貴州省栽培食用菌重金屬含量的測定及健康風(fēng)險評價

饒書愷，邱樹毅，謝鋒

1(貴州大學(xué) 釀酒與食品工程學(xué)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(yǎng)，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(zhì)，對維護(hù)人體健康有很大的作用[1]，雖然食用菌含有多種營養(yǎng)成分，但對重金屬的蓄積能力也很強(qiáng)[2]，其重金屬含量通常高于蔬菜糧食等植物產(chǎn)品。因此，許多國內(nèi)外學(xué)者也對食用菌中各種重金屬含量進(jìn)行了測定和評價[3-11]。結(jié)果表明，很多國家及地區(qū)的各類食用菌中重金屬都存在一定程度的超標(biāo)，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(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2017年中國食用菌產(chǎn)量達(dá)3 800萬t，占全球產(chǎn)量75%。貴州山清水秀，環(huán)境條件好，氣候條件適宜多種特色珍稀食用菌生產(chǎn)。貴州將食用菌產(chǎn)業(yè)列為農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、脫貧攻堅的“五大”發(fā)展產(chǎn)業(yè)，食用菌產(chǎn)業(yè)也得到長足發(fā)展。2018年全省食用菌種植規(guī)模達(dá)1.33萬km2，產(chǎn)量達(dá)90萬t，產(chǎn)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(fēng)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(jìn)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(fēng)險隱患進(jìn)行評價，為掌握貴州省食用菌質(zhì)量安全現(xiàn)狀，指導(dǎo)食用菌安全生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

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(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鉛、砷、汞、鎘、鉻標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(zhì)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(zé)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(jié)市62家種植食用菌的企業(yè)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(qū)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(nèi)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(jìn)行多點取樣，然后等量混勻組成1個混合樣品，采集質(zhì)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(jīng)除雜、清洗、勻漿后裝入樣品袋待測。

1.5 檢測方法

依據(jù)GB 5009.268—2016和GB 5009.17—2014等國家標(biāo)準(zhǔn)對重金屬鎘、汞、鉛、砷、鉻進(jìn)行測定；食用菌中重金屬判定依據(jù)參照GB 2762—2017，食用菌中重金屬的檢出限、限量值、檢測依據(jù)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(jù)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(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

本實驗采用單項因子污染指數(shù)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(shù)，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(shù)值計算如公式(2)所示：

(2)

內(nèi)梅羅綜合指數(shù)的分級標(biāo)準(zhǔn)為：P≤0.7時污染等級為安全等級，0.75時污染等級為嚴(yán)重污染[13]。

1.6.2 目標(biāo)危害系數(shù)法

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

(3)

公式(3)各參數(shù)名稱及取值見表3[14-17]。

表3 栽培食用菌THQ值計算參數(shù)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(fēng)險；如果THQ>1，則說明相關(guān)暴露人群有膳食攝入健康風(fēng)險。THQ值越高，相關(guān)暴露人群有膳食攝入健康風(fēng)險就越大[18]。

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

(4)

式中：TTHQ為多種重金屬的目標(biāo)危害系數(shù)，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(fēng)險；1.0

2 結(jié)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(jìn)行分析，結(jié)果如表4所示，超標(biāo)食用菌分布地區(qū)如表5所示。

表4 不同食用菌中重金屬含量結(jié)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(jìn)行判定，計算得到鉛、砷、鎘、鉻、汞5種重金屬的超標(biāo)率分別為0.0%、0.59%、11.0%、0.29%、2.08%。由表5可知，各地區(qū)均有食用菌樣品超標(biāo)，且超標(biāo)的3種食用菌來自于不同的地區(qū)。其中羊肚菌中鎘的超標(biāo)率高于其他食用菌及重金屬，且3個地區(qū)羊肚菌中重金屬超標(biāo)率均較高。由此可見，食用菌中重金屬超標(biāo)的現(xiàn)象并非個例，需要引起食用菌產(chǎn)業(yè)的重視及關(guān)注。

表5 超標(biāo)食用菌樣品地區(qū)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(huán)境等因素有關(guān)[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(shù)上看，羊肚菌中重金屬的變異系數(shù)均較高，香菇中鉛、鎘變異系數(shù)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(guān)，而且還受種植技術(shù)，環(huán)境條件和種植材料等因素的影響。另外，實驗發(fā)現(xiàn)砷與鎘的含量變異系數(shù)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(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評估食用菌的污染狀況，結(jié)果如表6所示。

表6 五種食用菌污染指數(shù)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(shù)基本上處于安全級別，無食用風(fēng)險。但羊肚菌中鎘污染指數(shù)較高(PMAXi2.38)，達(dá)到中度污染等級，同時其綜合因子污染指數(shù)為1.73，達(dá)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(yīng)重點關(guān)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(fēng)險評價

本研究計算了THQ、TTHQ，以調(diào)查貴州省5種食用菌的飲食攝入風(fēng)險及人體健康風(fēng)險評價。目標(biāo)危害系數(shù)結(jié)果見表7。

表7 食用菌中重金屬健康風(fēng)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(guān)暴露人群具有一定的膳食攝入健康風(fēng)險。以上研究結(jié)果表明，食用羊肚菌存在一定的鎘攝入風(fēng)險，應(yīng)引起相關(guān)關(guān)注，但食用其他4種食用菌沒有明顯的健康風(fēng)險。

從多種重金屬的復(fù)合風(fēng)險評價TTHQ值的分析結(jié)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(fēng)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(fù)合風(fēng)險來看，這2種食用菌存在一定的重金屬膳食攝入風(fēng)險，因此多種重金屬復(fù)合污染導(dǎo)致的潛在健康風(fēng)險不容忽視。由此可見，食用菌的重金屬含量情況應(yīng)引起重視，并應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)監(jiān)管，以期降低重金屬膳食攝入風(fēng)險[19]。

3 結(jié)論與討論

本研究對采集自貴州省內(nèi)5個品種食用菌樣品的重金屬鉛、鎘、砷、鉻、汞進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)中安全限量值，但相對來說鎘的安全問題較其他元素嚴(yán)重。鉛、砷、鎘、鉻、汞5種重金屬的超標(biāo)率分別為0.0%、0.59%、11.0%、0.29%、2.08%。且超標(biāo)菌均來自于不同地區(qū)。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(fēng)險。其中羊肚菌中鎘污染指數(shù)較高，達(dá)到中度污染級別，同時其綜合因子污染指數(shù)達(dá)到輕度污染級別，因此羊肚菌存在一定的食用風(fēng)險，應(yīng)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(jié)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(guān)暴露人群具有一定的膳食攝入健康風(fēng)險。香菇、平菇、木耳3種食用菌的重金屬膳食攝入風(fēng)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(fù)合風(fēng)險來看，這2種食用菌存在一定的重金屬膳食攝入風(fēng)險。

監(jiān)測貴州省食用菌重金屬含量水平不僅可以有效監(jiān)管并科學(xué)引導(dǎo)百姓安全消費，還為掌握貴州省食用菌質(zhì)量安全現(xiàn)狀，指導(dǎo)食用菌安全生產(chǎn)提供了重要的參考依據(jù)。