安徽东至县主要栽培食（药）用菌重金属调查分析*

余宜武，王敦旗，肖青青，陈 群**，廖 红，任雪晴，杜军华

（1.合肥学院生物与环境工程系，安徽 合肥 230601；2.安徽国泰众信检测技术有限公司，安徽 合肥230011；3.东至县种植业管理局，安徽 池州 247200；4.青海师范大学生命科学学院，青海 西宁 810008）

20世纪以来，我国食（药）用菌产量与产值呈直线上升趋势，特别近3年一直保持稳中有升的态势，中国食用菌协会新颁布统计数据显示，2017年产量3 712万吨，产值2 721多亿[1]。由于食（药）用菌富含多糖等带负电荷的高分子物质，具有一定吸附金属离子的能力，因此其中对人体健康有较大影响的重金属的含量问题备受关注[2]。早期调查结果表明，食（药）用菌所含重金属总体上达标，且由于受到栽培基质和人工管理的影响，人工栽培食（药）用菌较野生菌更安全，野生菌重金属超标比例高于人工栽培产品[3-6]。安徽是我国食（药）用菌产业大省之一，但鲜见关于当地食（药）用菌农残安全的报道[7]。东至县位居安徽省西南门户，有较强的皖南山区地域代表性，是全国黑木耳生产基地、安徽省食（药）用菌生产大县[8]。栽培品种主要为黑木耳、灵芝和香菇，年产值突破3亿元[9]。通过在东至县葛公、尧渡、洋湖、龙泉4个镇，采用实地随机抽样的方式采集灵芝、黑木耳和香菇样本共62个，分别测定其铅（Pb）、砷 （As）、镉 （Cd）、汞（Hg）和硒（Se） 含量，旨在为安徽省食（药） 用菌安全生产提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

样品采集时间为2018年3月至8月，采集方式以走访栽培户实地采集干制品为主，于东至县农贸市场采集鲜品为辅，鲜品采集后立即烘干保存。本研究共采集样品62份，其中灵芝（Ganoderma lingzhi）22份，黑木耳（Auricularia heimuer）和香菇（Lentinula edodes）各20份，样品中灵芝全部为段木栽培，黑木耳和香菇少量为段木栽培，多数为袋料栽培。

1.2 仪器与试剂

AFS-933原子荧光分光光度计，北京吉天仪器有限公司；iCAP-Q电感耦合等离子体质谱仪，赛默飞世尔科技（中国）有限公司；ATX224电子天平，岛津企业管理（中国）有限公司；H6012B TANKBASIC高压密闭微波消解系统，上海新仪微波化学科技有限公司；SH420恒温赶酸仪，济南海能仪器股份有限公司；FST-TOP-221超纯水仪，上海富诗特仪器设备有限公司。

汞标准品，中国计量科学研究院产品，编号：GBW08617，批号：17031，浓度：1 000 μg·mL-1；铅标准品，中国计量科学研究院产品，编号：GBW08619，批号：16063，浓度：1 000 μg·mL-1；镉标准品，国家有色金属及电子材料分析测试中心国标检验认证有限公司产品，编号：GSB 04-1721-2004，批号：169026-1，浓度：1 000 μg·mL-1；砷标准品，国家有色金属及电子材料分析测试中心国标检验认证有限公司产品，编号：GSB 04-1714-2004，批号：16A005-3，浓度：1 000 μg·mL-1；硒标准品，国家有色金属及电子材料分析测试中心国标检验认证有限公司产品，编号：GSB 04-1751-2004，批号：168042-2，浓度：1 000 μg·mL-1；盐酸、硝酸和高氯酸，均为优级纯。

