云南野生牛肝菌中砷元素含量測定及食用安全評(píng)價(jià)

楊天偉，張霽，劉鴻高，王元忠,*

1. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所，昆明 650200 2. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，昆明 650201 3. 云南省省級(jí)中藥原料質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)服務(wù)中心，昆明 65200

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云南野生牛肝菌中砷元素含量測定及食用安全評(píng)價(jià)

楊天偉1,2，張霽1,3，劉鴻高2，王元忠1,3,*

1. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所，昆明 650200 2. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，昆明 650201 3. 云南省省級(jí)中藥原料質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)服務(wù)中心，昆明 65200

通過ICP-AES法測定了26個(gè)云南野生牛肝菌居群中As元素含量，分析不同地區(qū)、種類牛肝菌對(duì)As的富集特征；采用單項(xiàng)污染指數(shù)法評(píng)價(jià)云南野生牛肝菌的As污染水平；根據(jù)FAO/WHO規(guī)定的每周As允許攝入量評(píng)估野生牛肝菌的As暴露風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果顯示：(1)不同產(chǎn)地、種類牛肝菌中As含量差異明顯，其中菌蓋的As平均含量在(0.18±0.31)～(13.33±2.21) mg·kg-1dw之間，菌柄的As平均含量在(0.06±0.10)～(17.09±5.8) mg·kg-1dw之間；表明牛肝菌對(duì)As元素的富集程度與牛肝菌種類、生長環(huán)境等因素有關(guān)；(2)不同種類牛肝菌菌蓋、菌柄的As污染指數(shù)分別在0.35～26.66及0.12～34.20之間，且多數(shù)牛肝菌的As污染指數(shù)大于1，表明多數(shù)牛肝菌的As含量超過GB2762-2012規(guī)定的限量標(biāo)準(zhǔn)，處于重污染水平；(3)若成年人每周食用500 g新鮮牛肝菌，則通過牛肝菌攝入的As均低于FAO/WHO規(guī)定的PTWI標(biāo)準(zhǔn)(As≤0.9 mg)，未達(dá)到As暴露水平；然而日常生活中人們除了通過野生牛肝菌攝入As元素外還會(huì)通過其他食物(大米、肉類等)、飲水、呼吸等途徑攝入As元素，因此，為了防止As暴露危害人體健康，不宜大量或長期食用野生牛肝菌。

砷；野生牛肝菌；健康風(fēng)險(xiǎn)；單項(xiàng)污染指數(shù)；云南

Received 16 November 2015 accepted 2 January 2016

砷(As)及其化合物是公認(rèn)的有毒致癌物質(zhì)，其中無機(jī)砷的毒性、致癌、致突變性大于有機(jī)砷[1-3]。As及其化合物可通過食物、水、呼吸和皮膚接觸進(jìn)入人體，蓄積于人體的組織或器官，當(dāng)As蓄積量超過一定限量時(shí)，會(huì)影響人體健康和生命安全[4-7]。食物和飲水是人體攝入As的重要途徑，尤其通過食物攝入的As占人體內(nèi)總As的比例較高，因此食物中的As成為非職業(yè)性As暴露的主要原因[8-9]。

食用菌營養(yǎng)豐富，味道鮮美被譽(yù)為21世紀(jì)綠色優(yōu)質(zhì)的健康食品[10-11]；隨著人民生活水平提高，食用菌成為餐桌上接人待客的佳肴[12]。云南野生牛肝菌是世界性著名食用菌，它不僅是煲湯、火鍋的重要食材，也是罐頭、糕點(diǎn)的美味配料，目前已出口到英國、德國、意大利、日本等40多個(gè)國家。然而研究顯示，野生食用菌對(duì)重金屬有很強(qiáng)的富集能力，因此食用菌中有毒重金屬超標(biāo)成為消費(fèi)者重金屬暴露的潛在風(fēng)險(xiǎn)[13-17]。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，食用菌對(duì)As元素有很強(qiáng)的富集能力；1998年丹麥的學(xué)者研究了As污染與未污染地區(qū)紫蠟?zāi)?Laccaria amethystina)對(duì)As的富集程度，發(fā)現(xiàn)污染地區(qū)紫蠟?zāi)⒌腁s含量能達(dá)到1 420 mg·kg-1dry weight (dw)[18]。Zhang等[19]測定了云南不同地區(qū)野生蠟?zāi)僬婢腁s含量，發(fā)現(xiàn)紅蠟?zāi)?Laccaria laccata)，紅榛色蠟?zāi)?Laccaria vinaceoave)和紫晶蠟?zāi)?Laccaria amethysthea)的菌蓋中As含量均有超標(biāo)現(xiàn)象，食用有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。Liu等[20]采用ICP-MS測定了采自云南不同地區(qū)的8種野生食用菌的As含量，結(jié)果顯示美味牛肝菌(Boletus edulis)、大紅菇(Russula alutacea)、松口蘑(Tricholoma matsutake)等多種食用菌的As含量超標(biāo)。因此分析野生食用菌中As元素含量，了解野生食用菌對(duì)As的富集特征及進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有重要意義。

