采用ICP-AES法測定棱柄馬鞍菌中無機(jī)元素含量

徐莉娜 ，郭 尚 ，李艷婷 ，周 林 ，劉曉鋼 ，張生萬

（1.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，山西 太原 030031；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西太谷030801）

采用ICP-AES法測定棱柄馬鞍菌中無機(jī)元素含量

徐莉娜1，郭 尚2，李艷婷2，周 林2，劉曉鋼3，張生萬1

（1.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，山西 太原 030031；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西太谷030801）

采用ICP-AES法對棱柄馬鞍菌無機(jī)元素含量進(jìn)行檢測，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性及主成分分析，以分析山西省蘆芽山棱柄馬鞍菌子實(shí)體和菌絲體中的無機(jī)元素含量。結(jié)果表明，棱柄馬鞍菌子實(shí)體和菌絲體中的無機(jī)元素含量相當(dāng)，重金屬含量符合國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)?？捎美獗R鞍菌菌絲體代替子實(shí)體進(jìn)行生產(chǎn)和再加工，以填補(bǔ)目前棱柄馬鞍菌人工馴化栽培的空白。

棱柄馬鞍菌；無機(jī)元素；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；子實(shí)體；菌絲體

馬鞍菌屬（Helvella L.）在分類學(xué)上可歸于子囊菌門（Ascomycota）盤菌綱（Pezizomycetes）盤菌目（Pezizales）馬鞍菌科（Helvellaceae），早在 18世紀(jì)中期由Linnaeus建立。根據(jù)目前已公開發(fā)表的文獻(xiàn)資料記載[1]，在我國有詳細(xì)記錄且鑒定的馬鞍菌屬真菌為22種，其中大部分可以食用。馬鞍菌屬真菌具有特殊的食用價(jià)值，其特殊的香味和口感深受當(dāng)?shù)厝说那嗖A，現(xiàn)階段研究中，新疆巴楚蘑菇——裂蓋馬鞍菌（Helvella leucopus）廣受關(guān)注。早期的檢測試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，裂蓋馬鞍菌中含有豐富的營養(yǎng)成分，其營養(yǎng)價(jià)值可與粗柄羊肚菌媲美[2]，有研究者對裂蓋馬鞍菌的多糖提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，且已開發(fā)出相關(guān)的多糖飲料[3]。

棱柄馬鞍菌（H.lacunosa），俗稱羊肚蘑、木耳蘑，是山西北部常見的一種極為珍貴的野生食用菌，味道鮮美，營養(yǎng)豐富，深受當(dāng)?shù)厝嗣竦南矏郏诸悓W(xué)上隸屬子囊菌門（Ascomycotina）盤菌綱（Pezizomycetes）盤菌目（Pezizales）馬鞍菌科（Helvellaceae）馬鞍菌屬（Helvella）[4]。菌蓋馬鞍形，黑褐色，瓣片不整齊，呈不規(guī)則卷曲狀，與木耳相似。菌柄布滿溝壑，白色，薄，上小下大。每年9—10份于雨后在松樹林地發(fā)生，此菌現(xiàn)仍處于野生狀態(tài)，還沒有人工馴化栽培成功的報(bào)道[5]。有研究對棱柄馬鞍菌（Helvella lacunosa）的營養(yǎng)成分與野生猴頭菌進(jìn)行了一系列比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，棱柄馬鞍菌氨基酸總量與猴頭菇相當(dāng)，個(gè)別營養(yǎng)成分比猴頭菇還高，故認(rèn)為其有開發(fā)的必要，應(yīng)組織人力進(jìn)行人工馴化的探討[6]，并對棱柄馬鞍菌化學(xué)成分進(jìn)行分析，提取出了一種特殊的堿性蛋白酶，命名為Helvellisin[7]。

