富硒黑木耳中硒及其伴生重金屬風險分析

孫向東 金海濤 杜英秋 蘭 靜 趙 琳 張瑞英

（黑龍江省農業科學院農產品質量安全研究所， 農業農村部農產品質量安全風險評估實驗室 （哈爾濱），哈爾濱 150086）

20 世紀60 年代， 我國醫學專家通過對克山病、 大骨節病病因的系統研究， 明確了缺硒是引起這些疾病的主要原因。 調查發現， 我國土壤中硒含量普遍偏低， 我國約有72%的地區缺硒[1]。 黑龍江省克山縣為典型的缺硒地區， 克山病即為缺硒引起的癥狀[2]。 病區的水土和糧食中硒含量明顯過低，病區居民處于罕見的貧硒狀態。 而水土中硒含量較高的地區， 該病幾乎不出現[3]。 研究表明， 人體硒含量水平越低， 克山病發病率就越高[4]。 當時， 上述缺硒地區衛生部門通過給居民發放亞硒酸鈉片補硒， 對防治克山病取得了良好的效果。

近年來研究發現， 直接服用硒酸鈉、 亞硒酸鈉等無機硒制劑對人體毒性大、 利用率低， 效果較差[5～6]。 經過生物富集作用， 食用富硒農產品補硒是較理想的方式， 具有吸收利用率高、 補硒效果好、 安全可靠等優點[5～7]。 在生物體內， 硒通常僅在一個有限的濃度范圍內發揮有益的作用。 中國營養學會提出的硒攝入量推薦值為每日60～400 μg[9]。楊光圻教授根據大量資料， 曾提出硒的每人每日安全攝入量為400 μg[10]。 農業農村部食用農產品品質評價團隊最新評估結果顯示， 我國人均每日硒攝入量約為52.88 μg/d， 攝入量依然低于中國營養學會提出的最低推薦攝入量60 μg/d。 因此， 居民日常補硒仍很必要。

黑木耳是我國傳統食用菌產品， 東北地區是我國黑木耳主產區。 富硒木耳有機硒轉化率高， 富硒能力強， 硒的富集量可達普通木耳的幾十倍、 甚至百倍， 是一種理想的富硒產品[8]。 東北地處缺硒地帶， 富硒產品開發一直受到地方政府支持， 生產富硒木耳的農民合作社較多。 近年來， 有關食用菌易于富集重金屬的報道已引起關注， 關于黑木耳富集重金屬的研究也有報道[11～14]， 而富硒木耳是否也易于富集重金屬， 具體情況如何目前尚不清楚。 本研究通過對目前東北地區生產的富硒木耳硒及重金屬含量進行監測分析， 摸清富硒木耳重金屬富集情況， 為富硒木耳產品質量控制提供參考數據， 亦為富硒木耳質量監管提供技術支撐。

一、 材料與方法

（一） 實驗材料2019 年7 月中旬在黑龍江省內寶清縣、 東寧市、 尚志市、 嘉蔭縣共走訪調研5家富硒黑木耳生產合作社， 每家采集5 份富硒木耳樣品， 1 份普通木耳樣品， 每份 500 g， 1 個富硒木耳基質， 1 瓶富硒木耳生產用水500 mL， 總計25份富硒黑木耳樣品、 5 份普通木耳樣品、 5 份富硒黑木耳基質樣品以及對應的5 份水源樣品。 于2019 年8 月初在遼寧、 吉林兩省調研了10 家富硒黑木耳生產農民合作社及公司， 總計采集了50 份富硒木耳樣品， 10 份普通木耳樣品， 8 份富硒木耳基質及8 份對應的水源樣品。 在黑龍江、 吉林、 遼寧3 省總計采集樣品116 份。 將每份富硒木耳、 普通木耳、 栽培基質樣品各稱取50g， 用中藥粉碎機粉碎， 過 60 目篩， 混合均勻， 編號待測。

（二） 試劑硒及鉻、 砷、 鎘、 汞、 鉛 5 種重金屬元素標準物質均從國家標準物質研究中心購買。 重金屬檢測分析過程中所用高氯酸為優級純（上海國藥）； 試驗器皿均用30%硝酸溶液浸泡24 h 后使用。

