云南省不同地區(qū)松茸中重金屬含量分析*

黃天驥，張微思，邊銀丙，熊永生，郭永紅**

（1.昆明食用菌研究所，云南 昆明 650223；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用真菌研究所，湖北 武漢 430070)

云南省是中國(guó)野生食用菌種類最大的地區(qū)[1]。松茸Tricholoma matsutake (S.Ito et)Sing.[2]，是一種珍稀名貴野生食用菌，營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美，有菌中之王的美譽(yù)。松茸是云南省野生食用菌中的重要要種類，也是主要出口野生菌之一[1]。松茸在云南省有廣泛的分布，主要分布在昆明市、曲靖市、玉溪市、保山市、麗江市、楚雄彝族自治州、大理白族自治州和迪慶藏族自治州等地區(qū)。

As、Cd、Hg、Pb是對(duì)人類健康造成危害的主要重金屬[3，4]，也是食用菌中最常見的污染重金屬元素[5，6]。 由于食用菌對(duì)重金屬元素具有較強(qiáng)的富集和生物轉(zhuǎn)化作用[7]，食用菌中重金屬已引起廣泛關(guān)注[8-10]。

野生食用菌中重金屬含量與環(huán)境因素密切相關(guān)，同種食用菌中重金屬含量因產(chǎn)地不同而有一定差異[7，11]。在環(huán)境污染很少的地帶，食用菌中的重金屬元素主要來自于水和土壤，Kirchner等通過土壤和食用菌中210Pb含量比較，發(fā)現(xiàn)食用菌中的Pb主要來自土壤，而大氣污染占很小一部分[12]；空氣對(duì)食用菌中重金屬的影響在環(huán)境污染比較嚴(yán)重的地帶比較顯著，Michelot等分析法國(guó)巴黎地區(qū)92種食用菌15種重金屬的含量，發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)在樹木上的刺芹側(cè)耳（Pleurotus eryngii）和牛舌菌 （Fistulina hepatica）中所含的Hg主要源于大氣中的Hg污染，而且同一種食用菌在某些元素含量上因產(chǎn)地不同而有一定差異[11]。

本研究采集了云南省松茸主要產(chǎn)區(qū)的9個(gè)州市的樣品，通過微波消化和ICP-oTOFMS檢測(cè)，分析不同產(chǎn)區(qū)松茸中As、Cd、Hg、Pb在菌柄菌蓋中的含量及相互關(guān)系，為松茸中重金屬的背景值和子實(shí)體不同部位對(duì)重金屬的富集規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及其來源

2009年～2010年在云南省采集9個(gè)州市的新鮮松茸樣本，樣品信息見表1。

表1 樣品信息

1.2 主要儀器與試劑

微波消化萃取儀Multiwave 3000（Anton Paar）、直角加速飛行質(zhì)譜儀 ICP－oTOFMS （OptiMass 9500，GBC）、超純水儀 （ELGA， 18.2 Ω·cm－1）、 電子天平 （BS224S）。

砷元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) （GBW08611）；鎘元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) （GBW08612）； 汞元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) （GBW08617）；鉛元素溶液標(biāo)準(zhǔn) （GBW08619）；茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW07605）； HNO3、 H2O2均為優(yōu)級(jí)純。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品前處理

采集的新鮮松茸樣品，去除表面雜物，超純水洗凈，分菌柄和菌蓋兩部分，勻漿。準(zhǔn)確稱取3.0 g（精確到0.0001 g）松茸樣品于消解罐 （消解前用5 mL HNO3空消解洗凈消解罐），加入8 mL HNO3和2 mL H2O2，按消解程序消解樣品，消解程序見表2。消解結(jié)束后定容到100 mL容量瓶，即為待測(cè)溶液。樣品和空白各做2個(gè)平行。

表2 Multiwave 3000工作參數(shù)

1.3.2 As、 Cd、 Hg、 Pb 含量的測(cè)定

配制1%HNO3的As、Cd、Hg、Pb標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。調(diào)節(jié)ICP－oTOFMS到理想工作狀態(tài)，主要參數(shù)見表3。測(cè)定As、 Cd、 Hg、 Pb 含量。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定

