余宜武^1,2，王敦旗³，肖青青¹，陳群^[1]*，廖紅¹，任雪晴¹，杜軍華⁴

¹合肥學院生物與環境工程系，安徽合肥  230601；²安徽國泰眾信檢測技術有限公司，安徽合肥  230011；³東至縣種植業管理局，安徽池州市  247200；⁴青海師范大學生命科學學院，青海西寧  810008

摘要：食藥用菌由于富含多糖等帶負電荷的高分子物質，對重金屬有吸附能力，所以食藥用菌重金屬是農產品安全的熱點問題。采用實地隨機抽樣的方式在安徽省東至縣采集當地大規模種植的靈芝、黑木耳和香菇共62個樣品，使用電感耦合等離子體質譜技術（ICP-MS）測定鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Cd）和硒（Se）含量，采用原子熒光分光光度法測定汞（Hg）含量。結果表明：砷、鎘、鉛和汞含量全部檢測數據遠低于國家相關標準規定的限量，硒有效檢出率為37.1%，最高含量為0.797 mg/kg；方差分析結果表明：重金屬種類、食藥用菌種類兩因素對于重金屬含量影響顯著相關，且兩者間存在交互作用；靈芝與香菇對砷、鎘、鉛和汞的吸附特性非常一致，而黑木耳表現出顯著差異，尤其對鉛有相對高的吸附特征。安徽省東至縣由于得天獨厚的自然生態優勢，適宜大規模種植食藥用菌，食藥用菌產業可以安全、健康發展。

關鍵詞：農產品安全；食藥用菌；重金屬含量；方差分析

Investigation of heavy metal levels in the edible fungi mainly cultivated in Dongzhi County of Anhui province

YU Yiwu^1,2, WANG dunqi³, XIAO Qingqing¹, CHEN Qun¹, LIAO Hong¹, REN Xueqing¹, DU Junhua⁴

¹ Department of Biology and Environment Engineering, Hefei University, Hefei 230601, Anhui Province, China

²Anhui Guotai Zhongxin Detection Technology Co., Ltd., Hefei 230011, Anhui Province, China

³Planting Management Bureau of Dongzhi County, Chizhou 247200, Anhui Province, China

⁴Life School, Qinghai Normal University, Xining 810008, Qinghai Province, China

Abstract: Because the edible fungi are rich in negatively charged macromolecules, such as polysaccharides, they have some adsorption capacity of heavy metals. Heavy metal level in edible fungi is always a hot issue about the safety of agricultural products. A total of 62 samples of Ganoderma lingzhi, Auricularia heimuer and Lentinula edodes massively planted in Dongzhi County, Anhui Province were collected by random sampling. The contents of Lead (Pb), Arsenic (As), Cadmium (Cd) and Selenium (Se) were determined by Inductively Coupled Plasma mass Spectrometry (ICP-MS) as well as the content of mercury (Hg) was determined by Atomic Fluorescence Spectrometry. The results showed that the contents of arsenic, cadmium, lead and mercury were far below the limits stipulated in National Standard for Food Safety. The valid detectable rate of selenium was 37.1%, and the highest content was 0.797 mg/kg. The results of variance analysis showed that the factors of heavy metals and edible fungi had significant effects on heavy metal levels, and there was interaction between them. The attachment characteristics of Ganoderma lingzhi and Lentinula edodes adsorbing arsenic, cadmium, lead and mercury were very consistent, while that of Auricularia heimuer showed significant differences, especially for adsorbing lead. Due to the natural and ecological advantages in Dongzhi County, edible fungi are most suitable for large-scale cultivating there to support the healthy development of edible fungi industry.