本文采集了10多種云南常見的野生牛肝菌樣品，采用ICP-AES法測定了牛肝菌中As元素含量，分析不同種類牛肝菌對(duì)As的富集規(guī)律，根據(jù)GB2762-2012規(guī)定的食用菌污染物限量標(biāo)準(zhǔn)分析野生牛肝菌的As污染水平；按聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)規(guī)定的每周As允許攝入量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行食用安全評(píng)估，為野生牛肝菌的食用安全評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 材料與方法 (Materials and methods)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

野生牛肝菌采集后用塑料刀刮去泥土、砂石、雜草、枯枝等異物，依次用自來水和超純水清洗，于恒溫箱中50 ℃烘干至恒重，粉碎過80目塑料篩盤，保存于聚乙烯自封袋中，備用。牛肝菌種類及采集地點(diǎn)見表1。

1.2 儀器及試劑

儀器：ICPE-9000電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(日本島津公司)；MARS6型微波消解儀(美國CEM公司)。

試劑：65%硝酸(優(yōu)級(jí)純)，30%過氧化氫(分析純)，As元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(濟(jì)南眾標(biāo)科技有限公司)；生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)選用茶葉(GBW07605)和菠菜(GBW10015)(地礦部物化探研究所)，超純水。

1.3 消解牛肝菌樣品

精密稱取0.3000 g牛肝菌樣品，放入消解罐中，加入6 mL硝酸，3 mL 30%雙氧水和1 mL超純水，加蓋密封，按表2的微波消解步驟及條件將牛肝菌樣品消解完全，冷卻后取出消解罐；將消解液完全轉(zhuǎn)移到25 mL具塞比色管，用超純水定容到25 mL刻度線，搖勻，澄清后待測。用上述方法消解茶葉、菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及制備空白樣品。

表1 牛肝菌樣品信息

表2 微波消解條件

1.4 建立標(biāo)準(zhǔn)曲線

取1 mL As元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 000 μg·mL-1)于100 mL容量瓶中，用10% HNO3定容到刻度線，搖勻，配成10 μg·mL-1的As標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。分別取0.00、0.20、0.50、1.00、5.00、10.00 mL As元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(10 μg·mL-1)于100 mL容量瓶中，用10% HNO3定容，配制成0.0、0.02、0.05、0.1、0.5、1.0 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液用于建立As元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.5 As含量測定

ICP-AES的工作參數(shù)設(shè)定為：等離子體氣流速為10 L·min-1，載氣流速為0.7 L·min-1，輔助氣流速為0.6 L·min-1，高頻頻率為27.12 MHz，輸出功率為1.2 kW。As元素的測定波長選擇189.042 nm；按從低到高的濃度梯度測定1.4節(jié)配制的As元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線；然后測定空白試樣，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(茶葉、菠菜)和牛肝菌樣品的As含量。

1.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

牛肝菌的As元素含量進(jìn)行方差分析，比較不同種類牛肝菌對(duì)As的富集情況；根據(jù)FAO/WHO規(guī)定的每周As允許攝入量標(biāo)準(zhǔn)和我國GB2762-2012規(guī)定的食用菌As限量標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估野生牛肝菌食用安全性及As暴露風(fēng)險(xiǎn)。以單項(xiàng)污染指數(shù)法分析As的污染程度，其計(jì)算公式為：