采用 1.3.1 和 1.3.2 的方法測(cè)定茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW07605）中 As、Cd、Hg、Pb含量， 并與參考值比較，確定回收率。

表3 ICP-oTOFMS主要工作參數(shù)

1.3.4 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)

配制Pb、Cd、Hg、As的混標(biāo)溶液①和②，①中Pb、Cd、 Hg、 As 濃度分別為： 1.500 μg·mL－1、 0.250 μg·mL－1、0.070 μg·mL－1、 0.500 μg·mL－1； ②中 Pb、 Cd、 Hg、 As 濃度分別為： 3.000 μg·mL－1、 0.600 μg·mL－1、 0.07 μg·mL－1、0.500 μg·mL－1。 保證加標(biāo)量與樣品本底值相近。

準(zhǔn)確稱取 3.0 g（精確到 0.0001 g）松茸樣品 （南華縣，菌柄、菌蓋），并做對(duì)應(yīng)的加標(biāo)實(shí)驗(yàn)。菌柄加標(biāo)為1 mL①，菌蓋加標(biāo)為1 mL②。用相同的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定，并做空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)，每個(gè)樣品做3個(gè)平行。確定加標(biāo)回收率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)多重比較 （Duncan）采用DPS軟件進(jìn)行，數(shù)據(jù)相關(guān)性分析采用SPSS17.0進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 松茸中As、Cd、Hg、Pb的含量和差異

松茸子實(shí)體、菌柄和菌蓋中As、Cd、Hg、Pb的含量具體情況見圖1～圖5，含量范圍和均值見表4。

表4 松茸中As、Cd、Hg、Pb的分布

利用SPSS進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，子實(shí)體中As和 Hg 呈顯著正相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)為 0.448 （p＜0.05）； 菌柄中 As 與 Hg 呈顯著正相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)為 0.533 （p＜0.05），As 與 Pb 呈顯著負(fù)相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)為 0.490 （p＜0.05）； 菌蓋中各金屬元素間無顯著相關(guān)性，As與Hg呈中度正相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)為 0.435 （p＞0.05）。

2.2 松茸菌柄、菌蓋中As含量差異

松茸菌蓋中As含量均高于菌柄，最高為 3.642倍（德欽縣），最低為1.761倍 （怒江傈僳族自治州）。方差分析表明，菌蓋、菌柄間As砷含量有顯著差異 （p=0.0002＜0.01）， As含量回歸方程為：

式中：y為菌柄中As含量；x為菌蓋中As含量；r=0.9365。

2.3 松茸菌柄、菌蓋中Cd含量差異

松茸菌蓋中 Cd含量均高于菌柄，最高為 4.867倍（德欽縣），最低為2.235倍 （大理市）。方差分析表明，菌蓋、 菌柄間 Cd 含量有顯著差異 （p=0.0003＜0.01）， Cd 含量回歸方程為：

式中：y為菌柄中Cd含量；x為菌蓋中Cd砷含量；r=0.8344。

2.4 松茸菌柄、菌蓋中Hg含量差異

富民縣、曲靖市、楚雄市、武定縣、香格里拉5個(gè)地區(qū)菌柄中Hg含量大于菌蓋，而其余的15個(gè)地區(qū)菌蓋中Hg含量大于菌柄。菌蓋與菌柄中Hg的含量差異最高為1.663倍 （易門縣）， 最低為0.761倍 （大理市）。 方差分析表明，菌蓋、菌柄間Hg含量無顯著差異 （p=0.6322）。

2.5 松茸菌柄、菌蓋中Pb含量差異

富民縣、易門縣、祿豐縣、祥云縣、洱源縣和德欽縣6個(gè)地區(qū)菌蓋中Pb含量大于菌柄，而其余的14個(gè)地區(qū)菌蓋中Pb含量大于菌柄。菌蓋與菌柄中Pb的含量差異最高為 1.577倍 （易門縣）， 最低為 0.690倍 （南華縣）。 方差分析表明，菌蓋、菌柄間Pb含量無顯著差異 （p=0.7165）。

