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姬松茸对四种重金属的富集能力及其培养基质重金属的临界值

2023-12-20别运清应正河

湖北畜牧兽医 2023年11期
关键词:松茸绿色食品食用菌

丁 玲,别运清,应正河

(1.襄阳职业技术学院,湖北 襄阳 441000;2.福建省农业科学院食用菌研究所,福州 350014)

姬松茸(Agaricus blazeiMurrill)又名巴西蘑菇、小松口蘑、小松菇,属担子亚门层菌纲伞菌目蘑菇科蘑菇属。姬松茸爽脆味美,营养丰富,子实体中含有多糖、甾醇类等多种活性物质,对肿瘤、糖尿病、高血脂、心肌细胞损伤等疾病具有一定的辅助治疗作用[1-4],是一种珍稀的食药用菌,深受北美、欧洲、东南亚等海外市场欢迎。鉴于食用菌对重金属具有吸附或生物富集作用[5-8],而栽培原材料的重金属含量差异较大[9,10],同时受空气、水源、土壤等栽培环境的影响,重金属含量超标已经成为食用菌产品质量的重要安全问题[11-13]。重金属污染不仅影响食用菌的产量与品质[14,15],也会通过食用危及人体健康[13-16],同时成为技术性贸易壁垒影响食用菌产品出口贸易[13,17]。因此,加强食用菌生产环境质量监控,提升食用菌质量安全,开展相关方面的研究意义重大。本研究在姬松茸栽培过程中对培养基质、子实体中重金属Pb、As、Hg 和Cd 含量进行跟踪分析测定,研究其对重金属的吸收及生物富集规律,并计算安全临界值,以期为姬松茸的质量控制技术和培养基质重金属安全限量标准的科学制定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

姬松茸菌株A0001,为福建省农业科学院食用菌研究所保藏。

1.2 主要试剂

重金属铅、砷、汞、镉标准溶液(浓度均为1 000 μg/mL),购自国家有色金属及电子材料分析测试中心、国标(北京)检验认证有限公司。

1.3 试验方法

铅、砷、汞、镉每种重金属设5 个处理,各处理重金属浓度见表1 至表4,1 个空白对照(CK),共21 个处理。每个处理设3 个重复,每个重复设栽培面积为1 m2。试验使用的重金属标准溶液在实验室预配好,在培养基质配制时,将预配好的重金属标准溶液与发酵料混合均匀后上架,接种,培养姬松茸。采集混匀后上架前培养基质和姬松茸第一潮子实体为样品,分别测定4 种重金属元素的含量。

表1 姬松茸子实体对培养基质中Pb 的富集

1.4 样品制备

培养基质样品烘干,粉碎,过筛,样品分装到密封袋中,备用。姬松茸子实体样品均匀平铺于电热鼓风干燥箱中50 ℃干燥5 h,每隔30 min 翻动1 次,然后用烘箱80 ℃烘干至恒重,粉碎,过筛,样品分装到密封袋中,备用。

1.5 重金属测定方法

培养基质及子实体中铅含量的测定采用国家标准GB/T 5009.12—2017《食品中铅的测定》中的石墨炉原子吸收光谱法;砷含量的测定采用国家标准GB/T 5009.11—2014《食品中总砷及无机砷的测定》中的氢化物发生原子荧光光谱法;汞含量的测定采用国家标准GB/T 5009.17—2021《食品中总汞及有机汞的测定》中的原子荧光光谱法;镉含量的测定采用国家标准GB/T 5009.15—2014《食品中镉的测定》。

1.6 富集系数或吸收系数

对重金属的吸收与富集能力强弱常用富集系数(也称吸收系数,BCF)表示。BCF=子实体中某重金属的含量/培养基质中该重金属的含量。

1.7 数据处理

采用DPS 统计软件对混匀后上架前培养基质和子实体中重金属含量进行回归分析。依据中华人民共和国农业行业标准NY/T 749—2018《绿色食品食用菌》要求的重金属污染物限量值计算姬松茸培养基质中4 种重金属含量的安全临界值。

2 结果与分析

2.1 姬松茸子实体对培养基质中Pb 的富集系数及临界值

姬松茸子实体对培养基质中Pb 的富集系数范围为0.02~0.36(表1)。当添加浓度为10.00 mg/kg时,培养基质中Pb 含量为11.68 mg/kg,姬松茸子实体中Pb 含量达到最高值3.15 mg/kg(图1)。经DPS统计软件回归分析,得到姬松茸子实体对培养基质中Pb 的富集回归方程:y=-0.180 029+0.318 393x-0.002 918x2,相关系数R2=0.999 3;当y为《绿色食品食用菌》限量值2.0 mg/kg 时,培养基质中Pb 含量的临界值较高,为7.34 mg/kg,没有添加Pb 的情况下,培养基质中Pb 含量为1.68 mg/kg,第一潮子实体中Pb 含量为0.37 mg/kg,供试菌株达到绿色食品标准,表明姬松茸子实体对Pb 的富集能力较弱。

