贵州省栽培食用菌重金属含量的测定及健康风险评价

饶书恺，邱树毅，谢锋

1(贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳，550025)2(贵州省分析测试研究院，贵州 贵阳，550014)

食用菌是一类子实体硕大、可以食用的蕈菌。其美味营养，富含多种维生素、微量元素及多糖、活性多肽、核苷类和三萜类等多种活性功能物质，对维护人体健康有很大的作用[1]，虽然食用菌含有多种营养成分，但对重金属的蓄积能力也很强[2]，其重金属含量通常高于蔬菜粮食等植物产品。因此，许多国内外学者也对食用菌中各种重金属含量进行了测定和评价[3-11]。结果表明，很多国家及地区的各类食用菌中重金属都存在一定程度的超标，并且不同种类的食用菌对重金属的蓄积能力也有很大差异。

近年来，随着我国农业供给侧结构调整，食用菌产业发展迅速，2017年中国食用菌产量达3 800万t，占全球产量75%。贵州山清水秀，环境条件好，气候条件适宜多种特色珍稀食用菌生产。贵州将食用菌产业列为农村产业结构调整、脱贫攻坚的“五大”发展产业，食用菌产业也得到长足发展。2018年全省食用菌种植规模达1.33万km2，产量达90万t，产值102亿元[12]。目前，对贵州省主要栽培食用菌中重金属元素的测定与健康风险评价的研究依然较少。因此，对贵州省大宗及特色食用菌重金属含量进行测定，实时了解贵州省主要食用菌中重金属的污染水平，对膳食摄入所带来的健康风险隐患进行评价，为掌握贵州省食用菌质量安全现状，指导食用菌安全生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

硝酸、双氧水、氢氧化钾、硼氢化钾均为优级纯，国药集团化学试剂有限公司；铅、砷、汞、镉、铬标准溶液(1 000 μg/mL)，国家有色金属及电子材料分析测试中心。

1.2 仪器与设备

AFS-230E原子荧光分光光度计，北京海光仪器有限公司；Agilent 7800电感耦合等离子体质谱仪(inductively coupled plasma massspectrometry，ICP-MS)，安捷伦科技有限公司；LT2002电子天平，天量仪器有限责任公司；T660微波消解仪，北京莱伯泰科仪器股份有限公司。

1.3 样品采集

在贵州省黔西南州，遵义市和毕节市62家种植食用菌的企业中，分别采集336批次食用菌鲜品，其中香菇135批次，平菇43批次，木耳37批次，羊肚菌59批次，竹荪62批次；具体采集方案见表1。

表1 食用菌采集地区信息Table 1 Information on the collection area of edible fungi

食用菌采集方法：在采样点地块内视不同情况采用棋盘法、梅花点法、对角线法、蛇形法等取整个食用菌子实体，至少12个个体进行多点取样，然后等量混匀组成1个混合样品，采集质量≥1 kg；将采集的食用菌样品装入样品袋，置于保温箱中运送至实验室。

1.4 样品制备

将采集的食用菌鲜品经除杂、清洗、匀浆后装入样品袋待测。

1.5 检测方法

依据GB 5009.268—2016和GB 5009.17—2014等国家标准对重金属镉、汞、铅、砷、铬进行测定；食用菌中重金属判定依据参照GB 2762—2017，食用菌中重金属的检出限、限量值、检测依据等信息见表2。

表2 食用菌样品重金属检测方法及判定依据Table 2 Heavy metal detection method and judgment basis of edible fungus samples

1.6 食用菌重金属污染评价方法

1.6.1 内梅罗综合污染指数法

本实验采用单项因子污染指数法评价食用菌中单一重金属的污染，如公式(1)所示：

(1)

式中：Pi为重金属的单项污染指数，反映食用菌中重金属的污染程度；Ci为重金属样品含量；Si为重金属限量值。

综合指数值计算如公式(2)所示：

(2)

内梅罗综合指数的分级标准为：P≤0.7时污染等级为安全等级，0.75时污染等级为严重污染[13]。

1.6.2 目标危害系数法

采用目标危害系数法(target hazard quotients，THQ)评价食用菌产生的单一重金属膳食暴露风险。其计算方法如公式(3)所示：

(3)

公式(3)各参数名称及取值见表3[14-17]。

表3 栽培食用菌THQ值计算参数取值Table 3 Cultivated edible fungus THQ calculation parameter value

该方法假定人体摄入的污染物被完全吸收，评估人体摄入污染物剂量与参考剂量之比， THQ<1，则说明食用菌对暴露人群没有明显的膳食摄入健康风险；如果THQ>1，则说明相关暴露人群有膳食摄入健康风险。THQ值越高，相关暴露人群有膳食摄入健康风险就越大[18]。

采用总目标危害系数(total target hazard quotient, TTHQ)评价多种重金属膳食暴露风险。计算方法如公式(4)所示：

(4)

