培养条件及外源添加物对香菇菌丝体及子实体镉含量的影响

摘要 为探求抑制香菇镉富集的方法，开发镉污染防控技术，设置实验室菌丝培养和大棚袋式栽培2 个阶段试验，分析培养条件及外源添加物对香菇菌丝及子实体中镉含量的影响。结果显示，在温度10～30 ℃范围内随着培养温度升高，菌丝镉含量呈现先上升后平稳的趋势；在pH 4～8 范围内随着培养基pH 值升高，菌丝镉含量呈现先上升后下降的趋势；在含镉的液体培养基中分别添加5 mmol/L Ca（NO3）2、KNO3和 Mg（NO3）2 ，发现Mg2+能明显抑制菌丝对镉的富集；随着香菇子实体发育成熟，镉含量逐渐降低，不同部位镉含量呈现菌褶gt;菌盖gt;菌柄；在培养料中分别添加硫酸镁、硫酸锌、活性炭和沸石，发现添加50 mg/kg 硫酸镁、60 mg/kg 硝酸锌和2.5% 活性炭，能使子实体镉含量下降42.8%、46.9% 和50.3%。上述研究表明，培养条件和外源添加物对香菇菌丝体和子实体镉含量具有一定的影响，可通过外源添加物抑制香菇对镉的富集作用。

关键词 香菇； 镉； 温度； 金属阳离子

中图分类号 S646.1+2 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2024）02-0109-05

香菇（Lentinula edodes）营养丰富、味道鲜美，具有特殊香味，兼具食用和药用价值。镉是对人体有害的重金属之一，前人研究发现香菇对环境中镉存在一定的富集作用［1-2］，有时会导致香菇镉含量超标［3-4］。随着人们生活水平的提高，农产品质量安全越来越受到重视。香菇镉超标不仅影响了香菇出口贸易，制约香菇产业发展，对消费者健康也造成了威胁［5-6］。笔者研究了培养条件和外源添加物对香菇菌丝及子实体镉含量的影响，分析了香菇镉富集的规律，旨在探求抑制香菇镉富集的方法，为研发香菇镉污染防控技术奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试菌株和栽培料配方

香菇栽培品种：“秋栽7 号”，保存于华中农业大学菌种实验中心。

香菇栽培料配方：木屑78%、麸皮20%、石膏2%、含水量60% 左右。

PDA 固体培养基：马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂20 g、加水定容至1 L，自然pH。

麦芽浸膏液体培养基：麦芽浸膏20 g、酵母浸膏1 g、蛋白胨1 g、葡萄糖20 g，加水定容至1 L，自然pH。

1.2 不同温度和pH值下香菇菌丝镉含量测定

参照笔者所在课题组前期获得的1 mg/kg 镉即能较为明显地影响香菇菌丝生长的试验结果［6］，制备含1 mg/kg 镉的PDA 固体培养基，将高压灭菌后的培养基均匀分装到培养皿中，冷却后铺上玻璃纸，再接种菌丝块。将培养皿分别放置于10、15、20、25 和30 ℃的恒温箱中培养，5 次重复，25 d 后收集菌丝并检测镉含量。

采用与上述相同的方法，制备pH 值分别为4、5、6、7、8 的PDA 培养基并接种菌丝块。培养皿分别放置于25 ℃培养，5 次重复， 25 d 后收集菌丝并检测镉含量。

1.3 外源金属离子处理下香菇菌丝镉含量测定

在麦芽浸膏液体培养基中，分别添加终质量浓度为0、0.5、1.0、5.0 和10 mg/L 的镉离子。对照组不添加试验物质，处理组分别添加终浓度为5 mmol/L的Ca（NO3）2、KNO3 和 Mg（NO3）2。每组3 个重复，25 ℃避光静置培养15 d，去离子水冲洗，收集菌丝并检测镉含量。