Key words: Safety of agricultural products; Edible fungi; Heavy metal contents; Variance analysis

進入20世紀，我國食藥用菌產量與產值呈直線上升趨勢，近三年一直保持穩中有升的態勢，中國食用菌協會新頒布統計數據顯示2017年產量3712萬噸，產值2721多億。食藥用菌由于富含多糖等帶負電荷的高分子物質，有一定吸附金屬離子的能力，其中對人健康有較大影響的重金屬備受關注。較早調查結果表明，食藥用菌重金屬總體上十分安全，且由于栽培基質和人工管理的原因，人工栽培食藥用菌較野生菌更安全，野生菌重金屬超標比例高于人工栽培產品^[1-4]。安徽是食藥用菌產業大省之一，但鮮見關于食藥用菌農殘安全的報道^[5]。東至縣位居安徽省西南門戶，是全國黑木耳生產基地縣、安徽省食藥用菌生產大縣，種植品種主要為黑木耳、靈芝和香菇，年產值突破3億元，有較強的皖南山區地域代表性。本文在東至縣葛公、堯渡、洋湖、龍泉四鎮采用實地隨機抽樣的方式采集靈芝、黑木耳和香菇62個樣本，測定鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Cd）、汞（Hg）和硒（Se）含量，旨在為安徽省食藥用菌安全生產提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

樣品采集時間為2018年3月至8月，采集方式以走訪種植戶實地采集干制品為主、農貿市場采集鮮品為輔，少量鮮品采集后立即烘干保存。共采集樣品62份，其中靈芝22份，黑木耳和香菇各20份，樣品中靈芝全部為椴木栽培，黑木耳和香菇少量為椴木栽培、多數為代料栽培。

1.2儀器與試劑

AFS-933原子熒光分光光度計（北京吉天儀器有限公司）；iCAP-Q電感耦合等離子體質譜儀（賽默飛世爾科技（中國）有限公司）；ATX224電子天平（島津企業管理（中國）有限公司）；H6012B TANK-BASIC高壓密閉微波消解系統（上海新儀微波化學科技有限公司）；SH420恒溫趕酸儀（濟南海能儀器股份有限公司）；FST-TOP-221超純水儀（上海富詩特儀器設備有限公司）。

汞標準品，中國計量科學研究院產品，編號：GBW08617，批號：17031，濃度：1000μg/mL；鉛標準品，中國計量科學研究院產品，編號：GBW08619，批號：16063，濃度：1000μg/mL；鎘標準品，國家有色金屬及電子材料分析測試中心國標檢驗認證有限公司產品，編號：GSB04-1721-2004，批號：169026-1，濃度：1000μg/mL；砷標準品，國家有色金屬及電子材料分析測試中心國標檢驗認證有限公司產品，編號：GSB04-1714-2004，批號：16A005-3，濃度：1000μg/mL；硒標準品，國家有色金屬及電子材料分析測試中心國標檢驗認證有限公司產品，編號：GSB04-1751-2004，批號：168042-2，濃度：1000μg/mL；鹽酸、硝酸和高氯酸，均為優級純。

1.3 方法

1.3.1 檢測方法

汞實驗嚴格按照《食品安全國家標準食品中總汞及有機汞的測定》（GB 5009.17-2014）規定的操作步驟執行。保持菇蓋、菇柄自然比例，烘干至恒重后高速粉碎均勻，四分法取樣至少100 g樣品。精密稱取1.000 g置于聚四氟乙烯內罐中，加入5 mL硝酸，加蓋放置1 h，放入微波消解系統消解試樣。冷卻后取出消解罐，緩慢打開罐蓋排氣，用少量水沖洗內蓋，放在恒溫趕酸儀中，于80 ℃加熱5 min趕去棕色氣體。冷卻至常溫后，將消化液轉移至25 mL塑料容量瓶中，用少量水分3次洗滌內罐，用一級水定容至刻度，混勻備用，同時做樣品空白對照試驗。光電倍增管負高壓：240 V；汞空心陰極燈電流：30 mA；原子化器溫度：300 ℃；載氣流速：500 mL/min；屏蔽氣流速：1000 mL/min。根據標準曲線計算待測液中汞元素的濃度。

