineral elements

在優(yōu)化好的儀器工作條件下，根據(jù)樣品中各元素含量，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度梯度，8種礦物質(zhì)元素的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)見表3。由表3可知，該方法測定的8種礦質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)為0.996 6～1.000 0，可用于菌糠樣品元素含量定量的定量分析。

2.3 精密度試驗(yàn)

取K元素質(zhì)量濃度為0.300 0 μg/mL，Na、Cu元素質(zhì)量濃度為3.000 0 μg/mL，Ca元素質(zhì)量濃度為6.000 0 μg/mL，Mg元素質(zhì)量濃度為0.600 0 μg/mL，Zn元素質(zhì)量濃度為1.5000μg/mL、，F(xiàn)e元素質(zhì)量濃度為10.0000μg/mL、Mn元素質(zhì)量濃度為4.0000μg/mL混標(biāo)溶液，平行測定10次，計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（relativestandarddeviation，RSD），結(jié)果見表4[25]。

表4 精密度試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of precision experiments

由表4可知，8種礦物質(zhì)元素相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.24%～1.99%，說明該方法精密度良好。

2.4 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

為了檢驗(yàn)微波消解-原子吸收光譜法測定食用菌菌糠多種礦質(zhì)元素方法的準(zhǔn)確性和可靠性，對兩種菌糠樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，根據(jù)加標(biāo)量和測定結(jié)果計(jì)算其加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見表5。

表58 種礦質(zhì)元素加標(biāo)回收率測定結(jié)果Table 5 Determination results of addition recovery rate of eight mineral elements

由表5可知，各礦質(zhì)元素加標(biāo)回收率在95.33%～106.00%之間。RSD值在0.36%～1.93%之間，表明該方法具有準(zhǔn)確、靈敏、可靠的特點(diǎn)，能夠滿足同一樣品同時測定多種礦質(zhì)元素的要求。

2.5 8種礦質(zhì)元素測定結(jié)果

表68 種礦質(zhì)元素含量測定結(jié)果Table 6 Determination results of 8 mineral elements contents mg/kg

準(zhǔn)確稱取樣品3份，采用所建立的方法對8種礦物質(zhì)元素進(jìn)行測定，結(jié)果見表6。

由表6可知，金針菇和杏鮑菇菌糠中含有豐富的礦質(zhì)元素，各礦質(zhì)元素含量分別為K69 983.74mg/kg、75 667.84mg/kg，Ca 66 208.45 mg/kg、62 607.39 mg/kg，Mg 27 053.00 mg/kg、35 422.69 mg/kg，F(xiàn)e 4 533.14 mg/kg、5 776.33 mg/kg，Na 3 102.59 mg/kg、3 164.90 mg/kg，Mn 655.93 mg/kg、926.62mg/kg，Zn 265.08 mg/kg、297.20 mg/kg，Cu 36.68 mg/kg、42.12 mg/kg。除Ca元素以外，杏鮑菇菌糠中其他礦質(zhì)元素含量均高于金針菇菌糠。這是因?yàn)椴煌秤镁方M成成分不同，并且不同食用菌在生長過程中對各礦質(zhì)元素的吸收率也不相同。兩種食用菌菌糠含有豐富的礦質(zhì)元素，可作為土壤改良劑、復(fù)合礦物質(zhì)肥和微生物肥的原料，也可作為食用菌二次栽培的原料。

3 結(jié)論

本研究利用微波消解-原子吸收光譜法同時測定了兩種食用菌菌糠中不同礦質(zhì)元素的含量。金針菇和杏鮑菇菌糠中各礦質(zhì)元素含量分別為K69983.74mg/kg、75667.84mg/kg，Ca 66 208.45 mg/kg、62 607.39 mg/kg，Mg 27 053.00 mg/kg、35 422.69 mg/kg，F(xiàn)e 4 533.14 mg/kg、5 776.33 mg/kg，Na 3 102.59 mg/kg、3 164.90 mg/kg，Mn 655.93 mg/kg、926.62mg/kg，Zn265.08mg/kg、297.20mg/kg，Cu36.68mg/kg、42.12 mg/kg；除Ca元素外，杏鮑菇菌糠中其他礦質(zhì)元素含量均高于金針菇菌糠。

兩種食用菌菌糠含有豐富的礦質(zhì)元素，可作為土壤改良劑、復(fù)合礦物質(zhì)肥和微生物肥的原料，也可作為食用菌二次栽培的原料。

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Mineral elements determination and quality analysis of mushroom substrate

QIAO Jie1,2,3,CHEN Yu1,HOU Xiaoqiang1,2,3,XIE Chunyan1,2,3,LI Congsheng1
(1.College of Life Science,Langfang Teachers University,Langfang 065000,China;2.Edible and Medicinal Fungi Research and Development Center of Hebei Universities,Langfang 065000,China;3.Langfang Key Laboratory of Edible Fungi Technology,Langfang 065000,China)

The contents of mineral elements in mushroom substrate ofFlammulina velutiperandPleurotus eryngiiwere determined by microwave digestion-atomic absorption spectrometrymethod.Results indicated that under the optimal working conditions,the relative standard deviation(RSD)of these eight mineral elements in the mushroom substrate was 0.36-1.93%,the recovery rate was 95.33%-106.00%,the RSD of precision tests results was 0.24%-1.99%.The contents of eight mineral elements in the mushroom substrate were K 69 983.74-75 667.84 mg/kg,Ca 66 208.45-62 607.39 mg/kg, Mg 27 053.00-35 422.69 mg/kg,Fe 4 533.14-5 776.33 mg/kg,Na 3 102.59-3 164.90 mg/kg,Mn 655.93-926.62 mg/kg,Zn 265.08-297.20 mg/kg,Cu 36.68-42.12 mg/kg,respectively.The two mushroom substrates had high quality,which could be used as the raw material of soil conditioner, composite mineral fertilizer and microbial fertilizer,and also could be used as the secondary cultivation substrates of edible mushrooms.

edible mushroom substrate;mineral elements;microwave digestion;atomic absorption spectrometry

O657.31

0254-5071（2017）02-0171-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.02.037

2016-09-13

河北省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（201510100015）；廊坊師范學(xué)院微生物學(xué)重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目（2015001）

喬潔（1980-），女，講師，碩士，主要從事微生物生態(tài)學(xué)研究工作。