黃背木耳對基質中鉻的富集研究

代曉航,郭靈安,魏 超,陳 鵬

(1.農業部農產品質量安全風險評估實驗室(成都),四川成都 610066; 2.中國煙草總公司四川省公司,四川成都 610041)

我國木耳產量一直位居食用菌生產品種前3位,僅次于平菇、香菇[1]。黃背木耳(Auriculariapolytricha)質地較黑木耳粗硬,但耐嚼,脆滑,厚實,朵形大,已日益受到人們的喜愛,且食、藥兼用,已有研究驗證了其營養及保健功效[2],在市場上以干品和鮮品兩種方式進行銷售。但同時木耳的質量安全也一直是關注的重點,包括農藥殘留、重金屬污染、甲醛污染、二氧化硫污染、含有雜質等不潔物等,其中農殘和重金屬污染問題尤為突出[3]。截止目前已有多篇報道對黃背木耳重金屬殘留進行分析,其中陳黎等對四川3種食用菌中7種重金屬含量測定表明,被檢測食用菌中鉻含量最高,是影響食用菌安全性的最主要因素[4]。另外,盧文蕓在對食用菌重金屬檢測中也提到木耳中鉻超標率高[5]。近期,姜源等對北京市售食用菌的重金屬含量研究則表明鉻含量按照GB2762對蔬菜的限量0.5 mg/kg全部未超標,但研究中未提及木耳種類[6]。而對木耳重金屬殘留的研究一直以來較多集中在鎘、鉛、砷、汞[7-8],鉻相對較少。

本研究旨在通過添加實驗,探討四川地區黃背木耳主栽品種(上海1號和黃耳10號)基質與子實體中鉻的相關性,明確子實體對基質中鉻的富集能力,并對限量指標的設定提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃背木耳 品種為上海1號和黃耳10號，來自四川德陽生產基地；菌包原輔料 鋸末，購自新疆；玉米面、玉米芯、石灰、棉籽殼 均購自四川；水 為四川德陽當地井水；濃硝酸 優級純，西隴化工有限公司；高氯酸 優級純，天津市鑫源化工有限公司；鉻標準儲備液(1000 mg/L) 國家標準物質研究中心；菠菜標樣(GBW10015)和茶葉標樣(GBW10016) 分析時逐級稀釋至所需濃度，均來自地球物理地球化學勘查研究所；實驗用水 為去離子水；硝酸鉻Cr(NO3)3·9H2O 分析純，純度>99.5%,西隴科學股份有限公司。

CEM MarsXpress微波消解儀 CEM公司;NexION300D型電感耦合等離子體質譜儀 美國Perkin Elmer公司;AUY200型分析天平 日本島津公司;EG37B電爐 Leb tech公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 添加實驗 采用常規袋栽技術,在拌料時,先將不同濃度的硝酸鉻分別混勻于井水中,再與栽培料充分拌勻后裝入料袋。

硝酸鉻共5個添加水平,添加濃度分別為0、1、5、10、20 mg/kg每個水平3個重復。兩個品種基質中原輔料組成見表1。

表1 兩個實驗品種基質中原輔料組成Table 1 The composition of cultural media in two varieties

1.2.2 樣品的采集要求 需取以下3類樣品:組成菌包的各原輔料(鋸末、玉米面、玉米芯、石灰、棉籽殼、水)、未接種的菌包2.5 kg/包(滅菌前后均取,包括0添加菌包和各添加水平的菌包3包、子實體(從第一潮始,至達到商品品性要求的黃背木耳,每潮分成3個樣品,不少于3個潮次)。

1.2.3 樣品處理 將食用菌樣品置于電熱恒溫鼓風干燥箱內,60 ℃干燥至恒重,取出自然冷卻,用粉碎機粉碎,過60目篩,將過好篩的樣品裝在封口袋中,于-20 ℃保藏備用。

1.2.4 樣品檢測 參照GB 5009.268-2016[9]和微波消解-電感耦合等離子體-質譜法測定食用菌中鉻[10]含量。準確稱取0.3000 g樣品于微波消解罐中,加入約6 mL濃硝酸,采用CEM MarsXpress微波消解儀消化至溶液澄清透明,消解程序見表2,取出冷卻至室溫;在STG全塑通風吸毒柜內將消化罐內的消化液轉移至三角瓶中,并將其置于電爐上加熱蒸發至約0.5～1 mL。將三角瓶中剩余的消化液轉移至10 mL的容量瓶內,用少量0.5%硝酸溶液淋洗三角瓶壁,并將淋洗液一并轉入容量瓶中,0.5%硝酸溶液定容至刻度,搖勻備用。同時做樣品空白,并將標準貯備液逐級稀釋至1、5、10、50、100 μg/L,繪制標準曲線,詳見表3。同時用標準物質菠菜標樣(GBW10015)和茶葉標樣(GBW10016)進行質控。

表2 微波消解程序參數Table 2 Parameters of microwave digestion procedure

表3 鉻質量數、內標元素及校準曲線Table 3 Linear range and linear regression equation of chrome

1.3 富集系數計算方法

每個品種每個濃度共3潮9個檢測值,算出平均值,除以基質中鉻含量(平均值),得到富集系數,富集系數越高,子實體對基質中鉻的富集能力越強。

1.4 數據處理

所有數據均采用Excel與SPSS 20.0進行差異性分析,顯著水平為p<0.05[11]。

2 結果與討論

2.1 黃背木耳基質中鉻含量分析

兩個品種各原輔料及菌包中鉻含量分析,各輔料中鉻含量見表4,滅菌前后菌包中鉻含量差異性分析見圖1、圖2。

圖1 上海1號基質滅菌前后鉻含量比較Fig.1 Comparison of chromium content before and after sterilization of Shanghai 1注：不同小寫字母表示組內差異顯著(p<0.05)， 相同小寫字母表示組內差異不顯著(p>0.05)，圖2～圖4同。