其它金屬元素檢測實驗嚴格按照《食品安全國家標準食品中多元素的測定》（GB 5009.268-2016）規定的操作步驟執行。保持菇蓋、菇柄自然比例，烘干至恒重后高速粉碎均勻，四分法取樣至少100 g樣品。精密稱取1.000 g置于聚四氟乙烯內罐中，加入5 mL硝酸，加蓋放置1 h，放入微波消解系統消解試樣。冷卻后取出消解罐，緩慢打開罐蓋排氣，用少量水沖洗內蓋，放在恒溫趕酸儀中，于100 ℃加熱30 min趕去棕色氣體。冷卻至常溫后，將消化液轉移至25 mL容量瓶中，用一級水定容至刻度，混勻備用，同時做樣品空白對照試驗。最后將試樣溶液注入電感耦合等離子體質譜儀中，根據標準曲線計算待測液中相應元素的濃度。

1.3.2 質量控制

所有檢測樣品均進行平行樣、空白樣測定，同時檢測標準物質；在測定過程中每測定30 份樣品做1個標準溶液回讀，同時監測內標漂移。標準溶液回讀和內標漂移變化不超過20%，認為儀器穩定。

1.3.3 評價標準

按GB 2762-2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》、GB 1903.22-2016《食品安全國家標準 食品營養強化劑富硒食用菌粉》和DBS42/ 002-2014 《食品安全地方標準 富有機硒食品硒含量要求》進行評價。

1.4 統計學分析

采用IBM SPSS Statistics軟件（Ver.22）對數據進行整理分析。

2 結果與分析

2.1重金屬含量總體情況

62份樣品中重金屬含量統計見表1，鉛、砷、鎘和汞含量均遠低于國家限量標準GB 2762-2017《食品安全 國家標準食品中污染物限量》規定的限量。62份樣品中有23份試樣中檢出硒，有效檢出率為37.1%，按照GB 1903.22-2016《食品安全國家標準 食品營養強化劑富硒食用菌粉》和DBS42/002-2014 《食品安全地方標準 富有機硒食品硒含量要求》，檢測出硒的樣品均未達到富硒農產品等級，下文未將硒的數據納入方差分析內容。

表1  62份食藥用菌樣品重金屬含量概況

Table 1  General situation of heavy metal contents in 62 samples of edible fungi

2.2對數據的箱線圖分析與處理

從表1可以看出，62份樣品中重金屬含量變異范圍較寬，不能通過方差齊性檢驗，因此采用箱線圖排除異常值。剔除異常值后的重金屬含量的箱線圖見圖1~圖3，箱線圖清晰顯示所采集樣本檢測數據的正態分布趨

圖1  靈芝重金屬含量的箱線圖

Fig. 1  Box diagram of heavy metal contents in Ganoderma lingzhi

圖2  黑木耳重金屬含量的箱線圖

Fig. 2  Box diagram of heavy metal contents in Auricularia heimuer

圖3  香菇重金屬含量的箱線圖

Fig. 3  Box diagram of heavy metal contents in Lentinula edodes

通過箱線圖排除異常值（香菇砷異常值最多，為5個）后，分組數據均通過Levene方差齊性檢驗。

2.3 單因素方差分析

以砷、鎘、鉛和汞四種重金屬種類作為自變量，以重金屬含量作為因變量，進行單因素方差分析。靈芝、黑木耳和香菇的四種重金屬含量平均數間均存在顯著差異（P<0.001，表2）。應用S-N-K法對平均數進行兩兩比較分析，結果表明：靈芝鎘和汞之間差異不顯著，但與砷、鉛三者之間差異顯著（P<0.05）；黑木耳砷、鎘、汞三者之間無顯著差異，但三者與鉛有顯著差異（P<0.05）；香菇砷和鉛之間、鎘和汞之間無顯著差異，但砷、鉛與鎘、汞之間存在顯著差異（P<0.05）。