图1 姬松茸子实体中Pb 含量与培养基质中Pb 添加量的关系

2.2 姬松茸子实体对培养基质中As 的富集系数及临界值

姬松茸子实体对培养基质中As 的富集系数范围为0.06~0.60(表2)。姬松茸子实体中As 含量随培养基质中重金属As 添加浓度的增加而逐渐增加,当As 添加浓度为5.000 mg/kg 时,培养基质中As 含量为6.59 mg/kg,子实体中As 含量达到最高值3.36 mg/kg(图2)。经DPS 软件统计分析,建立As 富集回归方程:y=1[/0.307 744+3.936 7exp(-x)],相关系数R2=0.996 0;当y为《绿色食品食用菌》污染物As 含量限量值1.0 mg/kg 时,培养基质中As 含量的临界值为1.74 mg/kg;没有添加As 的情况下,培养基质中As 含量为1.59 mg/kg,第一潮子实体中As 含量为0.89 mg/kg,供试姬松茸菌株达到绿色食品标准,表明姬松茸对培养基质中As的富集能力较弱。

图2 姬松茸子实体中As含量与培养基质中As添加量的关系

表2 姬松茸子实体对培养基质中As的吸收富集

2.3 姬松茸子实体对培养基质中Hg 的富集系数及临界值

姬松茸子实体对培养基质中Hg 的富集系数范围为0.02~3.18(表3)。当Hg 添加浓度为1.000 mg/kg 时,培养基质中Hg 含量为1.055 mg/kg,子实体中Hg 含量达到最高值3.36 mg/kg(图3)。经DPS软件统计分析,Hg的富集回归方程为y=-0.041 472+3.590 4x-0.354 678x2,相关系数R2=0.999 9;当y为《绿色食品食用菌》污染物Hg 的限量值0.2 mg/kg时,培养基质中Hg 含量的临界值为0.07 mg/kg。没有添加Hg时,培养基质中实测Hg含量为0.055 mg/kg,第一潮子实体中Hg 含量为0.17 mg/kg,供试菌株达到绿色食品标准,表明姬松茸对培养基质中Hg 的富集能力较弱。

图3 姬松茸子实体中Hg 含量与培养基质中Hg 添加量的关系

表3 姬松茸子实体对培养基质中Hg 的富集

2.4 姬松茸子实体对培养基质中Cd 的富集系数及临界值

姬松茸子实体对培养基质中Cd 的富集系数范围为0.48~32.20(表4)。子实体中重金属Cd 含量随培养基质中Cd 添加浓度的增加而逐渐增加,当添加浓度为10.00 mg/kg 时,培养基质中Cd 含量为10.17 mg/kg,子实体中Cd 含量达到最高值50.85 mg/kg(图4)。经DPS 软件统计分析,Cd 的富集回归方程为y=51.042 2exp(-0.4180 77/x),相关系数R2=0.995 3;当y为《绿色食品食用菌》污染物Cd 限量值1.0 mg/kg时,培养基质中Cd 含量的临界值为0.11 mg/kg。没有添加Cd 时,培养基质中Cd 含量为0.17 mg/kg,第一潮子实体中Cd 含量为5.28 mg/kg,供试姬松茸菌株超过绿色食品标准4.28 倍,本试验最高值为50.85,是绿色食品限量标准的50.85 倍,由此可见,姬松茸子实体对重金属Cd 的富集能力较强。

图4 姬松茸子实体中Cd 含量与培养基质中Cd 添加量的关系

3 小结与讨论

研究结果表明,姬松茸子实体对培养基质中Pb、As、Hg、Cd 这4 种重金属的富集能力有一定的差异。其中,对Cd 的富集能力最强,富集系数范围为0.48~32.20;对Hg 的富集能力次之,富集系数范围为0.02~3.18;对Pb 的富集能力最弱,富集系数范围为0.02~0.36。姬松茸子实体对培养基质中铅、砷、汞、镉4 种重金属富集能力大小排序依次为Cd、Hg、As、Pb。此研究结果与徐丽红等[18]、刘朋虎等[19]的结论大致相同。姬松茸子实体中的铅、砷、汞、镉4种重金属含量均与培养基质中的重金属添加浓度呈正相关[5]。因此,要解决姬松茸产品质量安全问题,有必要对培养基质中的重金属做出限量规定。在姬松茸实际生产中,培养基质牛粪、稻草、水和土壤中的一些重金属往往被子实体吸收富集,导致重金属含量超标。本试验得出,姬松茸培养基质中Pb、As 的污染较严重,在没有添加的情况下,其培养基质中的重金属浓度分别为1.68、1.59 mg/kg,远高于Cd(0.17 mg/kg)和Hg(0.055 mg/kg),由于姬松茸对Cd 的富集能力强,没有添加Cd,第一潮子实体中Cd 含量为5.28 mg/kg,供试菌株超过绿色食品标准4.28 倍,因此要加强对原料的检测和原料配方筛选,使姬松茸培养基质中有害重金属Pb、Cd、Hg 和As 的含量控制在绿色食品标准临界值之内。

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