目前，有關(guān)于棱柄馬鞍菌無機(jī)元素含量測定的相關(guān)報(bào)道較少，王清清等[1]采用多種色譜方法和現(xiàn)代光譜技術(shù)對棱柄馬鞍菌（Helvella lacunosa）子實(shí)體的化學(xué)成分進(jìn)行分離純化，得到11種化合物，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)鑒定，結(jié)果顯示，所有化合物均為首次從棱柄馬鞍菌子實(shí)體中分離得到。目前對棱柄馬鞍菌研究較少，其在山西蘆芽山大量發(fā)生，當(dāng)?shù)毓睫r(nóng)大量采食，導(dǎo)致了棱柄馬鞍菌野生資源遭到破壞，物種瀕臨滅絕，因此對此菌的營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，明確其人工栽培價(jià)值，實(shí)現(xiàn)野生資源保護(hù)是目前亟待解決的問題。

本研究采用ICP-AES法對采自山西省蘆芽山的棱柄馬鞍菌子實(shí)體和菌絲體的微量元素進(jìn)行檢測，旨在對其營養(yǎng)成分、化學(xué)成分和安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為開發(fā)棱柄馬鞍菌的的食藥兩用價(jià)值以及安全食用提供理論指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試菌種

棱柄馬鞍菌子實(shí)體于2016年8月采自山西省蘆芽山，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所研究員郭尚鑒定為棱柄馬鞍菌（Helvella lacunosa），標(biāo)本保存于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所菌種庫，編號(hào)為SYJ-X2016-1，Genebank登錄號(hào)為KY865326。

棱柄馬鞍菌菌絲體由組織分離法和孢子接種獲得。

1.2 試劑和儀器

葡 萄 糖 ，Agar， 酵 母 膏 ，HNO3，H2O2，KH2PO4，K2HPO4，MgSO4.7H2O，元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/L）均為分析化學(xué)純；超純水為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所野生菌馴化實(shí)驗(yàn)室自制。ProdigyXP電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，電熱恒溫培養(yǎng)箱，高低溫恒溫振蕩培養(yǎng)箱，立式壓力蒸汽滅菌器。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 培養(yǎng)基及培養(yǎng)方法

1.3.1.1 固體培養(yǎng)基 PDA（馬鈴薯瓊脂糖葡萄糖）粉 20g，加水至 1000mL，在 121℃，0.15MPa下滅菌30 min，倒平板，空置過夜培養(yǎng)，無菌接種后25℃培養(yǎng)，培養(yǎng)9 d得到馬鞍菌一級(jí)菌絲。4℃低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.1.2 液體培養(yǎng)基 新鮮馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂 20 g，加水至 1 000 mL，采用 250 mL三角瓶分裝，每瓶150 mL，在121℃，0.15 MPa下滅菌30 min，以10%的接種量接種，無菌接種后采用恒溫振蕩培養(yǎng)箱25℃培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速120 r/min，培養(yǎng)7 d后，得到馬鞍菌液體發(fā)酵菌絲體。4℃低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 元素標(biāo)準(zhǔn)溶液由北京國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供。等量吸取Mg，K，Ca，Cr，Cu，Zn，As，Se，Mo，Cd，Hg，Na，F(xiàn)e，Mn，Sb 和 Pb 的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用HNO3逐級(jí)稀釋，濃度列于表1，試驗(yàn)儀器參數(shù)列于表2。

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液 μg/mL

表2 微波消解儀器參數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

根據(jù)表1提供的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，分別對各種元素進(jìn)行測定并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果列于表3。表3結(jié)果表明，各元素相關(guān)系數(shù)良好，相關(guān)系數(shù)介于0.99～1.00。

2.2 棱柄馬鞍菌中無機(jī)元素含量的測定結(jié)果

采用ICP-AES法對棱柄馬鞍菌子實(shí)體和菌絲體的16種無機(jī)元素含量進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明，子實(shí)體和菌絲體中無機(jī)元素含量不一致，但二者K含量都最高，其次依次為Fe和Na；棱柄馬鞍菌子實(shí)體和菌絲體中重金屬含量（Pb，Cd，As，Hg，Sb，Cr）均低于0.2 μg/g，符合國家規(guī)定的食品安全標(biāo)準(zhǔn)，可以安全食用（表4）。