2.6 實(shí)驗(yàn)方法的可行性與準(zhǔn)確性

2.6.1 實(shí)驗(yàn)方法的可行性分析

茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) （GBW07605）的測(cè)定結(jié)果見表5。

表5 標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)測(cè)定結(jié)果

注： 質(zhì)量分?jǐn)?shù)10－6。

從表5可以看出，測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的參考值相近，說明本方法可用于Pb、Cd、Hg、A含量的測(cè)定。

2.6.2 試驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性分析

加標(biāo)回收率的結(jié)果見表6。

表6 加標(biāo)回收率結(jié)果

4種元素的加標(biāo)回收率在84.29%～112.20%，說明本實(shí)驗(yàn)方法用于松茸中Pb、Cd、Hg、As含量的測(cè)定。

3 討論

食用菌對(duì)重金屬有很強(qiáng)的富集能力[13]。1973年Stegnar等研究發(fā)現(xiàn)網(wǎng)紋馬勃 （Lycoperdon perlatum）、毛柄庫(kù)恩菌（Kuehneromyces mutabilis）等野生菌對(duì)土壤中Hg的積累[14]，1974年Stijve等研究發(fā)現(xiàn)蘑菇屬 （Agaricus）對(duì)Cd高水平積累[15]，食用菌對(duì)重金屬的富集開始引起人們關(guān)注。從總體水平上看，食用菌中As、Cd、Hg、Pb含量都高于綠色植物[1，5，13，16]。

松茸對(duì)4種重金屬的富集能力并不相同，本研究發(fā)現(xiàn)，松茸中As、Cd、Hg、Pb的含量有較大差別。Hatvani等研究發(fā)現(xiàn)，香菇 （L.edodes）對(duì)Pb的富集能力強(qiáng)于Hg和Cd[17]。李開本等研究發(fā)現(xiàn)，巴氏蘑菇 （Agaricus blazei Murrill）富集 Cd能力強(qiáng)于 As、 Hg、 Pb[18]。 AldstadtIii等對(duì)來自不同采集地點(diǎn)的赭蓋鵝膏菌 （Amamita rubescens）中重金屬含量進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)考爾斯沼澤菌株的Cd富集量較高，而帕洛斯森林的菌株對(duì)Ba和鑭系元素的富集量較高[19]。

松茸屬于共生菌，重金屬含量主要受土壤、空氣、水和宿主影響，不同地區(qū)的松茸中As、Cd、Hg、Pb含量存在較大差異，可能受各地區(qū)土壤、空氣、水和宿主中4種重金屬背景值不同的影響，而宿主中重金屬含量也與土壤、空氣和水密切相關(guān)。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)松茸菌柄中As含量較高，但Demirba研究發(fā)現(xiàn)這些As絕大多數(shù)處于有機(jī)狀態(tài)，人們?nèi)粘ＯM(fèi)的這類食用菌的量都比較低，As中毒的危險(xiǎn)可以忽略不計(jì)[20]。

松茸菌蓋中As和Cd含量顯著高于菌柄，分別為1.761倍~3.642倍 （As）和2.235倍~4.867倍 （Cd）， 而 Hg和Pb含量在菌柄、菌蓋中并沒有顯著差異，說明子實(shí)體不同部位對(duì)重金屬富集能力存在一定差異。林衍銓等研究發(fā)現(xiàn)姬松茸 （Agaricus blazei Murrill）菌蓋Cd的積累量高出菌柄3倍左右[21]，與本實(shí)驗(yàn)中Cd在松茸菌柄、菌蓋中含量差異相近。Falandysz等發(fā)現(xiàn)四孢蘑菇 （Agariacs campestris）菌蓋中Ag的富集系數(shù)在10~670之間，而菌柄中Ag的富集系數(shù)在7.5~400之間[22]。Vaaramaa等對(duì)在芬蘭森林采集到的大型真菌子實(shí)體中Po元素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)牛肝菌科真菌菌蓋中Po含量明顯高于菌柄[23]。而García等研究則表明，在雙孢蘑菇 （Agaricus bisporus）等食用菌的子實(shí)體不同部位Pb含量并沒有顯著差異[24]，與本實(shí)驗(yàn)中Pb在松茸子實(shí)體不同部位中分布情況相似。

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