圖2 黃耳10號基質滅菌前后鉻含量比較Fig.2 Comparison of chromium content before and after sterilization of Huang er 10

表4 兩個實驗品種基質中鉻含量(mg/kg)Table 4 Chrome content of cultural media in two varieties(mg/kg)

從各原輔料中鉻的檢測數據來看,除水以外的所有原料中都有鉻檢出,主要分布在5～11 mg/kg之間,其中玉米芯和鋸末的鉻含量最高。混合裝袋后菌包中鉻含量在9 mg/kg左右(即空白含量)。因此可以認為,食用菌菌包中鉻主要來自原輔料中鋸末和玉米芯。

通過混料后基質即菌包在滅菌前后鉻含量分析表明,由于基質本底值為9 mg/kg,所以5個實驗添加濃度的最終真實濃度為:9、10、14、19、29 mg/kg。從圖1、圖2中可見,兩個品種菌包在滅菌前后鉻含量均無明顯差異(p>0.05),因此,在控制菌包中鉻含量時無需考慮菌包加工方式帶來的影響。

2.2 兩個品種1～3潮次子實體中鉻含量分析

按照樣品采收方法,每潮子實體共采收3次,即每潮次有3個分析數據,每個品種每個濃度采收3潮,將獲得的檢測數據用SPSS軟件進行差異性分析,來比較各潮次子實體對鉻的吸附差異,見圖3、圖4。計算富集系數來反應不同品種及不同初始污染濃度下子實體對基質中鉻的富集能力,見表5。再將兩個品種5個梯度添加的基質和子實體中鉻平均值在Excel中繪制回歸曲線,并得到回歸方程,見圖5。

表5 毛木耳子實體對基質中鉻的富集分析Table 5 Accumulation analysis of chromium on Auricularia polytricha fruiting body from culture media

圖3 各潮次子實體中鉻含量差異分析(上海1號) Fig.3 Analysis on the difference of chromium content in different flushes(Shanghai 1)

圖4 各潮次子實體中鉻含量差異分析(黃耳10號)Fig.4 Analysis on the difference of chromium content in different flushes(Huang er 10)

圖5 黃背木耳子實體中鉻含量回歸分析Fig.5 Regression analysis of chromium content in Auricularia polytricha fruiting body

從表5可以看出,子實體中鉻含量隨基質中鉻含量增加而增加,但增長趨勢隨著基質中鉻含量的增加漸緩,上海1號和黃耳10號子實體對基質的富集系數分別從0.112～0.204,0.087～0.212,基質中鉻為9 mg/kg時,富集系數最高,而基質中鉻含量達29 mg/kg左右時,富集系數最低。兩個品種對鉻的吸附能力相當。因此,黃背木耳子實體對基質中鉻的吸附并非簡單的線性關系,通過圖5對數生長曲線的繪制,得到了回歸方程,上海1號:y=1.3324ln(x)-0.9914,R2=0.9574,黃耳10號回歸方程:y=0.7ln(x)+0.2221,R2=0.9129。圖3中鎘添加濃度為1 mg/kg，圖4中鎘添加濃度分別為5、20 mg/kg時，1～3潮子實體中鉻濃度無明顯差異(p>0.05)；圖3中鎘添加濃度為0、10 mg/kg，圖4中鎘添加濃度分別為1、10 mg/kg時，1、3潮子實體中鉻濃度有顯著差異(p<0.05)，第2潮與1、3潮子實體均無明顯差異(p>0.05)；圖3中鎘添加濃度為5 mg/kg，圖4中鎘添加濃度分別為0時，1、2潮子實體中鉻濃度無顯著差異(p>0.05)，第3潮子實體鉻含量降低，且與前面兩潮差異顯著(p<0.05)；圖3中鎘添加濃度為20 mg/kg時，第1潮子實體鉻含量明顯高于2、3潮，且差異顯著(p<0.05)。因此1～3潮子實體對基質中鉻的富集能力差異規律不明顯。

3 結論

實驗驗證的兩個品種黃背木耳子實體中鉻含量隨基質中鉻含量增加而增加,但增加趨勢隨著基質中鉻含量的增加逐漸減緩,說明子實體能對基質中鉻富集,但富集能力有限。各潮次子實體對基質中鉻的富集差異無明顯規律,這與以往一些針對其他種類食用菌和不同重金屬研究的結果存在較大差異[7,12],這種差異跟食用菌品種、重金屬種類及存在形態等都有關系。

總之,食用菌中重金屬的污染受多方面因素的影響,比如基質、環境,栽培方式和菌種等,但基質一直以來都是備受觀注的主要污染源。通過人為添加實驗來研究食用菌子實體對基質中重金屬的富集有一定的局限性,比如添加的游離態重金屬通常比實際基質中結合態的重金屬更易被吸收。但考慮到風險最大化原則,可以用該方法作為風險評估的依據和支撐[13]。在GB2762-2017[14]中暫無木耳類食用菌中鉻限量要求,建議增加限量標準,且明確干品或鮮

品。本次研究得到的回歸方程可為限量標準的制訂提供技術支撐。

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