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程

表4 棱柄馬鞍菌子實(shí)體及菌絲體無機(jī)元素含量 μg/g

3 結(jié)論與討論

無機(jī)元素的測定方法比較多，較常見的有原子吸收分光光度法[8]、電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法[9]、原子熒光法、電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法[10]等。其中，ICP-MS法檢測靈敏度較高、檢測范圍也較廣，再加上強(qiáng)勢的抗干擾能力和快速分析結(jié)果的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在食藥檢測行業(yè)大規(guī)模使用[11]。本試驗(yàn)采用ICP-AES法分析棱柄馬鞍菌子實(shí)體和菌絲體的16種無機(jī)元素，結(jié)果顯示，子實(shí)體和菌絲體中無機(jī)元素含量不一致，但二者的K含量都最高，其次依次為Fe和Na。K在機(jī)體中主要是通過加強(qiáng)肌肉的韌性和心臟的運(yùn)動(dòng)來促進(jìn)熱能代謝，起到電解質(zhì)的作用；Fe是多種酶的合成劑，也參與血紅蛋白和肌紅蛋白的合成，主要在免疫系統(tǒng)中起作用[12]；Ca[13]和Mg主要參與神經(jīng)及免疫系統(tǒng)中的信號(hào)傳導(dǎo)；Zn和Mn是中醫(yī)里被稱為“腎”的基本，其中，Zn參與人體代謝，影響大腦發(fā)育，對維持人體生長發(fā)育及免疫健康起著重要的作用，Mn能提高SOD活性，提高機(jī)體的免疫功能，參與造血過程和脂肪代謝過程。所測無機(jī)元素所表現(xiàn)出的生理功能與馬鞍菌具有抗氧化、抗腫瘤和抗炎等作用相一致，因此可認(rèn)為，馬鞍菌所含有的這些無機(jī)元素為其功效物質(zhì)基礎(chǔ)之一，且認(rèn)為這些元素在馬鞍菌發(fā)揮藥效的作用中起著協(xié)同作用[14-15]。

重金屬[16]及有害元素是中藥材安全性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，目前許多中藥都已經(jīng)制定了Pb，Hg，As，Cd等元素的限量標(biāo)準(zhǔn)[17-19]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，所測棱柄馬鞍菌子實(shí)體和菌絲體中重金屬含量（Pb，Cd，As，Hg，Sb，Cr）均低于 0.2 μg/g，符合國家規(guī)定的食品安全標(biāo)準(zhǔn)，可以安全食用[20]。

本試驗(yàn)建立了ICP-AES法分析棱柄馬鞍菌子實(shí)體與菌絲體無機(jī)元素含量差異的方法，能客觀準(zhǔn)確地反映馬鞍菌在營養(yǎng)生長階段和生殖生長階段體內(nèi)無機(jī)元素含量的變化，從無機(jī)元素變化角度可為探究馬鞍菌的發(fā)酵方式和人工馴化栽培方式提供基礎(chǔ)資料，亦可為棱柄馬鞍菌的質(zhì)量控制及安全性評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

［1］王清清，圖力古爾，包海鷹.棱柄馬鞍菌子實(shí)體的化學(xué)成分研究[J].菌物研究，2016（4）：239-244.

［2］滕立平，曾紅，周忠波.裂蓋馬鞍菌粗多糖體內(nèi)抗氧化活性研究[J].食用菌學(xué)報(bào)，2013（3）：22-25.

［3］張娜，侯旭杰，胡建偉.巴楚蘑菇多糖果汁復(fù)合飲料的研制[J].食品科技，2005（5）：45-47.

［4］鄭慶珠.亟待開發(fā)的一種美味子囊菌——棱柄馬鞍菌的研究[J].食用菌，1987（6）：3.

［5］王清清.東北地區(qū)馬鞍菌生藥資源及“木耳蘑”化學(xué)成分研究[D].長春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

［6］王清清，圖力古爾.棱柄馬鞍菌粗提物提取工藝優(yōu)化及其抗氧化活性[J].食用菌學(xué)報(bào)，2016（2）：49-69.

［7］GUOQINGZHANG，HEXIANGWANG，XIAOQINGZHANG，et al.Helvellisin，a novel alkaline protease from the wild ascomycetemushroom Helvella lacunose[J].Journal of Bioscience and Bioengineering，2010，1：20-24.