（三） 主要儀器iCAP Q 型電感耦合等離子體質譜儀 （ICP－MS， 美國 Thermo Scientific 公司）；原子熒光光度計AFS－9230 （北京吉天儀器有限公司）； TQ－S 液質聯用儀（美國 Waters 公司）；高壓密閉微波化學工作站（MARS X System， 美國CEM公司）， 超純水處理系統 （Human up 900， 韓國）；精密微量移液器 （eppendorf 20～200 μL、 100～1 000 μL、 500～5 000 μL， 德國）； 500 g 搖擺式中藥粉碎機 （DFY－500， 浙江溫嶺市林大機械有限公司）。

（四） 檢測方法總硒、 鉻、 砷、 鎘、 汞、 鉛按照陳國友等[15]的方法， 準確稱取干粉樣品0.25 g， 置于潔凈的聚四氟乙烯微波消解內罐中， 加入5.0 mL 濃 HNO3， 浸潤放置 30 min， 再加入 2.0 mL H2O2， 放置幾分鐘， 蓋上內蓋， 安裝好保護套， 將消解罐放入微波消解工作站內， 按照參考文獻設定的升溫程序進行微波消解。 冷卻后用超純水少量多次轉移試樣消解液定容到50 mL， 搖勻備用， 同時做試劑空白及國家標準物質驗證試驗。 檢測方法的質量控制信息見表1。

表1 檢測方法的質量控制信息

通過對國家標準物質螺旋藻 （GBW10025） 中各元素的測定， 檢測結果平均值在標準范圍內， 證明該方法的準確性。

（五） 數據分析每個樣品重復測定2 次， 采用GraphPad Prism 5 軟件處理數據， 結果以平均值形式表示。

二、 結果與討論

15 家農民合作社、 公司等企業生產的富硒木耳和普通木耳樣品品種名稱及其硒、 鎘、 鉻、 汞、鉛、 砷含量檢測結果見表2 和表3。

（一） 各企業各品種富硒木耳硒及重金屬含量

1. 硒 （Se）。 由表 2 可見， 15 家企業的 75 個富硒木耳樣品， 硒含量變化較大， 硒含量最小值為0.147 mg/kg， 中位值為 2.55 mg/kg， 最大值為 25.8 mg/kg。 即使同一家企業的樣品， 有些企業的不同樣品硒含量波動也很大， 說明這些企業產品質量并不穩定。 以第1 家企業為例， 其5 個富硒木耳樣品硒含量為 16.6～25.8 mg/kg， 按照每日最高攝入400 μg 硒計算， 大約需要攝入 16～25 g 這種富硒木耳。 從這個數量來看， 個別人是有可能日攝食量超過16～25 g 的， 而且這還沒有考慮從其他食物來源攝入的硒。 因此， 表2 中第1 家企業的富硒黑木耳中硒含量過高， 對人體具有一定潛在危險。

目前我國尚未制定富硒食用菌 （黑木耳） 國家標準， GB 28050－2011 《食品安全國家標準 預包裝食品營養標簽通則》 是強制標準， 其中對食品營養標簽中硒含量的要求分為硒來源 （含有硒） 和硒含量高 （富含硒） 2 個級別， 對黑木耳而言，“含有硒” 的量應在 0.075 mg/kg 以上，“富含硒” 的量應在0.15 mg/kg 以上。 雖然目前我國國家標準對食用菌中硒含量尚無限量規定， 但個別省的地方標準對食用菌中硒含量是有限量規定的， 如安康市地方標準DB 6124.01－2010 《富硒食品硒含量分類標準》 規定食用菌 （干基） 硒含量指標應符合0.10～10.00 mg/kg； 食用菌 （濕基） 硒含量指標應符合 0.05～5.00 mg/kg[13]。 從此標準限量值來看，本項目采集的富硒木耳硒含量有些高達16.6～25.8 mg/kg， 明顯過高， 如果經常大量食用這種木耳，可能會對人體造成一定危害。 雖然個別地區制定了富硒食品地方標準， 且涵蓋了食用菌， 但僅適用于有限地域。 其他地區生產的富硒木耳依然處于無法可依狀態， 有些富硒黑木耳產品包裝上甚至未標注硒含量。 因此， 需盡快在國家標準層面完善富硒食品 （食用菌） 硒含量范圍， 以保障富硒黑木耳質量安全， 規范富硒黑木耳市場。

