黑木耳菌丝及子实体对铬的富集研究*

柴红梅，汪禄祥，和丽忠，赵 静，黎其万，赵永昌**

(1.云南省农科院生物技术与种质资源研究所，云南 昆明 650221；2.云南省农业科学院质量标准与检测技术研究所，云南 昆明 650221)

我国是食用菌资源最丰富的国家之一，已知接近2 000种，而且近年我国的食用菌栽培产量也高居世界之首。除味道鲜美、是人们喜爱的佐食佳品外，食用菌还含有丰富的营养成份和保健成份，被联合国推荐为21世纪的健康食品。但近年的研究显示食用菌对多种重金属具有高的富集特性，这提示要更加关注食用菌的栽培和食用安全性。

黑木耳 (Auricularia auricula-judae)是广受欢迎、食用较多的一种食用菌，野生种在全国大部分地区有分布，在东北三省和广东、福建等多省还有大面积袋料栽培。铬是食用菌中最常见的污染重金属元素之一，我国的卫生指标要求黑木耳中铬浓度要小于1.0 mg·kg-1[1]。本研究中，选择了黑木耳的2株野生菌株和2株栽培菌株，通过在液体培养基和袋料栽培基质中人为添加重金属铬，分析不同菌株菌丝体和子实体对铬的富集特性，以期为黑木耳低铬富集菌株的筛选打下基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 黑木耳菌株

菌株YAASM1399和YAASM1402为野生菌株，分别采集于云南省剑川县和永平县。菌株YAASM2691和YAASM2692为栽培菌株，由吉林农大提供，原编号为B12和 B13。

1.1.2 试剂

氯化镉 (CdCl2·2.5H2O)为国产分析纯试剂，试验用标准溶液按GB/T602-2002《化学试剂-杂质测定用标准溶液的制备》中的方法配制。

1.2 方法

1.2.1 培养基配方

液体培养基配方：蛋白胨0.2%、酵母粉0.2%、葡萄糖2%。

袋料栽培配方：杂木屑78%、粗麦麸20%、白糖1%、石膏1%，水份含量60%~65%。

1.2.2 黑木耳菌丝体对铬的富集试验

设定 4 个铬处理浓度为 1 mg·L-1、2 mg·L-1、5 mg·L-1、10 mg·L-1，以不添加铬的摇瓶为对照，每个菌株每个处理设3个重复。接种5片已活化菌块 (D=5 mm)于装有100 mL培养液的250 mL三角锥形瓶中，180 r·min-1、25℃暗培养20 d。发酵液经80目纱布过滤后，所得菌丝体用无菌蒸馏水冲洗3次，60℃烘干至恒重，记录菌丝体干重，测量菌丝体中的铬浓度。

1.2.3 黑木耳子实体对铬的富集试验

采用常规袋栽技术，选用长30 cm、宽15 cm、厚0.025 cm的高密度聚乙烯袋，每袋装料1 kg（湿重）。将试验用的铬标准溶液混匀于拌料用水中，再与栽培料充分拌匀。设7个铬处理浓度，以不添加铬的菌袋为对照，每个菌株每个处理设15个重复（15袋）。培养料灭菌后，每个处理浓度取样3份，检测其中铬的实际浓度（干重）。按常规方法接种和出菇管理，第1潮菇全部采收，60℃烘干至恒重，检测子实体中的铬浓度。

1.2.4 重金属铬含量的测定

样品用硝酸-高氯酸消解，电感耦合等离子体质谱仪测定铬浓度。

2 结果

2.1 4株黑木耳菌株菌丝体生物量及铬浓度

4株黑木耳菌株菌丝体生物量及铬的含量见表1。随

表1 4株黑木耳菌株菌丝体生物量及Cd的含量

着铬浓度增加，两栽培菌株的生物量呈快速下降趋势，当铬浓度为5 mg·L-1时，菌丝体干重已低于两野生菌株在铬浓度10 mg·L-1时的菌丝体干重，而当铬浓度达到10 mg·L-1时，两栽培菌株已几乎不生长。在铬浓度低于2 mg·L-1时，野生菌株YAASM1399的生物量比对照有小幅增加，说明低铬浓度对它的生长有促进作用，这与某些文献报道相同[2，3]。

液体培养基中铬的本底浓度为0.003 mg·L-1，因此即使添加的铬浓度为0，菌丝体中仍检测到了低浓度的铬。随着培养液中铬浓度的增加，菌丝体中的铬浓度在极显著增加，但相互间没有呈线性相关。在铬浓度10 mg·L-1的培养液中，野生菌株YAASM1399和YAASM1402菌丝体中的铬浓度分别达到631.84 mg·kg-1和680.16 m·kg-1的较高值，而栽培菌株YAASM2691和YAASM2692不生长，因此没能得到相关值。

2.2 4株黑木耳菌株子实体中的铬浓度

4株黑木耳菌株子实体中的铬含量见表2。

随着栽培料中铬浓度的升高，4株黑木耳菌株子实体中的铬浓度也在增加，但增加的趋势较为平缓。

0.18 mg·kg-1为培养料中铬浓度的背景值，此时4株黑木耳菌株子实体中的铬浓度都未超过1.0 mg·kg-1。除菌株YAASM1402在培养料中铬浓度小于1 mg·kg-1时的子实体铬富集倍数在3.0~5.1之间外，其余菌株在不同铬浓度的子实体富集倍数都在较低的0.5~2.6之间变动。2株野生菌株YAASM1399和YAASM1402随着培养料中铬浓度增加，子实体中铬富集倍数呈下降趋势。当培养料中铬浓度达到实验添加的最高值18.46 mg·kg-1时，只有菌株YAASM2692子实体中的铬浓度超过了这个值达到28.88 mg·kg-1，其它3株菌株子实体中的铬浓度都低于培养料中的浓度，富集倍数都低于1。