［8］鄒蟬英.貴州栽培何首烏與野生何首烏的微量元素分析 [J].微量元素與健康研究，2004，21（4）：64.

［9］房克慧，劉訓(xùn)紅，曾艷萍.太子參栽培土壤環(huán)境的質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].藥學(xué)與臨床研究，2007（6）：449-452.

［10］李玲，趙仲剛，趙燚.ICP-AES測定寧夏地產(chǎn)骨碎補(bǔ)粉劑及其煎劑中的無機(jī)元素[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2013（1）：242-245.

［1l］陳菲，張奉蘇，劉訓(xùn)紅，等.樟芝菌粉無機(jī)元素的電感耦合等離子體質(zhì)譜分析[J].中藥材，2014（2）：257-262.

［12］趙連華，楊銀慧，胡一晨，等.我國中藥材中重金屬污染現(xiàn)狀分析及對策研究[J].中草藥，2014（9）：1199-1206.

［13］許仙菊，陳明昌，張強(qiáng)，等.土壤與植物中鈣營養(yǎng)的研究進(jìn)展[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，32（1）：33-38.

［14］趙征宇，孫永紅，趙明，等.有機(jī)無機(jī)肥配施對土壤氮素轉(zhuǎn)化和番茄產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2013，28（1）：208-212.

［15］趙憲鳳，劉衛(wèi)群，王樹會(huì).氮、磷、鉀對烤煙碳氮代謝關(guān)鍵酶活性及其經(jīng)濟(jì)效益的影響 [J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2012，27（4）：181-185.

［16］陳麗莉，俄勝哲.中國土壤重金屬污染現(xiàn)狀及生物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，16（3）：139-140.

［17］段紅福，榮春蕾.ICP-MS在中藥重金屬及有害元素限量檢測中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)藥科學(xué)，2015（1）：95-102.

［18］趙雄偉，曹艷花，李玉樺，等.重金屬鎘對玉米苗期生理特性和轉(zhuǎn)運(yùn)變化的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2015，30（6）：119-127.

［19］賀璟，馬紅梅，謝英荷.重金屬鉛、砷對玉米生長發(fā)育的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（2）：126-128.

［20］寧嬋娟，吳國良.微量元素硒與人體健康及我國富硒食品的開發(fā)狀況[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（5）：88-90.

ICP-AES Simultaneous Analysis on the Inorganic Elements in Fruiting Body and Mycelium ofHelvella lacunosa

XULina1，GUOShang2，LI Yanting2，ZHOULin2，LIUXiaogang3，ZHANGShengwan1
（1.College ofLife Science，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.Institute ofEdible Fungi，Shanxi Academy ofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；3.College ofHorticulture，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

To establish a method for simultaneous analysis on the inorganic elements in fruiting body and mycelium of Helvella lacunosa byinductivelycoupled plasma emission spectruminstrument（ICP-AES）,the sample solutions were analyzed byICP-AES after microwave digestion.The data ofcorrelations,principal components,and cluster were analyzed with the SPSS 16.0 software,which can be used to analyze the inorganic element content of Helvella lacunose of Shanxi province in both mycelia and fruiting body.The results showed that sixteen inorganic elements in Helvella lacunosa were determined.And there were some correlations among the inorganic elements.The contents ofK,Fe and Na were abundant.The content ofheavy metals and harmful elements should be caused for concern.The results showed that the contents of inorganic elements in the fruiting body and mycelia were equivalent,and the content of heavy metals was in accordance with the national food safety standard.The experiment proved that the mycelia can be used as the substitute for the fruiting body to produce and reprocess,and the results would fill blank in artificial domestication cultivation of Helvella lacunose in present.

Helvella lacunosa;inorganic elements;inductively coupled plasma emission spectrum instrument；fruiting body;mycelium

S646.7

A

1002-2481（2017）11-1763-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.11.08

2017-06-12

2015年山西省新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目

徐莉娜（1989-），女，甘肅平?jīng)鋈耍谧x博士，研究方向：微生物生理特性及食品發(fā)酵工程。張生萬為通信作者。