1.3 方法

1.3.1 检测方法

汞元素测定试验严格按照GB 5009.17-2014《食品安全国家标准食品中总汞及有机汞的测定》[10]规定的操作步骤执行。保持菇盖、菇柄自然比例，烘干至恒重后高速粉碎均匀，四分法取至少100 g样品。精密称取1.000 g样品置于聚四氟乙烯内罐中，加入5 mL硝酸，加盖放置1 h，放入微波消解系统消解试样。冷却后取出消解罐，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，放在恒温赶酸仪中，于80℃加热5 min赶去棕色气体。冷却至常温后，将消化液转移至25 mL塑料容量瓶中，用少量水分3次洗涤内罐，用一级水定容至刻度，混匀备用，同时设置空白对照。设定光电倍增管负高压：240 V；汞空心阴极灯电流：30 mA；原子化器温度：300℃；载气流速：500 mL·min-1；屏蔽气流速：1 000 mL·min-1。根据标准曲线计算待测液中汞元素的浓度。

其他金属元素测定严格按照GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》[11]规定的操作步骤执行。保持菇盖、菇柄自然比例，烘干至恒重后高速粉碎均匀，四分法取至少100 g样品。精密称取1.000 g样品置于聚四氟乙烯内罐中，加入5 mL硝酸，加盖放置1 h，放入微波消解系统消解试样。冷却后取出消解罐，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，放在恒温赶酸仪中，于100℃加热30 min赶去棕色气体。冷却至常温后，将消化液转移至25 mL容量瓶中，用一级水定容至刻度，混匀备用，同时设置空白对照。最后将试样溶液注入电感耦合等离子体质谱仪中，根据标准曲线计算待测液中相应元素的浓度。

1.3.2 质量控制

所有检测样品均进行平行样、空白样测定，同时检测标准物质；在测定过程中每测定30份样品做1个标准溶液回读，同时监测内标漂移。标准溶液回读和内标漂移变化不超过20%，认为仪器稳定。

1.3.3 评价标准

按GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》[12]、GB 1903.22-2016《食品安全国家标准食品营养强化剂富硒食用菌粉》[13]和DBS 42/002-2014《食品安全地方标准富有机硒食品硒含量要求》[14]进行评价。

1.4 统计学分析

采用 IBM SPSS（statistical product and service solutions，SPSS） Statistics软件（Ver.22） 对数据进行整理分析。

2 结果与分析

2.1 重金属含量总体情况

62份样品包括灵芝22份和黑木耳、香菇各20份，重金属含量统计见表1。

表1 62份食（药）用菌样品重金属含量概况Tab.1 General situation of heavy metal contents in 62 samples of the edible and medicinal fungi

由表1可知，样品中铅、砷、镉和汞含量均远低于国家限量标准GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量规定的限量》。62份样品中有23份试样中检出硒，有效检出率为37.1%，根据GB 1903.22-2016《食品安全国家标准食品营养强化剂富硒食用菌粉》和DBS 42/002-2014《食品安全地方标准富有机硒食品硒含量要求》，检测出硒的样品均未达到富硒农产品等级，因此下文未将硒的数据纳入方差分析内容。

2.2 对数据的箱线图分析与处理

从表1可以看出，62份样品中重金属含量变异范围较宽，不能通过方差齐性检验，因此采用箱线图排除异常值。剔除异常值后的重金属含量箱线图见图1～图3，箱线图清晰显示所采集样本检测数据的正态分布趋势。

由图1～图3可知，灵芝组数据最整齐，黑木耳组次之，香菇组数据最不整齐，但也勉强通过方差齐性检验。其中原因是灵芝检测样品全部来自东至县生产基地，黑木耳当地生产基地采样占比83.1%，而香菇当地基地采样仅占46.4%，大部分在东至县农贸市场采样。农贸市场所采集样品的生产地无法溯源，采集到东至县以外基地生产的样品可能性较大。

图1 灵芝重金属含量的箱线图Fig.1 Box diagram of heavy metal contents in Ganoderma lingzhi

图2 黑木耳重金属含量的箱线图Fig.2 Box diagram of heavy metal contents in Auricularia heimuer

图3 香菇重金属含量的箱线图Fig.3 Box diagram of heavy metal contents in Lentinula edodes

2.3 单因素方差分析

以砷、镉、铅和汞4种重金属种类作为自变量，以重金属含量作为因变量，进行单因素方差分析。灵芝、黑木耳和香菇的4种重金属含量平均数间均存在显著差异（P＜0.001），见表2。