2. 鎘 （Cd）。 鎘原子質量為 112.41， 鎘的毒性較大， 被鎘污染的空氣和食物對人體危害嚴重， 且在人體內代謝較慢。 鎘化合物不易被腸道吸收， 但可經呼吸被人體吸收， 積存于肝或腎臟造成危害，尤以對腎臟損害最為明顯， 還可導致骨質疏松和軟化。 FAO/WHO 食品添加劑聯合專家委員會（JECFT） 規定鎘的每月暫定耐受攝入量 （PTMI）為 25 μg/kg·bw /month （2011）。 我國 GB 2762－2017 《食品安全國家標準 食品中污染物限量》 規定食用菌鎘限量為0.5 mg/kg。

由表2 可見， 15 家企業75 個富硒木耳樣品中鎘含量最小值為 15.8 μg/kg， 中位值為 61.5 μg/kg，最大值為336 μg/kg。 所有富硒木耳樣品鎘含量均大幅低于限量值500 μg/kg， 合格率為100%， 表明富硒木耳鎘污染較輕， 不存在質量安全問題。 由表3 可見， 普通木耳鎘含量最小值為 24.5 μg/kg， 中位值為 74.3 μg/kg， 最大值為 112 μg/kg， 普通木耳鎘含量的最小值和中位值比富硒木耳的對應數據高， 由此可見， 富硒并未導致木耳中鎘含量增高。

3. 鉻 （Cr）。 鉻常見化合價為+2、 +3 和+6， 原子量為51.996。 鉻是人體必需的微量元素。 3 價鉻對人體有益， 而6 價鉻是一級致癌物。 人體對無機鉻的吸收利用率極低， 不到1%， 對有機鉻的利用率可達10%～25%。 鉻在天然食品中含量較低，均以3 價形態存在。 由于形態分析較困難， 制定限量時多以總鉻含量為指標。 JECFT 未規定鉻的PTWI 值。 GB 2762－2017 未規定食用菌鉻限量值。

由表2 可見， 15 家企業75 個富硒木耳樣品中鉻含量最小值為1.39 mg/kg， 中位值為5.38 mg/kg，最大值為54.2 mg/kg。 而由表3 可見， 普通木耳鉻含量最小值為1.17 mg/kg， 中位值為 1.89 mg/kg，最大值為21.3 mg/kg。 由此可見， 富硒木耳鉻含量比普通木耳普遍偏高。 盡管GB 2762－2017 未規定食用菌鉻限量值， 但對糧食、 蔬菜、 肉類、 水產、 乳類、 豆類等均制定了鉻限量值。 鑒于富硒木耳中鉻含量偏高的實際情況， 應該盡快制定富硒木耳鉻限量值。

4. 汞 （Hg）。 汞具有高毒性、 高揮發性， 且在大氣中穩定長期存在， 能隨大氣環流遠程傳輸。 有研究指出， 我國的汞排放占全球排放量的28%～40%[16]， 污染嚴重。 汞具有神經毒性、 腎臟毒性、免疫毒性、 生殖毒性、 胚胎毒性、 發育毒性等， 在環境中主要以元素汞、 無機汞和有機汞的形式存在， 其中有機汞的毒性遠大于元素汞和無機汞， 而有機汞中甲基汞易于穿透生物膜且通過食物鏈富集， 毒性和危害性最大[17]。 食品中的汞主要以無機汞和有機汞兩種形態存在， 植物性食品中的汞以無機汞為主， 而水產品中的汞主要以甲基汞等有機汞形式存在。 食品中的有機汞脂溶性強， 在消化道內的吸收率高， 如甲基汞在人體胃腸道的吸收率達90%。 無機汞的吸收率較低， 無機汞離子在人體消化道的吸收率為 1.4%～15.6%[18]。 JECFT 進行了汞攝入安全風險評價， 規定總汞每周暫定耐受攝入量 （PTWI） 為 4 μg /kg·bw /week （2011）。 GB 2762－2017 規定食用菌汞限量值為100 μg/kg。