表2  重金屬含量單因素方差分析結果

Table 2  Single factor ANOVA analysis of heavy metal contents

2.4  兩因素方差分析

以砷、鎘、鉛和汞重金屬種類作為一個影響因子，以靈芝、黑木耳和香菇食藥用菌種類作為另一個影響因子，以重金屬含量作為因變量，進行兩因素方差分析，分析結果見表3。重金屬種類和食藥用菌種類兩因素對于重金屬含量均有顯著影響（P<0.001），且兩者間存在交互作用（P<0.001）。

表3  重金屬含量兩因素方差分析結果*

Table 8  Two factors ANOVA analysis of heavy metal contents*

* R² = 0.862

  以重金屬種類為橫坐標、重金屬含量作縱坐標，將去除異常值后的靈芝、黑木耳和香菇重金屬含量均值作在同一張圖上（圖4）。三條折線圖的交叉說明兩因素交互作用的存在，靈芝、香菇折線圖的高度一致，表明二者對砷、鎘、鉛和汞的吸附特性非常一致，而黑木耳表現出顯著差異，尤其對鉛有相對高的吸附特性。

圖4  去除異常值后三種食藥用菌重金屬含量均值圖

Fig. 4   Mean values of heavy metal contents in the edible fungi after removing abnormal values

3 小結

食藥用菌吸附重金屬的機制主要有生物吸附和主動吸收兩種作用方式，存在細胞膜載體和通道競爭^[6-8]。不同研究工作報道的食藥用菌重金屬含量相差較大說明含量與栽培料及土壤中的重金屬含量、酸堿度、有機質甚至空氣污染等因素密切相關 ^[4,5,9,10]。東至縣種植的食藥用菌重金屬含量遠低于國家相關標準限量，與就地取材的栽培料、土壤、水、空氣相關，說明安徽省東至縣自然生態優勢得天獨厚，適宜大規模種植食藥用菌。

食藥用菌吸附重金屬能力與其自身因素相關，如菌絲體、子實體形態特征、糖蛋白分子結構、降解栽培料的方式和能力等^[9]，從而導致大部分食藥用菌品種對環境重金屬吸收敏感度不同，表現出不同品種對同種重金屬的吸附能力不同，相同品種對不同重金屬的吸附能力也有較大差異^[11]。本文兩因素方差分析結果說明重金屬種類、食藥用菌種類對重金屬吸附行為具有顯著影響，且二者間存在交互作用，圖4三條折線圖的交叉亦說明兩因素交互作用的存在。食藥用菌吸附重金屬的內在機理值得進一步深入研究。

硒是人體必需的微量元素，食藥用菌由于富含多糖、蛋白等帶負電荷的高分子物質，對包括硒、鍺在內的金屬類陽離子吸附能力相對較強，且吸附過程中陽離子間有拮抗作用，因此，栽培富硒、富鍺食藥用菌是提高附加值的一項重要手段^[12]。在自然環境中，硒是一個活潑、易遷移，既易分散也會在某種情況下高度富集的元素，它在環境中的分布是不均勻的^[13]。本文62份樣品中硒有效檢出率為37.1%，其中一份來自葛公的香菇樣品含硒量最高，為0.797 mg/kg，說明東至縣硒資源分布的不均勻性。因此，調查東至縣硒資源分布規律，查找合適富硒栽培料和富硒土壤，發展具有東至特色的富硒食藥用菌栽培將有廣闊前景。

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基金項目：安徽省重點研究與開發計劃項目（1804a0802224），國家自然科學基金項目（41501355），青海省科技計劃項目（2018-ZJ-790）

作者簡介：余宜武（1985.01-），男，本科，工程師，主要從事農產品質量安全檢驗研究。E-mail：yuyiwusky@163.com

*本文通信作者　E-mail：chenqun@hfuu.edu.cn