表2 重金属含量单因素方差分析结果Tab.2 Single factor ANOVA analysis of heavy metal contents

应用S-N-K法对平均数进行两两比较分析，表2结果表明，灵芝镉和汞之间差异不显著，但分别与砷、铅三者之间差异显著（P＜0.05）；黑木耳砷、镉、汞三者之间无显著差异，但三者均与铅有显著差异（P＜0.05）；香菇砷和铅之间、镉和汞之间无显著差异，但砷、铅与镉、汞之间存在显著差异（P＜0.05）。

2.4 两因素方差分析

以砷、镉等重金属种类作为一个影响因子，以灵芝、黑木耳等食（药）用菌种类作为另一个影响因子，以重金属含量作为因变量，进行两因素方差分析，分析结果见表3。

表3 重金属含量两因素方差分析结果（R2=0.862）Tab.3 ANOVA analysis of two factors of heavy metal contents(R2=0.862)

从表3可以看出，重金属种类和食（药）用菌种类两因素对于重金属含量均有显著影响（P＜0.001），且两者间存在交互作用（P＜0.001）。3种食（药）用菌重金属含量均值图见图4。

图4 3种食（药）用菌重金属含量均值图Fig.4 Mean values of heavy metal contents in the 3 kinds of edible and medicinal fungi

由图4可知，以重金属种类为横坐标、重金属含量作纵坐标，将去除异常值后的灵芝、黑木耳和香菇重金属含量均值的3条折线图画在同一张图上。3条折线图大幅度穿插说明两因素交互作用十分显著，与表3结果一致。灵芝、香菇折线图走势的高度一致，表明二者对砷、镉、铅和汞的吸附特性非常相似，而黑木耳表现出显著差异，尤其对铅有相对高的吸附特性。

3 小结

食（药）用菌吸附重金属的机制主要有生物吸附和主动吸收2种作用方式，存在细胞膜载体和通道竞争[2，15，16]。不同研究工作报道的食（药） 用菌重金属含量相差较大说明其含量与栽培料及土壤中的重金属含量、酸碱度、有机质甚至空气污染等因素密切相关[6，7，17，18]。东至县栽培的食 （药） 用菌重金属含量远低于国家相关标准限量，与当地土壤、水、空气和就地取材的栽培料有关，说明安徽省东至县自然生态优势得天独厚，适宜大规模栽培食（药）用菌。

食（药）用菌吸附重金属的能力与其自身因素也相关，如菌丝体、子实体形态特征、糖蛋白分子结构、降解栽培料的方式和能力等[9]，因此大部分食（药）用菌品种对环境重金属吸收敏感度不同，表现出不同品种对同种重金属的吸附能力不同，相同品种对不同重金属的吸附能力也有较大差异[19]。通过两因素方差分析结果说明重金属种类、食（药）用菌种类对食（药）用菌重金属吸附行为均具有显著影响，且二者间存在强烈交互作用。食（药）用菌吸附重金属的内在机理值得进一步深入研究。

硒是人体必需的微量元素，食（药）用菌由于富含多糖、蛋白等带负电荷的高分子物质，对包括硒、锗在内的金属类阳离子吸附能力相对较强，且吸附过程中阳离子间有拮抗作用，因此，栽培富硒、富锗食（药）用菌是提高附加值的一项重要手段[20]。在自然环境中，硒是一个活泼、易迁移，既易分散也会在某种情况下高度富集的元素，它在环境中的分布是不均匀的[21]。62份样品中硒的有效检出率为37.1%，其中1份来自葛公的香菇样品含硒量最高，为0.797 mg·kg-1，说明东至县硒资源分布的不均匀性。因此，调查东至县硒资源分布规律，查找合适富硒栽培料和富硒土壤，发展具有东至特色的富硒食（药）用菌栽培技术将具有广阔前景。