由表2 可見， 15 家企業75 個富硒木耳樣品中汞含量最小值為 2.50 μg/kg， 中位值為 5.79 μg/kg，最大值為27.7 μg/kg。 所有樣品汞含量均大大低于限量值， 合格率為100%， 表明富硒木耳汞污染較輕， 不存在質量安全問題。 由表3 可見， 普通木耳汞含量最小值為 2.60 μg/kg， 中位值為 4.33 μg/kg，最大值為6.36 μg/kg， 由此可見， 富硒木耳和普通木耳汞含量差異不大。

5.鉛 （Pb）。 鉛原子量 207.2。 鉛的毒性主要表現在對中樞神經系統的作用上。 高劑量的鉛可能導致腦部疾病， 低劑量的鉛會造成認知障礙和降低行為能力[19]。 有機鉛對成熟動物的毒性更大， 多表現為急性腦癥候群， 而無機鉛主要危害到胚胎及幼獸的發育、 成長[20]。 世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單中， 鉛被列為2B 類致癌物。JECFT 規定鉛每周暫定耐受攝入量 （PTWI） 為 25 μg/kg·bw /week （2010）。 GB 2762－2017 規定食用菌鉛限量值為1.0 mg/kg。

由表2 可見， 15 家企業75 個富硒木耳樣品鉛含量最小值為0.112 mg/kg， 中位值為0.329 mg/kg，最大值為2.18 mg/kg。 值得注意的是， 個別企業， 如第6 家企業的5 個富硒木耳樣品里有4 個鉛超標，具體原因尚不清楚， 有待進一步深入研究。 總體看來， 富硒木耳鉛超標率達6.6%， 表明東北地區富硒木耳樣品重金屬鉛存在一定質量安全問題。 由表3 可見， 普通木耳鉛含量最小值為0.135 mg/kg， 中位值為 0.265 mg/kg， 最大值為 0.922 mg/kg。 總體看來， 富硒木耳和普通木耳鉛含量差異不大。 有研究顯示， 當鉛的添加濃度為0.5 mg/kg 時， 木耳菌絲體鉛含量為39.2 mg/kg， 富集系數高達78 倍，表明木耳菌絲體富集鉛的能力非常強[21]。

表2 富硒木耳樣品中硒及5 種重金屬含量

續表2

6. 砷 （As）。 砷原子質量為 74.92， 不同形態的砷元素毒性強弱順序為無機砷>有機砷>元素砷（一般無毒）， 3 價砷>5 價砷。 不同形態砷的毒性不同， 無機砷的毒性最大， 亞砷酸鹽和砷酸鹽被公認為致癌物質[22]。 3 價砷化合物比5 價砷化合物更易被人體吸收和蓄積， 且與巰基有很強的親和性， 影響細胞正常生長、 增殖， 故其毒性遠遠高于5 價砷化合物。 人暴露于高劑量的可溶性無機砷中會出現胃腸道疾病、 心肺系統病變、 中樞神經系統紊亂、心血管不良反應。 與無機砷相比， 有機砷毒性較低， 進入人體后易于排泄且不易與蛋白質結合。 雖然有機砷的毒性比無機砷小， 但一甲基砷化物和二甲基砷酸也是明確的致癌物， 而砷甜菜堿常被認為是無毒的。 JECFT 規定砷每周暫定耐受攝入量（ PTWI） 為 15 μg /kg·bw /week （1988） 。 GB 2762－2017 規定食用菌砷限量值為0.5 mg/kg。

由表2 可見， 15 家企業75 個富硒木耳樣品砷含量最小值為0.098 mg/kg， 中位值為0.175 mg/kg，最大值為0.762 mg/kg， 其中3 個樣品砷含量超標，超標率達4%。 第1 家企業就有2 個樣品砷超標。由此可見， 個別企業的富硒木耳重金屬砷存在質量安全問題。 由表3 可見， 普通木耳砷含量最小值為0.116 mg/kg， 中位值為 0.162 mg/kg， 最 大 值 為0.247 mg/kg， 總體看來， 普通與富硒木耳砷含量差異不大， 但普通木耳無砷超標樣本。 有研究顯示，當砷的添加濃度為1.0 mg/kg 時， 木耳菌絲體砷含量為37.1 mg/kg， 富集系數達37 倍， 表明木耳菌絲體富集砷的能力較強[21]。

