食用菌菌糠中礦質元素含量的測定及品質分析

喬潔，陳玉，侯曉強，解春艷，李叢勝

(1.廊坊師范學院生命科學學院，河北廊坊065000；2.河北省高校食藥用菌資源開發應用技術研發中心，河北廊坊065000；3.廊坊市食用菌技術重點實驗室，河北廊坊065000）

食用菌菌糠中礦質元素含量的測定及品質分析

喬潔1,2,3，陳玉1，侯曉強1,2,3，解春艷1,2,3，李叢勝1

(1.廊坊師范學院生命科學學院，河北廊坊065000；2.河北省高校食藥用菌資源開發應用技術研發中心，河北廊坊065000；3.廊坊市食用菌技術重點實驗室，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元素含量。結果表明，在優化儀器工作條件下，兩種菌糠的8種礦質元素測定的相對標準偏差（RSD）為0.36%～1.93%，回收率為95.33%～106.00%，精密度試驗結果RSD值為0.24%～1.99%。兩種菌糠中8種礦質元素含量分別為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，可作為土壤改良劑、復合礦物質肥和微生物肥的原料，也可作為二次栽培食用菌的培養料。

食用菌菌糠；礦質元素；微波消解；原子吸收光譜法

食用菌是子實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，食用菌栽培種植得到了飛速發展。目前，我國食用菌產量已超過3 000萬t，占世界總產量的75%以上，已成為全球食用菌生產第一大國[1]。食用菌菌糠又稱蘑菇渣、菇渣或菌渣，是指在生產上已不具有或較少具有養分提供能力的食用菌培育基質[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模式處于快速生長期，隨著使用產量的增加，廢菌糠的數量也在急劇增加[3]。傳統處理菌糠的方法是丟棄或焚燒，因而也帶來了嚴重的環境難題，造成了資源的浪費以及環境的污染問題。食用菌菌糠含有豐富的有機質、氮素、礦質元素以及其他營養元素[4-6]，具有很高的再利用價值。對于廢棄食用菌菌糠的再利用，國內外學者提出將其作為生物燃料[7-8]、栽培基質[9-12]和土壤修復劑[13-14]，其中將廢棄食用菌菌糠用作堆肥處理的方法認可度最高。一些學者對食用菌菌糠中有機物、總氮磷鉀、碳氮比、微量元素、纖維素等進行了分析測定，結果表明，使用菌糠前必須對其所含主要成分進行測定，以免得到價值不高的菌糠，或者由于養分過高從而出現土壤營養累積等問題[4]。蔬菜生長過程中需要吸收大量的礦質元素，種植時施用含豐富礦質元素的肥料，能夠提高作物品質和產量[15-17]。田娟娟等[18]研究表明，使用礦質肥料能夠提高葡萄葉片中礦質元素的含量。金針菇和杏鮑菇菌糠不僅能夠向土壤提供均衡的養分，還含有大量的菌絲，能夠分泌疏水性物質，提高土壤團聚體穩定性[19-21]，改善土壤理化性質[22-23]，可作為生產復合礦物質肥、微生物肥的優質原料。食用菌在生長過程中需要大量的礦質元素、蛋白質、脂肪等營養元素，食用菌菌糠因其經過微生物的發酵作用，營養成分均比發酵前顯著提高，礦質元素含量豐富?？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、產量最高。目前，關于食用菌菌糠中礦質元素含量測定方法的研究報道較少。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種礦質元素（K、Na、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Mn）的測定工作條件，優化食用菌菌糠中礦質元素含量的測定方法，并對其品質進行了分析，以期為食用菌菌糠循環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。

鉀、納、鈣、鎂、鋅、鐵、銅、錳元素的標準溶液（質量濃度均為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）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

BSA224S電子分析天平：北京賽多利斯儀器系統有限公司；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：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測定。同時做空白試驗，每個樣品設3個重復，每個重復平行測定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

儀器點火穩定后，選擇要測定的元素，對燃燒器、霧化器、氣體流量、燃燒器高度、光譜帶寬等各項指標進行最優化，隨后用標準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。各元素測定工作條件參數見表2。

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

1.3.3 8種礦物質元素標準曲線的繪制

用體積分數1%HNO3溶液將混合標準儲備液配制成系列混合標準工作液，其中K元素質量濃度為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，Fe元素質量濃度為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的參數進行測定，以測定值（A）為縱坐標，各元素質量濃度（C）為橫坐標，繪制標準曲線。

2 結果與分析

2.2 標準曲線的制作

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

在優化好的儀器工作條件下，根據樣品中各元素含量，調節標準溶液濃度梯度，8種礦物質元素的線性回歸方程、相關系數見表3。由表3可知，該方法測定的8種礦質元素標準曲線相關系數為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

取K元素質量濃度為0.300 0 μg/mL，Na、Cu元素質量濃度為3.000 0 μg/mL，Ca元素質量濃度為6.000 0 μg/mL，Mg元素質量濃度為0.600 0 μg/mL，Zn元素質量濃度為1.5000μg/mL、，Fe元素質量濃度為10.0000μg/mL、Mn元素質量濃度為4.0000μg/mL混標溶液，平行測定10次，計算相對標準偏差（relativestandarddeviation，RSD），結果見表4[25]。

表4 精密度試驗結果Table 4 Results of precision experiments

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

2.4 加標回收率試驗

為了檢驗微波消解-原子吸收光譜法測定食用菌菌糠多種礦質元素方法的準確性和可靠性，對兩種菌糠樣品進行加標回收試驗，根據加標量和測定結果計算其加標回收率和相對標準偏差（RSD），結果見表5。

表58 種礦質元素加標回收率測定結果Table 5 Determination results of addition recovery rate of eight mineral elements

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

2.5 8種礦質元素測定結果

表68 種礦質元素含量測定結果Table 6 Determination results of 8 mineral elements contents mg/kg

準確稱取樣品3份，采用所建立的方法對8種礦物質元素進行測定，結果見表6。

由表6可知，金針菇和杏鮑菇菌糠中含有豐富的礦質元素，各礦質元素含量分別為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，Fe 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元素含量均高于金針菇菌糠。這是因為不同食用菌菌糠組成成分不同，并且不同食用菌在生長過程中對各礦質元素的吸收率也不相同。兩種食用菌菌糠含有豐富的礦質元素，可作為土壤改良劑、復合礦物質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元素的含量。金針菇和杏鮑菇菌糠中各礦質元素含量分別為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，Fe 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元素，可作為土壤改良劑、復合礦物質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

河北省大學生創新創業訓練計劃（201510100015）；廊坊師范學院微生物學重點學科項目（2015001）

喬潔（1980-），女，講師，碩士，主要從事微生物生態學研究工作。