PAs=CAs/SAs

其中PAs為牛肝菌的As污染指數(shù)，CAs為牛肝菌樣品的As含量，SAs為食用菌及其制品中As限量標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與討論(Results and discussion)

2.1 方法學(xué)考察

As元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：y=0.0935x+0.2117相關(guān)系數(shù)r2=0.9994。平行3次測定茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW07605)中As平均含量為(0.274±0.06) mg·kg-1與標(biāo)準(zhǔn)值(0.28±0.04) mg·kg-1相近，菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10015)的As含量測定值為(0.21±0.02) mg·kg-1與標(biāo)準(zhǔn)值(0.23±0.03) mg·kg-1比較接近；牛肝菌樣品的As加標(biāo)回收率為92.8%，表明該方法準(zhǔn)確、可靠。

表3 牛肝菌的As含量及菌蓋、菌柄的含量比

注：ND表示未檢出；Q(c/s)指菌蓋與菌柄的As含量比。

Note: ND is not detected; Q(c/s)is the As concentration quotient of cap to stipe.

2.2 牛肝菌As含量分析

牛肝菌樣品的As含量測定結(jié)果見表3。由表3可知不同種類、產(chǎn)地牛肝菌菌蓋、菌柄的As含量存在明顯差異，其中采自玉溪易門普貝的栗色牛肝菌菌蓋、菌柄的As平均含量最低分別為：(0.18±0.31) mg·kg-1dw和(0.06±0.10) mg·kg-1dw，而采自昆明五華區(qū)的灰疣柄牛肝菌菌蓋、菌柄的As含量最高分別為(13.33±2.21) mg·kg-1dw和(17.09±5.8) mg·kg-1dw，這2種牛肝菌菌蓋或菌柄的As含量均具有顯著性差異(P<0.05)。采自普洱思茅區(qū)的絨柄牛肝菌菌蓋、菌柄的As含量僅次于昆明五華區(qū)的灰疣柄牛肝菌，分別達(dá)到(10.81±3.03) mg·kg-1dw和(13.38±2.75) mg·kg-1dw；2種牛肝菌菌蓋的As含量存在差異但未到達(dá)顯著水平，而菌柄的As含量差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)；不同種類、產(chǎn)地牛肝菌的砷含量差異可能與牛肝菌種類及不同地區(qū)土壤、氣候等環(huán)境差異有關(guān)。

由同一居群不同牛肝菌子實(shí)體的As含量范圍可知，同一種牛肝菌不同子實(shí)體間的As含量有明顯差異。比如采自普洱思茅區(qū)的10個(gè)絨柄牛肝菌子實(shí)體(2號(hào)樣品)菌蓋的As含量在0.04～10.34 mg·kg-1dw之間，菌柄的As含量在0.37～6.35 mg·kg-1dw之間；采自昆明晉寧寶峰的11個(gè)美味牛肝菌子實(shí)體(9號(hào)樣品)菌蓋、菌柄的As含量分別在0.05～1.79 mg·kg-1dw和未檢出～1.16 mg·kg-1dw之間，表明牛肝菌對(duì)As元素的富集程度還與牛肝菌的生長階段、子實(shí)體大小等自身因素有關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)所測定的牛肝菌樣品中As含量遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)報(bào)道的蠟?zāi)?Laccaria)真菌及紫星裂盤菌(Sarcosphaera coronaria)的As最高含量值[19,21]。Zhang等[22]測定了云南及周邊地區(qū)48種野生食藥用蘑菇中As元素含量，發(fā)現(xiàn)不同種類野生菌中As含量有明顯差異，其中黃硬皮馬勃(Scleroderma citrinum)的As含量最高為1.7 mg·kg-1dw，香菇(Lentinus edodes)中含量最低，僅為0.019 mg·kg-1dw，多數(shù)牛肝菌樣品的As含量低于0.8 mg·kg-1dw。黃晨陽等[23]測定了12種野生食用菌的重金屬含量，發(fā)現(xiàn)華麗牛肝菌(Boletus magnificus)的As含量最低為0.55 mg·kg-1dw，而松茸(Tricholoma matsutake)的As含量最高，達(dá)到5.2 mg·kg-1dw。Ayaz等[24]測定了土耳其地區(qū)野生食用菌中多種礦質(zhì)元素含量，發(fā)現(xiàn)紅蠟?zāi)⒅蠥s含量最高，而美味牛肝菌、雞油菌(Cantharellus cibarius)等樣品中未未檢出。

