四種重金屬對食用菌菌絲生長及子實體富集量影響

熊曉斌 吳 芳 黃曉輝

（湖南省食用菌研究所，湖南長沙410013）

食用菌營養豐富，風味獨特，被公認為“健康食品”。然而，研究發現食用菌對重金屬有較強的富集能力，其富集重金屬的種類和數量遠超一般綠色植物[1-4]。重金屬通過食物進入人體，又不能輕易被排出，累積到一定的量，就會對人體健康造成損害[5]。我國是全球食用菌的生產和消費大國，食用菌逐漸成為人們餐桌上一道不可缺少的美味。然而，由于工業發展導致的空氣、水源、土壤等重金屬污染造成農林作物重金屬及農殘超標，由此可能帶來食用菌產品質量安全的問題[6]。近年來，幾種主要重金屬元素在食用菌栽培過程中的遷徙特性有報道，謝福泉等的研究表明茶樹菇對鉛、鎘、汞、砷等4種有害重金屬的富集能力依次為汞＞鎘＞砷＞鉛[7]；余紅英等[8]研究發現不同品種食用菌耐受重金屬的種類和最大濃度均有差異，并且子實體不同部位的重金屬富集量亦有不同；江玉姬等[9]研究發現金針菇子實體對Hg的富集能力很強，與吳慶其等[10]的研究基本一致。筆者選擇工廠化栽培的杏鮑菇和金針菇為供試食用菌，在其培養料中添加鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）四種重金屬，并設置不同濃度梯度。考察不同種類重金屬及其不同濃度梯度對供試食用菌菌絲生長發育、生物轉化率及子實體重金屬含量的影響，為食用菌安全生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試食用菌菌株

金針菇Fammulina velutipes（F21）、杏鮑菇Pleurotus eryngii（湘杏98），由湖南省食用菌研究所菌種保藏中心提供。

1.2 供試培養料

金針菇培養料配方：玉米芯33 kg，木屑33 kg，麩皮30 kg，玉米粉3 kg，石膏粉1 kg；杏鮑菇培養料配方：玉米芯 50 kg，木屑 30 kg，麩皮 16 kg，豆粕粉3 kg，石灰粉1 kg。

重金屬試劑：鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）標準溶液（濃度為1000 mg/L），購買自中國標樣部。

1.3 重金屬試驗設計

重金屬溶液先配成100 mg/L的母液。配置培養料時，先將重金屬溶液與水混合均勻，然后與栽培基質混合均勻裝袋。Pb、As、Hg、Cd四種重金屬在培養料（干料）的最終質量濃度見表1。每種重金屬設置5個濃度梯度，在相同的條件下，不添加重金屬的栽培料為對照處理，每種重金屬的每個濃度梯度作為一個處理，即每個食用菌品種有21個處理，每個處理5個重復。

表1 四種重金屬在培養料（干）中含量

1.4 栽培試驗

栽培試驗在湖南省食用菌研究所試驗場。栽培袋采用長33 cm、寬17 cm的聚丙烯塑料袋，料高12 cm，壓緊壓平，每袋裝料300 g。按照金針菇、杏鮑菇的生長發育要求進行常規發菌出菇管理。

1.5 考察測定內容及方法

1.5.1 菌絲生長速度及生物轉化率

待菌絲長至出菇袋肩部后，每隔4 d測一次菌絲長度，到菌絲長至出菇袋底部時結束。菌絲長速（mm/d）=菌絲長度（mm）/生長天數（d）。采收第一潮菇計算生物轉化率，生物轉化率=第一潮菇鮮重（g）/菌包干重（g）×100%。

1.5.2 重金屬檢測

1.5.2.1 采樣處理

將采集的子實體用保鮮袋封裝，送廣東省綠色產品認證檢測中心檢測。

1.5.2.2 樣品檢測分析方法

4種重金屬含量的測定分別參考國家標準檢測方法，即GB 5009.12—2017《食品中鉛的測定》；GB 5009.15—2014《食品中鎘的測定》；GB 5009.17—2014《食品中總汞及有機汞的測定》；GB 5009.11—2014《食品中總砷及無機砷的測定》。每個處理3個重復。

依據《綠色食品食用菌NY/T 749—2012》中食用菌鮮品的重金屬限量指標進行比對分析。

1.6 數據處理

采用DPS7.05軟件對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同重金屬處理對金針菇和杏鮑菇菌絲生長速度的影響

由表2、表3可見，重金屬處理的金針菇菌絲生長速度均比對照慢且與對照相比均存在極顯著差異；不同重金屬處理間的杏鮑菇菌絲生長速度與對照相比則表現出了一些差異性：如Pb各處理菌絲生長速度均比對照慢，且存在極顯著差異；As各處理菌絲生長速度亦比對照慢，但僅處理2和4與對照有極顯著差異；Cd處理1-4菌絲生長速度均比對照慢，處理5菌絲生長速度比對照快，各處理與對照不存在顯著差異；Hg各處理菌絲生長速度比對照慢，僅處理2和3與對照存在極顯著差異。

