貴州省栽培食用菌重金屬含量的測定及健康風險評價

饒書愷，邱樹毅，謝鋒

1(貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽，550025)2(貴州省分析測試研究院，貴州 貴陽，550014)

食用菌是一類子實體碩大、可以食用的蕈菌。其美味營養，富含多種維生素、微量元素及多糖、活性多肽、核苷類和三萜類等多種活性功能物質，對維護人體健康有很大的作用[1]，雖然食用菌含有多種營養成分，但對重金屬的蓄積能力也很強[2]，其重金屬含量通常高于蔬菜糧食等植物產品。因此，許多國內外學者也對食用菌中各種重金屬含量進行了測定和評價[3-11]。結果表明，很多國家及地區的各類食用菌中重金屬都存在一定程度的超標，并且不同種類的食用菌對重金屬的蓄積能力也有很大差異。

近年來，隨著我國農業供給側結構調整，食用菌產業發展迅速，2017年中國食用菌產量達3 800萬t，占全球產量75%。貴州山清水秀，環境條件好，氣候條件適宜多種特色珍稀食用菌生產。貴州將食用菌產業列為農村產業結構調整、脫貧攻堅的“五大”發展產業，食用菌產業也得到長足發展。2018年全省食用菌種植規模達1.33萬km2，產量達90萬t，產值102億元[12]。目前，對貴州省主要栽培食用菌中重金屬元素的測定與健康風險評價的研究依然較少。因此，對貴州省大宗及特色食用菌重金屬含量進行測定，實時了解貴州省主要食用菌中重金屬的污染水平，對膳食攝入所帶來的健康風險隱患進行評價，為掌握貴州省食用菌質量安全現狀，指導食用菌安全生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

硝酸、雙氧水、氫氧化鉀、硼氫化鉀均為優級純，國藥集團化學試劑有限公司；鉛、砷、汞、鎘、鉻標準溶液(1 000 μg/mL)，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.2 儀器與設備

AFS-230E原子熒光分光光度計，北京海光儀器有限公司；Agilent 7800電感耦合等離子體質譜儀(inductively coupled plasma massspectrometry，ICP-MS)，安捷倫科技有限公司；LT2002電子天平，天量儀器有限責任公司；T660微波消解儀，北京萊伯泰科儀器股份有限公司。

1.3 樣品采集

在貴州省黔西南州，遵義市和畢節市62家種植食用菌的企業中，分別采集336批次食用菌鮮品，其中香菇135批次，平菇43批次，木耳37批次，羊肚菌59批次，竹蓀62批次；具體采集方案見表1。

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

食用菌采集方法：在采樣點地塊內視不同情況采用棋盤法、梅花點法、對角線法、蛇形法等取整個食用菌子實體，至少12個個體進行多點取樣，然后等量混勻組成1個混合樣品，采集質量≥1 kg；將采集的食用菌樣品裝入樣品袋，置于保溫箱中運送至實驗室。

1.4 樣品制備

將采集的食用菌鮮品經除雜、清洗、勻漿后裝入樣品袋待測。

1.5 檢測方法

依據GB 5009.268—2016和GB 5009.17—2014等國家標準對重金屬鎘、汞、鉛、砷、鉻進行測定；食用菌中重金屬判定依據參照GB 2762—2017，食用菌中重金屬的檢出限、限量值、檢測依據等信息見表2。

表2 食用菌樣品重金屬檢測方法及判定依據Table 2 Heavy metal detection method and judgment basis of edible fungus samples

1.6 食用菌重金屬污染評價方法

1.6.1 內梅羅綜合污染指數法

本實驗采用單項因子污染指數法評價食用菌中單一重金屬的污染，如公式(1)所示：

(1)

式中：Pi為重金屬的單項污染指數，反映食用菌中重金屬的污染程度；Ci為重金屬樣品含量；Si為重金屬限量值。

綜合指數值計算如公式(2)所示：

(2)

內梅羅綜合指數的分級標準為：P≤0.7時污染等級為安全等級，0.75時污染等級為嚴重污染[13]。

1.6.2 目標危害系數法

采用目標危害系數法(target hazard quotients，THQ)評價食用菌產生的單一重金屬膳食暴露風險。其計算方法如公式(3)所示：

(3)

公式(3)各參數名稱及取值見表3[14-17]。

表3 栽培食用菌THQ值計算參數取值Table 3 Cultivated edible fungus THQ calculation parameter value

該方法假定人體攝入的污染物被完全吸收，評估人體攝入污染物劑量與參考劑量之比， THQ<1，則說明食用菌對暴露人群沒有明顯的膳食攝入健康風險；如果THQ>1，則說明相關暴露人群有膳食攝入健康風險。THQ值越高，相關暴露人群有膳食攝入健康風險就越大[18]。

采用總目標危害系數(total target hazard quotient, TTHQ)評價多種重金屬膳食暴露風險。計算方法如公式(4)所示：

(4)

式中：TTHQ為多種重金屬的目標危害系數，其值為多種重金屬THQ之和。如果TTHQ≤1.0，則表明食用菌對暴露人群沒有明顯的健康風險；1.0

2 結果與分析

2.1 食用菌中5種重金屬含量及污染評價

對貴州省5種食用菌共336份樣品中鎘、鉛、砷、汞、鉻重金屬含量進行分析，結果如表4所示，超標食用菌分布地區如表5所示。

表4 不同食用菌中重金屬含量結果Table 4 Results of heavy metal content in different edible fungi

參照GB 2762—2017中重金屬限量值進行判定，計算得到鉛、砷、鎘、鉻、汞5種重金屬的超標率分別為0.0%、0.59%、11.0%、0.29%、2.08%。由表5可知，各地區均有食用菌樣品超標，且超標的3種食用菌來自于不同的地區。其中羊肚菌中鎘的超標率高于其他食用菌及重金屬，且3個地區羊肚菌中重金屬超標率均較高。由此可見，食用菌中重金屬超標的現象并非個例，需要引起食用菌產業的重視及關注。