表3 普通木耳樣品中硒及5 種重金屬含量

（二） 黑木耳品種、 基質、 水源對黑木耳中硒積累量和重金屬殘留量的影響本研究采樣調研的黑木耳品種較多， 包括青皮、 黑山、 瀚元 8 號、 黑威伴金、 九豐、 長白 1 號、 半筋。 全部 15 家合作社中有8 家種植的黑木耳品種為半筋， 1 家品種不詳， 其余6 家為上述其他品種。 由此可見， 目前栽培最廣泛的黑木耳品種為半筋。 黑木耳品種和基質對黑木耳中硒積累量和重金屬含量的影響見表4。

表4 黑木耳品種和基質對其硒積累量和重金屬含量的影響

由表 4 可見， 黑木耳品種青皮、 瀚元 8 號、 黑山對硒吸收富集能力較強， 富硒木耳中硒含量比基質分別增加了194%、 162%和155%， 富集系數分別為2.94、 2.62 和2.55。 黑威伴金對硒的富集能力最弱， 僅增加了26.1%， 富集系數為1.26。 青皮對Cr 和 Pb 富集能力也很強， 分別比基質增加了269%和 264%， 富集系數分別為 3.69 和 3.65。 5份青皮樣品中Pb 平均含量達到2.62 mg/kg， 已經大大超過限量 （1 mg/kg）。 另外， 5 份青皮樣品中Cr 平均含量高達16.3 mg/kg， 雖然目前木耳中尚無Cr 限量標準， 但青皮中Cr 含量如此高很不安全。雖然青皮和長白1 號基質中Se 含量接近 （7.52 和7.10 mg/kg）， 但5 個富硒木耳樣品 Se 含量平均值差異很大， 青皮和長白1 號分別為22.1 和 12.70 mg/kg。 綜上所述， 青皮具有更強的富集 Se、 Cr 和Pb 的能力。 鑒于青皮強大的富集重金屬能力， 該品種具有安全隱患， 不適合進行富硒栽培。

半筋對Cr 的富集能力也較強， 品種為半筋的富硒木耳樣品Cr 含量平均值比其基質Cr 含量增加了88%， 富集系數達到1.88。 所有黑木耳品種對Cd 均不具有富集作用， 富硒木耳中Cd 含量較基質中均有大幅下降， 下降幅度在45.2%～84.9%，富集系數最大的未超過0.550。 不同木耳品種對Hg的吸收有差異， 如青皮中Hg 含量比基質增加了35.4%， 而長白1 號則減少了47.5%， 但總體增加或減少幅度不大， 且所有樣品均未超標。 因此， 富硒木耳Hg 含量較低， 非常安全。

總體看來， 黑威伴金和長白1 號兩個木耳品種，經過富硒栽培， 除硒含量增加， 富集系數＞1 外， 其他元素含量均較基質有所下降， 富集系數均＜1， 表明這兩個品種除對硒富集， 對其他重金屬并不富集， 比較適合進行富硒栽培， 安全性較高； 黑山和瀚元 8 號除硒含量增加， 富集系數＞1 外， 僅 Hg 富集系數略高于1， 九豐僅Cr 富集系數略高于1， 這3 個黑木耳品種也比較安全。 黑山、 瀚元8 號和九豐對 Se 的富集系數分別為 2.55、 2.62 和 1.70， 也比較適合進行富硒栽培。 有研究表明， 食用菌具有富集重金屬的特性， 食用菌本身的生物學特性決定其生長過程中對重金屬的吸收和富集能力遠遠高于普通作物[23]， 不同食用菌富集重金屬的能力不同、同種食用菌對不同重金屬的富集能力也存在差異[24]，同種食用菌不同菌株間、 同一個體不同部位之間的重金屬的富集程度和含量均有差異[25]。 本研究發現， 不同木耳品種對同一種重金屬富集系數有較大差異， 同一木耳品種對不同重金屬富集能力也不同， 這些結果與上述文獻結論一致。