式中：TTHQ为多种重金属的目标危害系数，其值为多种重金属THQ之和。如果TTHQ≤1.0，则表明食用菌对暴露人群没有明显的健康风险；1.0

2 结果与分析

2.1 食用菌中5种重金属含量及污染评价

对贵州省5种食用菌共336份样品中镉、铅、砷、汞、铬重金属含量进行分析，结果如表4所示，超标食用菌分布地区如表5所示。

表4 不同食用菌中重金属含量结果Table 4 Results of heavy metal content in different edible fungi

参照GB 2762—2017中重金属限量值进行判定，计算得到铅、砷、镉、铬、汞5种重金属的超标率分别为0.0%、0.59%、11.0%、0.29%、2.08%。由表5可知，各地区均有食用菌样品超标，且超标的3种食用菌来自于不同的地区。其中羊肚菌中镉的超标率高于其他食用菌及重金属，且3个地区羊肚菌中重金属超标率均较高。由此可见，食用菌中重金属超标的现象并非个例，需要引起食用菌产业的重视及关注。

表5 超标食用菌样品地区分布Table 5 Regional distribution of over-standard edible fungi samples

由表4可知，不同食用菌中不同类型重金属的含量差异很大。食用菌中平均镉含量为羊肚菌>香菇>竹荪>平菇>木耳，平均铅含量为香菇>木耳>羊肚菌>竹荪>平菇，平均砷含量为平菇>竹荪>木耳>香菇>羊肚菌，平均汞含量为竹荪>平菇>香菇>木耳>羊肚菌，平均铬含量为羊肚菌>木耳>平菇>香菇>竹荪。不同的食用菌在富集相同类型的重金属方面具有明显的差异。如羊肚菌与香菇中镉的含量较高，竹荪中汞的含量较高。不同食用菌积累重金属的能力差别较大，这可能与菌种富集重金属的能力以及生长环境等因素有关[20]。另外，不同食用菌中5种重金属的平均含量差异较大。其中，羊肚菌中的镉含量较其他食用菌高，竹荪中汞含量明显高于其他食用菌。

另外，同一种食用菌中各种重金属含量差异也很大，如香菇中镉含量较高，羊肚菌中镉和铬含量较高等，同时从变异系数上看，羊肚菌中重金属的变异系数均较高，香菇中铅、镉变异系数较高，这表明食用菌中重金属的积累不仅与食用菌品种有关，而且还受种植技术，环境条件和种植材料等因素的影响。另外，实验发现砷与镉的含量变异系数较高，说明食用菌中重金属砷元素与镉元素受外源因子干扰影响较大。

2.2 食用菌重金属污染状况评价

采用内梅罗综合污染指数法评估食用菌的污染状况，结果如表6所示。

表6 五种食用菌污染指数Table 6 Five kinds of edible fungi pollution index

由表6可知，5种食用菌中重金属的单因子污染指数基本上处于安全级别，无食用风险。但羊肚菌中镉污染指数较高(PMAXi2.38)，达到中度污染等级，同时其综合因子污染指数为1.73，达到轻度污染等级。其他4种食用菌均属于安全等级(P<1)。综上可知，羊肚菌中镉积累水平相对较高，应重点关注其中镉含量的安全控制。

2.3 食用菌途径摄入重金属的人体健康风险评价

本研究计算了THQ、TTHQ，以调查贵州省5种食用菌的饮食摄入风险及人体健康风险评价。目标危害系数结果见表7。

表7 食用菌中重金属健康风险评价Table 7 Health risk assessment of heavy metals in edible fungi

由表7可知，5种食用菌单一重金属THQ值大部分都小于1，但羊肚菌镉的THQ值略高，为1.283，相关暴露人群具有一定的膳食摄入健康风险。以上研究结果表明，食用羊肚菌存在一定的镉摄入风险，应引起相关关注，但食用其他4种食用菌没有明显的健康风险。

从多种重金属的复合风险评价TTHQ值的分析结果可以看出，香菇、平菇、木耳3种食用菌的TTHQ值<1.00，表明其没有明显的重金属健康风险；羊肚菌和竹荪2种食用菌的TTHQ值>1.00，表明从多种重金属的复合风险来看，这2种食用菌存在一定的重金属膳食摄入风险，因此多种重金属复合污染导致的潜在健康风险不容忽视。由此可见，食用菌的重金属含量情况应引起重视，并应加强生产监管，以期降低重金属膳食摄入风险[19]。

3 结论与讨论

本研究对采集自贵州省内5个品种食用菌样品的重金属铅、镉、砷、铬、汞进行了测定，贵州省食用菌总体上处于安全水平，大部分食用菌中重金属含量均低于国家标准中安全限量值，但相对来说镉的安全问题较其他元素严重。铅、砷、镉、铬、汞5种重金属的超标率分别为0.0%、0.59%、11.0%、0.29%、2.08%。且超标菌均来自于不同地区。5个品种食用菌重金属含量的差异较大。

本研究评价了食用菌中重金属的污染状况及其健康暴露风险。其中羊肚菌中镉污染指数较高，达到中度污染级别，同时其综合因子污染指数达到轻度污染级别，因此羊肚菌存在一定的食用风险，应引起重视。其他4种食用菌均属于安全等级。食用菌中THQ计算结果表明，5种食用菌单一重金属THQ值大部分都小于1，但羊肚菌镉的THQ值为1.283，相关暴露人群具有一定的膳食摄入健康风险。香菇、平菇、木耳3种食用菌的重金属膳食摄入风险较低；羊肚菌和竹荪2种食用菌的TTHQ值>1.00，表明从多种重金属的复合风险来看，这2种食用菌存在一定的重金属膳食摄入风险。

监测贵州省食用菌重金属含量水平不仅可以有效监管并科学引导百姓安全消费，还为掌握贵州省食用菌质量安全现状，指导食用菌安全生产提供了重要的参考依据。