1.4 子实体不同发育阶段的镉含量分析

试验在湖北省随州三里岗镇食用菌栽培基地进行。采集同一批秋季层架栽培试验中生长的香菇子实体，生长发育阶段划分为：j1（菌盖和菌柄未分化，菌盖直径lt;1 cm）、j2（菌盖和菌柄开始分化，菌盖直径1～3 cm）、j3（菌盖和菌柄已分化，但菌盖未开伞，直径4～6 cm）、j4（菌盖部分开伞，菌盖直径7～9 cm）和j5 阶段（菌盖完全开伞，直径gt;9 cm），分别检测镉含量。

1.5 子实体不同部位的镉含量分析

采集子实体发育处于上述j4 阶段的商品菇，洗净，去菇脚，自然晾干，用解剖刀分为菌盖、菌柄和菌褶，分别检测镉含量。

1.6 栽培料中外源添加物对香菇子实体镉含量的影响

香菇栽培采用随州本地秋季层架栽培管理方式。栽培料配方为木屑36 kg、麸皮8.6 kg、石膏0.86 kg，自来水适量，22 cm×60 cm 聚乙烯菌袋装料，共50 袋。在上述栽培料配方中，分别添加不同浓度的硫酸镁、硫酸锌、沸石和活性炭（见表1），设空白对照。参考前人研究，仅分析统计第一潮子实体的镉含量［7］。

1.7 镉含量检测与数据统计分析

称取约200 g 香菇子实体样品，去掉菌柄基部约0.5 cm，蒸馏水洗净，自然晾干，55 ℃烘干至恒质量。粉碎后过孔径0.18 mm 筛，保存于干燥器中。菌丝烘干磨碎，保存于干燥器中。依照《GB 5009.15-2014食品安全国家标准 食品中镉的测定》，石墨炉原子吸收光谱法测定镉含量。

试验数据采用IBM SPSS Statistics 软件进行统计分析。数据均以Mean±SD 表示，以方差分析Duncan’s比较各组间参数差异，以Plt;0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 温度对香菇菌丝镉含量的影响

在10～30 ℃香菇菌丝镉含量随温度升高而呈上升趋势。在10 ℃条件下，菌丝吸附量仅为1.3 mg/kg，25 ℃ 时吸附量达到最高点2.9 mg/kg，在25～30 ℃时菌丝镉含量趋于平稳（图1）。

2.2 pH值对香菇菌丝镉含量的影响

pH 4～8 范围内，随着pH 值上升菌丝镉的吸收量呈先升后降。pH 为4 时菌丝镉含量最低；当pH 为6～7 时菌丝镉含量达到最高含量5.8 mg/kg，且与其他处理存在显著性差异。当pH 值为8 时，菌丝镉含量下降（图2）。

2.3 不同的金属离子对香菇菌丝镉含量的影响

当镉质量浓度为0.5、1.0、5.0、10 mg/L 时，Mg2+使香菇菌丝中镉含量分别下降9.5%、20.0%、10.5%、33.9%；添加Ca2+对菌丝中镉含量没有产生明显影响；添加K+时，当镉质量浓度为5.0 mg/L 时，反而提高了菌丝中镉含量，对抑制菌丝镉富集没有作用（图3）。

2.4 香菇不同生长发育阶段子实体镉含量

香菇不同生长发育阶段子实体镉含量在0.67～1.05 mg/kg。随子实体逐渐成熟镉含量均呈递减趋势，即j1gt; j2gt; j3gt; j4gt; j5（图4）。

2.5 香菇子实体不同部位的镉含量

香菇j4 期子实体不同部位的镉含量在 0.22～1.21 mg/kg，菌褶、菌盖和菌柄之间镉含量存在显著性差异（Plt;0.05），且菌褶gt;菌盖gt;菌柄（图5）。