栽培基質方面， 除了Se 可以確定系人為添加，其他元素含量無法確定是本底值還是添加Se 帶來的伴生金屬。 要闡明這個問題需要測定空白基質原料以明確其本底值。

富硒木耳噴淋水源的硒及重金屬含量測定結果見表5， 可以看出， 水源中各元素含量極低， 但個別水源樣品重金屬含量較高， 如2 號企業水樣Cr含量達到4.290 μg/kg， 顯著大于全部水源樣品的中位值 0.112 μg/kg。 按照國家標準 GB 5749－2006《生活飲用水衛生標準》， Se、 Cd、 Cr、 Hg、 Pb、 As限量分別為 10、 5、 50、 1、 10、 10 μg/L。 據此，雖然個別水樣Cr 含量較高， 但各企業水源樣品均符合國家生活飲用水衛生標準， 無超標現象。 由表5 可見， 水樣中各元素含量均比富硒木耳中相對應的元素低3～4 個數量級， 甚至未檢出。 綜合上述情況得出， 水樣中各重金屬元素含量高低對富硒木耳中相對應元素含量影響極小， 可以忽略不計。

表5 富硒木耳噴淋水源的硒及重金屬含量

（三） 栽培基質中各元素與富硒木耳中各元素相關性分析富硒木耳基質中各元素與富硒木耳中各元素的相關性分析結果見表6， 可以看出， 木耳中各元素與基質中對應的元素含量相關性較小， 且基本為負相關， 因此， 統計學意義不大。 但木耳中Cr 與基質中Se， 木耳中Pb 與基質中Cr 關系緊密，相關系數分別為0.435 和0.442， 且均為正相關。說明木耳基質富硒處理易導致木耳Cr 含量偏高，基質中硒含量越高， 木耳中Cr 含量也會相應增高。木耳基質中Cr 含量偏高易導致木耳中鉛含量偏高，隨著基質Cr 含量的增高， 木耳中Pb 含量也會相應增高。 因此， 富硒木耳中 Se 和 Cr、 Pb 具有伴生關系， 生產中需要注意把握富硒與控制Cr 和Pb 含量的關系。

表6 富硒木耳基質中各元素與富硒木耳中各元素的相關性

有關栽培基質與黑木耳中重金屬相關性的研究尚未見報道。 類似研究顯示， 黑木耳子實體對Cd、Hg、 Pb、 As 4 種重金屬都具有一定的吸收富集能力， 其中對 Cd、 Hg 有強富集作用， 對 As 富集作用中等， 對Pb 的富集作用很弱[6]。 本項目中富硒木耳樣品無 Cd、 Hg 超標， Cr 中位值達 5.38 mg/kg， 有 4 個樣品 Pb 超標， 3 個樣品 As 超標，從相關性分析看， 很可能是栽培基質富硒時帶入的Cr、 Pb 和As 等導致富硒木耳上述重金屬超標。

三、 結論

由本研究成果可知， 東北地區富硒木耳硒含量變化范圍過大， 部分東北3 省富硒黑木耳樣品硒含量過高， 最大值達到25.8 mg/kg。 同時， 重金屬Cr含量普遍較高， 中位值為5.38 mg/kg， 個別樣品Cr含量高達54.2 mg/kg， 對人體健康具有潛在危險。東北地區富硒木耳產品質量不穩定， 富硒技術亟待標準化。

木耳品種對硒及重金屬的富集能力影響較大。不同木耳品種對硒及同一種重金屬富集系數有較大差異， 同一木耳品種對不同重金屬富集能力也不同。 對東北地區不同黑木耳品種富集硒及重金屬能力進行比較， 發現青皮富集硒及其他重金屬能力過強， 不適合進行富硒栽培， 黑威伴金和長白1 號兩個黑木耳品種富集硒能力較強， 且不富集其他重金屬， 比較適合進行富硒栽培。 富硒木耳栽培基質中硒及重金屬含量差異較大， 導致富硒木耳中各對應元素含量差異亦較大。 富硒木耳噴淋水源中硒及各重金屬元素含量高低對富硒木耳中相對應元素含量影響極小。 另外， 富硒木耳伴生重金屬Cr 的現象也較普遍， 富硒木耳中Se 和 Cr、 Pb 具有伴生關系， 生產中要在富硒的同時控制鉻和鉛含量。

目前我國尚未制定富硒食用菌 （黑木耳） 國家標準， 雖然個別地區如湖北恩施制定了富硒食用菌地方標準， 但全國大部分地區的富硒木耳仍無標準可依。 綜上所述， 建議盡快制定富硒木耳國家或行業標準， 設立硒及其他伴生重金屬的限量指標， 以促進富硒木耳生產技術水平的提升， 穩定富硒木耳質量， 保障消費者身體健康。