試驗觀察發現：雖然添加重金屬的菌絲生長速度多數比對照慢，但各重金屬的處理2、3菌絲的濃密度優于對照。

對比金針菇與杏鮑菇菌絲生長速度發現：金針菇菌絲的生長受各重金屬的影響較大，而杏鮑菇僅受重金屬Pb影響較大，其他供試三種重金屬對杏鮑菇菌絲生長速度影響較小。由此可見，金針菇、杏鮑菇菌絲對重金屬耐受性存在較大的差異。

表2 不同重金屬處理金針菇菌絲生長速度

表3 不同重金屬處理杏鮑菇菌絲生長速度

2.2 不同重金屬處理對金針菇及杏鮑菇生物轉化率的影響

由表4可見，重金屬Pb各處理中，金針菇的生物轉化率最高的是處理3，最低是處理5，杏鮑菇生物轉化率最高是處理4，最低是處理1；As各處理，金針菇生物轉化率較高的是處理2、3、4，最低是處理5，杏鮑菇較高是處理3、4，最低是處理 1；Cd各處理，金針菇生物轉化率較高的是處理2、3、4，最低是處理5，杏鮑菇則沒有出現統計學意義上極顯著差異的處理，最高的是處理5，最低是處理2；Hg各處理，金針菇生物轉化率最高的是處理1、2，最低是處理5，杏鮑菇最高是處理3，最低是處理4。

在4個重金屬中，金針菇生物轉化率最高的有3個皆出現在處理3中，1個在處理1中；杏鮑菇生物轉化率最高的重金屬有2個皆出現在處理4中，1個在處理5中，1個在處理3中。可見，金針菇生物轉化率最高的處理的重金屬濃度要低于杏鮑菇生物轉化率最高的處理。

金針菇生物轉化率最低的處理都為各重金屬的處理5，生物轉化率除Hg重金屬處理之外均呈現了一個低高低的變化。說明重金屬對菌絲生長存在濃度低促生，濃度高抑制現象，但是不同品種，促生和抑制的重金屬濃度不同。

表4 不同重金屬處理金針菇及杏鮑菇第一潮菇的生物轉化率 %

表5 不同重金屬處理金針菇及杏鮑菇子實體中重金屬元素含量 mg/kg

在供試重金屬各處理中，杏鮑菇生物轉化率最低有2個均出現在處理1中，有1個在處理2中，還有1個在處理4中。出現此種情況的原因是試驗中重金屬設置濃度梯度不夠，杏鮑菇菌絲生長速度受重金屬濃度的影響相對更小，且杏鮑菇生物轉化率最高的處理的重金屬濃度較高。因此杏鮑菇的生物轉化率沒有出現金針菇那樣低高低變化規律。筆者的其他方面的研究表明，重金屬Pb、As、Cd、Hg對菌絲的生長存在一個完全抑制菌絲生長的濃度值。由此推斷，杏鮑菇相對于金針菇可能更耐受重金屬，或者說重金屬對杏鮑菇促生的濃度高于金針菇。

2.3 不同處理金針菇及杏鮑菇子實體的重金屬富集情況

由表5可見，子實體中重金屬的含量隨著培養料中重金屬濃度上升而上升，試驗中Pb、As的添加質量濃度高于Cd和Hg，而金針菇和杏鮑菇子實體中的Pb、As含量均未超過綠色食品的重金屬限量指標，而在金針菇Cd處理4和處理5，杏鮑菇的Cd處理3、4、5，金針菇和杏鮑菇的Hg處理2、3、4、5均超過了綠色食品的限量指標，說明兩種菌類的子實體對Cd和Hg富集能力更強。試驗中對照金針菇子實體的Pb含量高于處理，可能是因子實體中重金屬含量檢測的誤差引起，需進一步查明。

3 小結與討論

研究結果表明，4種重金屬均對金針菇和杏鮑菇菌絲生長存在不同程度的抑制作用，金針菇的生物轉化率除Hg重金屬外在處理1-5表現出明顯的低高低的變化規律，說明適宜濃度的重金屬可以提高菌絲長速。試驗中較低質量濃度重金屬下，生物轉化率有不同程度的提高，因此推斷較低質量濃度重金屬對金針菇、杏鮑菇菌絲和子實體生長與發育有促進作用，說明菌類對重金屬有一定的主動吸收能力。是否可添加某些對人體有益的金屬或微量元素，抑制菌類對重金屬元素的吸收并促進菌絲的生長，可作為提高菌類子實體中某些特定物質、提高產量及含量的途徑，此可作為后續研究的重點。

試驗對金針菇和杏鮑菇子實體中重金屬檢測結果來看，子實體中重金屬含量隨著培養料中重金屬質量濃度上升會有一定程度的升高，同時表現出金針菇和杏鮑菇子實體對Hg和Cd的富集能力遠超Pb和As。試驗設計主要考慮一般原材料重金屬含量正常[11]情況下，子實體中的重金屬含量是否超綠色食品標準，因而各重金屬的濃度梯度設置不高，未超過2 mg/kg。試驗結果表明，試驗各處理金針菇和杏鮑菇子實體Pb和As含量均未超標，而Cd和Hg含量均有一些處理超出了綠色食品標準限值。因此，在生產上，需加強對原材料中的Cd和Hg檢測，以防止菌類產品中的Cd和Hg超標。