表5 超標食用菌樣品地區分布Table 5 Regional distribution of over-standard edible fungi samples

由表4可知，不同食用菌中不同類型重金屬的含量差異很大。食用菌中平均鎘含量為羊肚菌>香菇>竹蓀>平菇>木耳，平均鉛含量為香菇>木耳>羊肚菌>竹蓀>平菇，平均砷含量為平菇>竹蓀>木耳>香菇>羊肚菌，平均汞含量為竹蓀>平菇>香菇>木耳>羊肚菌，平均鉻含量為羊肚菌>木耳>平菇>香菇>竹蓀。不同的食用菌在富集相同類型的重金屬方面具有明顯的差異。如羊肚菌與香菇中鎘的含量較高，竹蓀中汞的含量較高。不同食用菌積累重金屬的能力差別較大，這可能與菌種富集重金屬的能力以及生長環境等因素有關[20]。另外，不同食用菌中5種重金屬的平均含量差異較大。其中，羊肚菌中的鎘含量較其他食用菌高，竹蓀中汞含量明顯高于其他食用菌。

另外，同一種食用菌中各種重金屬含量差異也很大，如香菇中鎘含量較高，羊肚菌中鎘和鉻含量較高等，同時從變異系數上看，羊肚菌中重金屬的變異系數均較高，香菇中鉛、鎘變異系數較高，這表明食用菌中重金屬的積累不僅與食用菌品種有關，而且還受種植技術，環境條件和種植材料等因素的影響。另外，實驗發現砷與鎘的含量變異系數較高，說明食用菌中重金屬砷元素與鎘元素受外源因子干擾影響較大。

2.2 食用菌重金屬污染狀況評價

采用內梅羅綜合污染指數法評估食用菌的污染狀況，結果如表6所示。

表6 五種食用菌污染指數Table 6 Five kinds of edible fungi pollution index

由表6可知，5種食用菌中重金屬的單因子污染指數基本上處于安全級別，無食用風險。但羊肚菌中鎘污染指數較高(PMAXi2.38)，達到中度污染等級，同時其綜合因子污染指數為1.73，達到輕度污染等級。其他4種食用菌均屬于安全等級(P<1)。綜上可知，羊肚菌中鎘積累水平相對較高，應重點關注其中鎘含量的安全控制。

2.3 食用菌途徑攝入重金屬的人體健康風險評價

本研究計算了THQ、TTHQ，以調查貴州省5種食用菌的飲食攝入風險及人體健康風險評價。目標危害系數結果見表7。

表7 食用菌中重金屬健康風險評價Table 7 Health risk assessment of heavy metals in edible fungi

由表7可知，5種食用菌單一重金屬THQ值大部分都小于1，但羊肚菌鎘的THQ值略高，為1.283，相關暴露人群具有一定的膳食攝入健康風險。以上研究結果表明，食用羊肚菌存在一定的鎘攝入風險，應引起相關關注，但食用其他4種食用菌沒有明顯的健康風險。

從多種重金屬的復合風險評價TTHQ值的分析結果可以看出，香菇、平菇、木耳3種食用菌的TTHQ值<1.00，表明其沒有明顯的重金屬健康風險；羊肚菌和竹蓀2種食用菌的TTHQ值>1.00，表明從多種重金屬的復合風險來看，這2種食用菌存在一定的重金屬膳食攝入風險，因此多種重金屬復合污染導致的潛在健康風險不容忽視。由此可見，食用菌的重金屬含量情況應引起重視，并應加強生產監管，以期降低重金屬膳食攝入風險[19]。

3 結論與討論

本研究對采集自貴州省內5個品種食用菌樣品的重金屬鉛、鎘、砷、鉻、汞進行了測定，貴州省食用菌總體上處于安全水平，大部分食用菌中重金屬含量均低于國家標準中安全限量值，但相對來說鎘的安全問題較其他元素嚴重。鉛、砷、鎘、鉻、汞5種重金屬的超標率分別為0.0%、0.59%、11.0%、0.29%、2.08%。且超標菌均來自于不同地區。5個品種食用菌重金屬含量的差異較大。

本研究評價了食用菌中重金屬的污染狀況及其健康暴露風險。其中羊肚菌中鎘污染指數較高，達到中度污染級別，同時其綜合因子污染指數達到輕度污染級別，因此羊肚菌存在一定的食用風險，應引起重視。其他4種食用菌均屬于安全等級。食用菌中THQ計算結果表明，5種食用菌單一重金屬THQ值大部分都小于1，但羊肚菌鎘的THQ值為1.283，相關暴露人群具有一定的膳食攝入健康風險。香菇、平菇、木耳3種食用菌的重金屬膳食攝入風險較低；羊肚菌和竹蓀2種食用菌的TTHQ值>1.00，表明從多種重金屬的復合風險來看，這2種食用菌存在一定的重金屬膳食攝入風險。

監測貴州省食用菌重金屬含量水平不僅可以有效監管并科學引導百姓安全消費，還為掌握貴州省食用菌質量安全現狀，指導食用菌安全生產提供了重要的參考依據。