四种重金属对食用菌菌丝生长及子实体富集量影响

熊晓斌 吴 芳 黄晓辉

（湖南省食用菌研究所，湖南长沙410013）

食用菌营养丰富，风味独特，被公认为“健康食品”。然而，研究发现食用菌对重金属有较强的富集能力，其富集重金属的种类和数量远超一般绿色植物[1-4]。重金属通过食物进入人体，又不能轻易被排出，累积到一定的量，就会对人体健康造成损害[5]。我国是全球食用菌的生产和消费大国，食用菌逐渐成为人们餐桌上一道不可缺少的美味。然而，由于工业发展导致的空气、水源、土壤等重金属污染造成农林作物重金属及农残超标，由此可能带来食用菌产品质量安全的问题[6]。近年来，几种主要重金属元素在食用菌栽培过程中的迁徙特性有报道，谢福泉等的研究表明茶树菇对铅、镉、汞、砷等4种有害重金属的富集能力依次为汞＞镉＞砷＞铅[7]；余红英等[8]研究发现不同品种食用菌耐受重金属的种类和最大浓度均有差异，并且子实体不同部位的重金属富集量亦有不同；江玉姬等[9]研究发现金针菇子实体对Hg的富集能力很强，与吴庆其等[10]的研究基本一致。笔者选择工厂化栽培的杏鲍菇和金针菇为供试食用菌，在其培养料中添加铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）四种重金属，并设置不同浓度梯度。考察不同种类重金属及其不同浓度梯度对供试食用菌菌丝生长发育、生物转化率及子实体重金属含量的影响，为食用菌安全生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试食用菌菌株

金针菇Fammulina velutipes（F21）、杏鲍菇Pleurotus eryngii（湘杏98），由湖南省食用菌研究所菌种保藏中心提供。

1.2 供试培养料

金针菇培养料配方：玉米芯33 kg，木屑33 kg，麸皮30 kg，玉米粉3 kg，石膏粉1 kg；杏鲍菇培养料配方：玉米芯 50 kg，木屑 30 kg，麸皮 16 kg，豆粕粉3 kg，石灰粉1 kg。

重金属试剂：铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）标准溶液（浓度为1000 mg/L），购买自中国标样部。

1.3 重金属试验设计

重金属溶液先配成100 mg/L的母液。配置培养料时，先将重金属溶液与水混合均匀，然后与栽培基质混合均匀装袋。Pb、As、Hg、Cd四种重金属在培养料（干料）的最终质量浓度见表1。每种重金属设置5个浓度梯度，在相同的条件下，不添加重金属的栽培料为对照处理，每种重金属的每个浓度梯度作为一个处理，即每个食用菌品种有21个处理，每个处理5个重复。

表1 四种重金属在培养料（干）中含量

1.4 栽培试验

栽培试验在湖南省食用菌研究所试验场。栽培袋采用长33 cm、宽17 cm的聚丙烯塑料袋，料高12 cm，压紧压平，每袋装料300 g。按照金针菇、杏鲍菇的生长发育要求进行常规发菌出菇管理。

1.5 考察测定内容及方法

1.5.1 菌丝生长速度及生物转化率

待菌丝长至出菇袋肩部后，每隔4 d测一次菌丝长度，到菌丝长至出菇袋底部时结束。菌丝长速（mm/d）=菌丝长度（mm）/生长天数（d）。采收第一潮菇计算生物转化率，生物转化率=第一潮菇鲜重（g）/菌包干重（g）×100%。

1.5.2 重金属检测

1.5.2.1 采样处理

将采集的子实体用保鲜袋封装，送广东省绿色产品认证检测中心检测。

1.5.2.2 样品检测分析方法

4种重金属含量的测定分别参考国家标准检测方法，即GB 5009.12—2017《食品中铅的测定》；GB 5009.15—2014《食品中镉的测定》；GB 5009.17—2014《食品中总汞及有机汞的测定》；GB 5009.11—2014《食品中总砷及无机砷的测定》。每个处理3个重复。

依据《绿色食品食用菌NY/T 749—2012》中食用菌鲜品的重金属限量指标进行比对分析。

1.6 数据处理

采用DPS7.05软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同重金属处理对金针菇和杏鲍菇菌丝生长速度的影响

由表2、表3可见，重金属处理的金针菇菌丝生长速度均比对照慢且与对照相比均存在极显著差异；不同重金属处理间的杏鲍菇菌丝生长速度与对照相比则表现出了一些差异性：如Pb各处理菌丝生长速度均比对照慢，且存在极显著差异；As各处理菌丝生长速度亦比对照慢，但仅处理2和4与对照有极显著差异；Cd处理1-4菌丝生长速度均比对照慢，处理5菌丝生长速度比对照快，各处理与对照不存在显著差异；Hg各处理菌丝生长速度比对照慢，仅处理2和3与对照存在极显著差异。