2.6 外源添加物对子实体镉含量的影响

在第一潮菇中，采收达到采收期的商品菇进行镉含量测定。分析表明，添加50 和150 mg/kg硫酸镁分别使香菇子实体镉含量显著下降了42.8%和37.6%；添加40、50 和60 mg/kg 硫酸锌分别使香菇子实体镉含量显著下降了35.1%、37.5% 和46.9%；添加沸石粉使香菇镉含量有一定幅度降低，但未达到显著水平；添加1.5% 和2.5% 活性炭分别使香菇子实体镉含量显著下降27.2% 和50.3%（图6）。

3 讨论

3.1 温度和pH对菌丝镉含量的影响

本研究中，随着温度的升高菌丝镉含量呈先上升后平稳的趋势，原因可能是温度在一定程度上对香菇菌丝吸附镉有促进作用，该结果与吕明姬等［8］对牛肝菌的研究一致，这是由于菌丝吸附重金属镉是一个吸热的过程，温度高有利于此过程的进行，因此，适度地降低菌丝生长温度有助于降低菌丝重金属镉的含量［9］。而随着pH 的升高菌丝镉含量呈先上升后下降的趋势，原因可能是pH 越低，香菇菌丝表面由于水合氢离子的作用使得整个菌丝表面呈现正电荷，排斥环境中的镉离子，阻止菌丝对重金属镉的吸附，当环境呈现碱性时，促进金属离子与细胞壁的官能团结合，沉淀在细胞表面［10］。

3.2 不同金属离子对香菇菌丝镉含量的影响

李三暑等［11］在进行姬松茸（A. blazei）菌丝液体培养时，发现在Cd2+、P 和Ca2+中任何一种元素进入菌丝体的量增加时，另外2 种将会减少。贾彦［4］发现金针菇培养基中锌浓度增加会减少子实体镉的含量。乔鑫等［12］发现在液体培养基中添加适量Zn2+可有效抑制香菇菌丝对镉的吸附。本试验中，Mg2+对抑制香菇菌丝吸附镉有明显作用，而Ca2+和K+没有明显抑制作用。不同金属阳离子对镉吸附的影响并不一致，可能与金属阳离子的特性、浓度及离子进入细胞的方式有关，表明环境中特定金属阳离子会影响香菇菌丝对镉的吸附。

3.3 香菇子实体不同发育阶段和部位镉含量

Kalač 等［13］认为食用菌子实体镉含量的差异是由菌丝体菌龄或者干物质稀释作用引起的。本研究发现香菇子实体越成熟镉含量越低，推测子实体形成时菌丝已将镉吸附转运至原基中，随着子实体生长，干物质积累，使得镉离子被逐渐稀释。

Thomet 等［14］发现野生食用菌大孢蘑菇（Agari⁃cus macrosporus）不同部位镉含量呈现菌褶gt;菌盖gt;菌柄，而Seeger［15］发现A. aestiralis 菌褶中镉含量最低。本研究发现香菇镉含量的顺序为菌褶gt;菌盖gt;菌柄，这种不同食用菌镉分布的差异可能与镉离子转运机制有关。

3.4 外源添加物对子实体镉含量的影响

参考前人研究报道［16-17］和前期试验结果，本研究将硫酸镁、硫酸锌、沸石和活性炭添加到香菇栽培料中，结果表明一定浓度的硫酸镁、硫酸锌和活性炭能明显降低香菇子实体镉的含量。金属Mg2+ 和Zn2+与Cd2+在香菇菌丝表面可能存在竞争性吸附，而活性炭的作用可能与其对镉离子的吸附有关。其中低含量Mg2+的效果好于高含量，表明Mg2+对抑制香菇镉富集有一定作用，但过高浓度的Mg2+抑制效果会变差，原因是Mg2+作用在50 mg/kg 左右即可达到饱和；添加沸石使香菇镉含量有一定幅度降低，但未达到显著水平，可能与试验误差有关。

以上结果表明，在栽培料中添加一定浓度的外源物质，抑制香菇对镉的富集，提高产品品质，是值得探索的技术路径。

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（责任编辑：边书京）