ICP-MS法測定常見新鮮野生菌中22種常微量元素研究

蘇霽玲，李云芳，徐娟，侯英，劉祥義，朱國磊

（西南林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，云南 昆明 650224）

云南具有復(fù)雜多樣的地形地貌以及得天獨厚的氣候條件，孕育出豐富的野生菌資源，其野生菌產(chǎn)量占全國野生菌產(chǎn)量的80%，占世界野生菌產(chǎn)量的40%，是中國乃至世界野生菌物種多樣性最豐富的地區(qū)[1-2]。野生菌因味道鮮美，富含氨基酸、多糖、維生素以及人體必需的礦物質(zhì)元素，具有較高的食用價值和藥用保健價值而受到越來越多人的青睞[3-4]。但野生菌在生長過程中可能因受生長環(huán)境影響，其受重金屬污染的風(fēng)險較大，不同種類菌的不同部位元素含量值得深入探討。因此，對新鮮野生食用菌中人體必需元素及重金屬元素的研究有十分重要的意義。

目前，常用于元素含量測定的方法主要有原子熒光光譜法（atomic fluorescence spectrometry，AFS）[5]、原子吸收光譜法（flame atomic absorption spectrometry，F(xiàn)AAS）[6]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy，ICP-AES）[7-8]、電感耦合等離子質(zhì)譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）[9]等。 ICP-MS法具有分析速度快、線形范圍寬、靈敏度高、檢出限低（10-12級）、可進行多種元素同時測定等優(yōu)點[10-11]，廣泛應(yīng)用于食品各種元素的測定[12-13]。樣品前處理方法主要有濕式消解法、干灰化法和微波消解法[14]。微波消解與其他消解方式相比有污染或損失小、效率高、空白值較低、重復(fù)性好等優(yōu)點，適合于各種樣品的前處理。本研究采用微波消解-ICP-MS同時測定云南省昆明地區(qū)常見10種新鮮野生食用菌（菌蓋和菌柄）中K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 等 22 種元素的含量，為野生菌的營養(yǎng)成分分析及安全食用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品來源及制備

見手青（Boletus subsplendidilus）、松茸（Tricholoma matsutake）、青頭菌（Russula virescens）、奶漿菌（Lactarius volemus）、 雞油菌（Centharellus cibarius）、 雞樅菌（Macrolepiota albuminosa）、干巴菌（Sparassis）、黃褐牛肝（Boletus impolitus）、黑牛肝（Boletus aereus）、白牛肝（Boletus edulis）：昆明市盤龍區(qū)野生菌市場，依次用自來水、一次蒸餾水、超純水充分洗凈，晾干表面水分，將野生菌（干巴菌除外）分菌蓋和菌柄，勻漿后備用。

1.2 試劑與儀器

鈣、鎂、鐵、鋅、鉀、猛、磷、硼等22種標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：國家鋼鐵材料測試中心，質(zhì)量濃度均為1000μg/mL；硝酸、雙氧水（優(yōu)級純）：上海國藥集團；超純水：西南林業(yè)大學(xué)化學(xué)實驗中心自制；玻璃儀器均經(jīng)5% HNO3浸泡過夜，用超純水清洗。

ZA120R4電子天平：上海贊維衡器有限公司；Mars6高壓微波消解儀：美國CEM公司；ELAN9000RC-e型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：美國珀金埃爾默儀器公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取1.0000g勻漿樣品于消解管中，加入5mL硝酸和2 mL雙氧水，放入微波消解儀中，按表1參數(shù)操作至消解完全，冷卻后定容，搖勻待測，同時做空白樣。微波消解程序見表1。

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

1.3.2 ICP-MS儀器工作參數(shù)

射頻功率：1 200 W；透鏡電壓：6.8 kV；脈沖電壓：1 100 V；等離子體氣流量：15 L/min；霧化器流量：0.68 L/min；輔助氣流量：1.2 L/min；獲取模式：全定量分析；重復(fù)次數(shù)：3次。

1.3.3 建立標(biāo)準(zhǔn)曲線

取 K、Ca、Na、Mg、P、S 元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液，加質(zhì)量分數(shù)為 5%硝酸溶液配制成 0.000、0.500、1.000、5.000、10.00、20.00 μg/mL 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液；取 Al、As、Ba、Co、Se、Mn、Mo、Pb、Sr、Cu、Zn、V、Cd、Cr、Fe、Ni元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液加質(zhì)量分數(shù)為5%硝酸溶液配制成0、50、100、500、1 000、2 000 μg/L 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，建立 22種礦質(zhì)元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 工作曲線及檢出限

元素曲線回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表2。

表2 元素曲線回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限Table 2 Linear regression equations，correlation coefficients，and detection limits for the elements

如表2所示，22種元素標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的相關(guān)系數(shù)在0.999 2～0.999 9。采用空白溶液重復(fù)測定11次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差，其測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差3倍所計算的濃度即為檢出限，各待測元素的檢出限在0.004 μg/L～2.350μg/L之間，能夠滿足常微量元素分析檢測的要求。