2.3 同一菌株菌丝体及子实体中铬浓度的比较

因袋料栽培时菌丝体与培养料难以分开，所以较难单独测定此时菌丝体中的铬浓度，因此用摇瓶培养菌丝体中的铬浓度作为参考数值来比较。

从图1、图2、图3、图4看出，随着培养基中铬浓度的增加，4株黑木耳菌株子实体中的铬浓度呈缓慢增加，而菌丝体中的铬浓度急剧增加，在培养基中铬浓度相同条件下，菌丝体中铬浓度是子实体中的10倍~20倍。

大型真菌对重金属的耐受及富集能力与环境因素和大型真菌自身因素都有关[4,5]，Baldrian发现侧耳（Pleurotus ostreatus） 在实验室条件下即使1 mmol·L-1铬浓度时都不能生长，但在稻草或土壤中能够耐受5 mmol·L-1的铬浓度[6]。本研究中，在摇瓶液态培养时，培养基中铬浓度为10 mg·L-1时，2株栽培菌株已不能生长，两株野生菌株虽然生长，但生物量很低，而菌丝中的铬浓度达到631.84 mg·kg-1，680.16 mg·kg-1的较高值。在袋料栽培固态培养时，即使培养料中铬浓度达到18.46 mg·kg-1，4株黑木耳菌株都能生长、出菇，只有菌株YAASM2692子实体中的铬富集倍数超过1达到1.6，其它3株菌株子实体中的铬浓度都低于培养料中的浓度，富集倍数都低于1。由此可见，黑木耳菌株对铬的耐受及富集能力与栽培环境和菌株都有很大关系。

3 讨论

食用菌富集重金属的特性取决于两方面因素，一是生长环境，如土壤、栽培基质、空气、水等；二是食用菌自身的因素，如菌丝体和子实体的组织结构、形态特征、生长发育特性等[7]。研究表明，一种食用菌对不同重金属的富集是不同的，如巴西蘑菇子实体富集铬能力较强，达13 mg·kg-1～23 mg·kg-1，而 Pb、As、Hg 含量基本正常[8]。不同种类、同种内不同菌株间、子实体不同部位之间对同一重金属的富集程度和含量也有差异[9]。徐丽红等分析3个香菇品种对铬的富集能力，其富集系数分别为12.47、12.09、8.57[10]。Garcia等在研究中发现，鸡腿菇菌褶中Pb含量平均达2.06 mg·kg-1，而其余部分Pb含量可以达到平均2.79 mg·kg-1[11]。

表2 4株黑木耳菌株子实体中的铬含量

图1 菌株YAASM1399菌丝体和子实体中的铬浓度比较

图2 菌株YAASM1402菌丝体和子实体中的铬浓度比较

图3 菌株YAASM2691菌丝体和子实体中的铬浓度比较

图4 菌株YAASM2692菌丝体和子实体中的铬浓度比较

本研究中，培养基质中铬浓度相同的情况下，黑木耳菌株液态摇瓶培养的菌丝体中铬浓度是固态袋料栽培子实体中铬浓度的10倍～20倍。菌丝体和子实体中重金属元素含量与基质的组成和性质有很大关系[12]。液体培养基与袋料栽培培养基除组成成份不同外，pH、氧化-还原电位、有机物含量及其它竞争性金属离子的含量也不同。液态培养时，新生的菌丝体完全浸没在含铬的液体环境中，大量铬离子吸附在菌丝细胞表面，当细胞壁上的结合点达到饱和时，重金属离子将进入细胞质中。而袋料栽培出菇时，菇体菌丝已离开培养基，新生菇体菌丝的营养需通过菌丝细胞间的运输来供给，而前期菌丝细胞会通过一些机制来降低铬离子对自身的伤害，因此运送到菇体菌丝的铬离子浓度会大大降低，这些因素或许可以推测为何菌丝体与子实体中铬浓度会相差如此之大。这也提示我们即使是在铬污染严重的野生或人工栽培环境下，黑木耳菌株仍然能生长、出菇，因此栽培时严格控制培养基质和生长环境不被铬污染是很重要的。

我国的卫生指标要求黑木耳中铬浓度小于1.0mg·kg-1，从实验结果看出，当培养料本底铬浓度为0.18 mg·kg-1时，4株黑木耳菌株子实体中的铬都低于1.0 mg·kg-1，均符合标准，但当培养料中铬浓度达到0.61 mg·kg-1时，只有菌株YAASM2692的子实体中铬浓度为0.74 mg·kg-1，其它菌株子实体中的铬浓度均已超标。因不同菌株对铬的富集能力不同，因此很难得出黑木耳培养基铬污染临界指标，选择对重金属富集程度低的优异菌株是食品安全的关键之一。本研究中的4株菌株都还不符合要求，选育工作需继续进行下去。

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[7]周启星，安鑫龙，魏树和.大型真菌重金属污染生态学研究进展与展望[J].应用生态学报，2008，19 (8)：1848-1853.

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