试验观察发现：虽然添加重金属的菌丝生长速度多数比对照慢，但各重金属的处理2、3菌丝的浓密度优于对照。

对比金针菇与杏鲍菇菌丝生长速度发现：金针菇菌丝的生长受各重金属的影响较大，而杏鲍菇仅受重金属Pb影响较大，其他供试三种重金属对杏鲍菇菌丝生长速度影响较小。由此可见，金针菇、杏鲍菇菌丝对重金属耐受性存在较大的差异。

表2 不同重金属处理金针菇菌丝生长速度

表3 不同重金属处理杏鲍菇菌丝生长速度

2.2 不同重金属处理对金针菇及杏鲍菇生物转化率的影响

由表4可见，重金属Pb各处理中，金针菇的生物转化率最高的是处理3，最低是处理5，杏鲍菇生物转化率最高是处理4，最低是处理1；As各处理，金针菇生物转化率较高的是处理2、3、4，最低是处理5，杏鲍菇较高是处理3、4，最低是处理 1；Cd各处理，金针菇生物转化率较高的是处理2、3、4，最低是处理5，杏鲍菇则没有出现统计学意义上极显著差异的处理，最高的是处理5，最低是处理2；Hg各处理，金针菇生物转化率最高的是处理1、2，最低是处理5，杏鲍菇最高是处理3，最低是处理4。

在4个重金属中，金针菇生物转化率最高的有3个皆出现在处理3中，1个在处理1中；杏鲍菇生物转化率最高的重金属有2个皆出现在处理4中，1个在处理5中，1个在处理3中。可见，金针菇生物转化率最高的处理的重金属浓度要低于杏鲍菇生物转化率最高的处理。

金针菇生物转化率最低的处理都为各重金属的处理5，生物转化率除Hg重金属处理之外均呈现了一个低高低的变化。说明重金属对菌丝生长存在浓度低促生，浓度高抑制现象，但是不同品种，促生和抑制的重金属浓度不同。

表4 不同重金属处理金针菇及杏鲍菇第一潮菇的生物转化率 %

表5 不同重金属处理金针菇及杏鲍菇子实体中重金属元素含量 mg/kg

在供试重金属各处理中，杏鲍菇生物转化率最低有2个均出现在处理1中，有1个在处理2中，还有1个在处理4中。出现此种情况的原因是试验中重金属设置浓度梯度不够，杏鲍菇菌丝生长速度受重金属浓度的影响相对更小，且杏鲍菇生物转化率最高的处理的重金属浓度较高。因此杏鲍菇的生物转化率没有出现金针菇那样低高低变化规律。笔者的其他方面的研究表明，重金属Pb、As、Cd、Hg对菌丝的生长存在一个完全抑制菌丝生长的浓度值。由此推断，杏鲍菇相对于金针菇可能更耐受重金属，或者说重金属对杏鲍菇促生的浓度高于金针菇。

2.3 不同处理金针菇及杏鲍菇子实体的重金属富集情况

由表5可见，子实体中重金属的含量随着培养料中重金属浓度上升而上升，试验中Pb、As的添加质量浓度高于Cd和Hg，而金针菇和杏鲍菇子实体中的Pb、As含量均未超过绿色食品的重金属限量指标，而在金针菇Cd处理4和处理5，杏鲍菇的Cd处理3、4、5，金针菇和杏鲍菇的Hg处理2、3、4、5均超过了绿色食品的限量指标，说明两种菌类的子实体对Cd和Hg富集能力更强。试验中对照金针菇子实体的Pb含量高于处理，可能是因子实体中重金属含量检测的误差引起，需进一步查明。

3 小结与讨论

研究结果表明，4种重金属均对金针菇和杏鲍菇菌丝生长存在不同程度的抑制作用，金针菇的生物转化率除Hg重金属外在处理1-5表现出明显的低高低的变化规律，说明适宜浓度的重金属可以提高菌丝长速。试验中较低质量浓度重金属下，生物转化率有不同程度的提高，因此推断较低质量浓度重金属对金针菇、杏鲍菇菌丝和子实体生长与发育有促进作用，说明菌类对重金属有一定的主动吸收能力。是否可添加某些对人体有益的金属或微量元素，抑制菌类对重金属元素的吸收并促进菌丝的生长，可作为提高菌类子实体中某些特定物质、提高产量及含量的途径，此可作为后续研究的重点。

试验对金针菇和杏鲍菇子实体中重金属检测结果来看，子实体中重金属含量随着培养料中重金属质量浓度上升会有一定程度的升高，同时表现出金针菇和杏鲍菇子实体对Hg和Cd的富集能力远超Pb和As。试验设计主要考虑一般原材料重金属含量正常[11]情况下，子实体中的重金属含量是否超绿色食品标准，因而各重金属的浓度梯度设置不高，未超过2 mg/kg。试验结果表明，试验各处理金针菇和杏鲍菇子实体Pb和As含量均未超标，而Cd和Hg含量均有一些处理超出了绿色食品标准限值。因此，在生产上，需加强对原材料中的Cd和Hg检测，以防止菌类产品中的Cd和Hg超标。