2.2 野生菌樣品的測定結(jié)果分析

取各試樣3份，按1.3.2方法進行測試，樣品中各元素平均含量見表3和表4。

表3 7種野生菌中22種元素含量檢測結(jié)果Table 3 The analysis results of 22 elements in 7 actual samples mg/kg

表4 3種牛肝菌野生菌中22種元素含量檢測結(jié)果Table 4 The analysis results of 22 elements in 3 bolete samples mg/kg

由表3和表4可知，10種野生菌中均含有豐富的礦質(zhì)元素。6 種常量元素（K、Ca、Na、Mg、P、S）在野生菌中的含量規(guī)律為（K 或 P）>S>（Mg或 Ca）>Na，屬于典型的高鉀低鈉食品。通過研究發(fā)現(xiàn)，10種新鮮野生食用菌鉀元素含量較高的是青頭菌和黑牛肝（青頭菌菌蓋4 171.05 mg/kg和菌柄2 438.54 mg/kg，黑牛肝菌蓋4 241.06 mg/kg和菌柄2 815.64 mg/kg），含量較低為雞油菌柄和雞樅柄，分別為246.44、302.38 mg/kg，而鈉的含量均低于25 mg/kg。研究表明同一菌種中菌蓋K元素含量大于菌柄的含量，說明菌蓋比菌柄對鉀元素富集能力強。此類食品適于高血壓患者及預(yù)防高血壓的人群食用。

隨著現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展，體內(nèi)微量元素生物功能的問題越來越受到重視，研究發(fā)現(xiàn)10種野生菌中均含有鐵、銅、錳、鋅、鈷、鉬、鉻、鎳、釩、硒等人體必需的微量元素。其中含量較多的微量元素有Fe、Zn、Se等。

鐵最重要的生物學(xué)功能是參與氧的運輸和造血過程。缺鐵是導(dǎo)致貧血最主要的原因之一[14]。10種野生菌中鐵元素的含量分布5 mg/kg～35 mg/kg之間，見手青、松茸、青頭菌、雞油菌4種野生菌中菌蓋中Fe元素的含量均高于菌柄，奶漿菌、雞樅則相反（菌蓋<菌柄）。

鋅元素與人體許多生理功能相關(guān)，比如參與體內(nèi)多種酶的合成，影響活性的發(fā)揮；促進性器官的發(fā)育；維持正常的味覺和食欲等[14]。見手青、松茸、青頭菌及牛肝菌中Zn元素的含量較高，其中3種牛肝菌菌蓋中Zn元素的含量均高于菌柄，最高為14.448 mg/kg。奶漿菌中菌柄Zn元素的含量（6.269 mg/kg）遠遠高于菌蓋（0.083 mg/kg），雞油菌、雞樅、干巴菌中Zn元素含量較低，在0.1 mg/kg～0.9 mg/kg之間。

硒是一種營養(yǎng)元素，又是一種抗氧化劑，除具有清除體內(nèi)自由基及抗衰老的作用，還有抗腫瘤、延長壽命和提高機體免疫力等作用，機體缺硒導(dǎo)致發(fā)生克山病、大骨節(jié)病等疾病[15]。10種新鮮野生菌中干巴菌Se元素含量較高，為8.250 mg/kg，其他野生菌中硒元素的含量均低于1.7 mg/kg。

我國GB2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》有關(guān)食用菌（包括野生食用菌）對Pb的限量最高為1.0 mg/kg，Cd的限量最高為0.2 mg/kg，As的限量最高為0.5 mg/kg。野生食用菌中重金屬元素的含量存在差異。研究已明確了食用菌對重金屬的生物富集能力與食用菌品種、菌體結(jié)構(gòu)部位、土壤及大氣中重金屬含量等相關(guān)[16-17]。10種野生食用菌鉛含量均未超標(biāo)，雞油菌柄As元素含量微量超標(biāo)，奶漿菌菌柄和黑牛肝菌蓋As元素及Cd元素含量均出現(xiàn)了超標(biāo)，可能與奶漿菌菌柄和黑牛肝菌蓋生長環(huán)境和對砷、鎘元素的富集能力有關(guān)，對人體健康有潛在風(fēng)險，食用過程中應(yīng)高度重視。

3 結(jié)論

ICP-MS具有操作簡單、快速、檢出限低、同時測定多種元素等優(yōu)點，本研究采用微波消解、ICP-MS法對 10 種新鮮野生菌中菌柄和菌蓋 Al、As、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Se、Zn 等 22 種元素的含量進行了測定。10種新鮮野生菌中含有豐富的常量元素和微量元素，屬于高鉀低鈉食品；不同種野生菌中元素含量差異較大，同一種元素在同種野生菌不同的部位含量差距較大；10種野生菌中干巴菌中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；雞油菌、奶漿菌和黑牛肝菌中As元素和Cd元素出現(xiàn)了超標(biāo)，可能與生長環(huán)境有關(guān)。此研究為云南省野生菌開發(fā)利用及安全食用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。