2.3 牛肝菌不同部位As含量差異分析

研究報(bào)道，元素在食用菌的不同部位中分布不均勻，一般呈現(xiàn)菌蓋>菌柄的規(guī)律，但也因元素種類及食用菌物種不同而存在差異[25]。牛肝菌菌蓋與菌柄的As含量比(QC/S)能反映出菌蓋、菌柄對(duì)As元素的富集能力差異。由表3可知，不同產(chǎn)地、種類牛肝菌菌蓋、菌柄的As含量比(QC/S)介于0.19～2.99之間，其中采自曲靖澤桂花樹的黑絨蓋牛肝菌的QC/S值最小，菌蓋的As含量遠(yuǎn)低于菌柄；采自玉溪易門普貝的栗色牛肝菌菌蓋的As含量是菌柄的2.99倍(QC/S=2.99)；而樣品4和樣品12的QC/S分別為1.04和0.91，表明菌蓋、菌柄的As含量較接近。綜上可知，本研究中牛肝菌不同部位對(duì)As的富集程度沒有規(guī)律可循，存在菌蓋含量高于菌柄或菌柄的含量高于菌蓋的情況，也存在菌蓋與菌柄As含量比較接近的現(xiàn)象，這可能與牛肝菌對(duì)As元素的富集特性有關(guān)。

表4 不同種類牛肝菌的As污染指數(shù)及As攝入量估計(jì)

注：“*”指食用500 g新鮮牛肝菌攝入的As。

Note:“*”is As intake estimates when consumption of 500 g fresh bolete.

2.4 牛肝菌食用安全評(píng)估

2.4.1 As污染指數(shù)

根據(jù)GB2762-2012規(guī)定的食用菌及其制品中As限量標(biāo)準(zhǔn)(As≤0.5 mg·kg-1)及牛肝菌樣品的As含量計(jì)算牛肝菌的As的污染指數(shù)；一般認(rèn)為污染指數(shù)大于1，則樣品處于重污染水平。由表4可知，牛肝菌菌蓋、菌柄的As污染指數(shù)在0.35～26.66及0.12～34.20之間；80%以上牛肝菌的As污染指數(shù)大于1，表明多數(shù)牛肝菌處于重污染水平，其中采自昆明五華區(qū)的灰疣柄牛肝菌菌蓋、菌柄的As含量是分別是GB2762-2012規(guī)定的食用菌As限量標(biāo)準(zhǔn)的26.66倍和34.20倍，As超標(biāo)嚴(yán)重。

2.4.2 每周允許攝入量(PTWI)

FAO/WHO規(guī)定每周As允許攝入量應(yīng)≤0.015 mg·kg-1body weight (bw)[26]。以成年人平均體重60 kg計(jì)算，則每人一周允許攝入的As為：60 kg×0.015 mg·kg-1=0.9 mg。假設(shè)成年人每周食用500 g新鮮牛肝菌，則通過牛肝菌攝入的As為：500×10%×牛肝菌的As含量(其中10%為牛肝菌干重約占其總質(zhì)量的比例)。

由表4可知成年人每周食用500 g新鮮牛肝菌菌蓋或菌柄，攝入的As分別在0.01～0.67 mg和0.003～0.85 mg之間。與PTWI標(biāo)準(zhǔn)(As≤0.9 mg)相比，通過食用500 g新鮮牛肝菌攝入的As均低于PTWI標(biāo)準(zhǔn)；然而食用500 g采自昆明五華區(qū)的灰疣柄牛肝菌攝入的As與PTWI標(biāo)準(zhǔn)十分接近，同時(shí)日常生活中人們還通過其他食物攝入As元素，因此，為了防止As暴露危害人體健康，不宜大量或長期食用灰疣柄牛肝菌。

采用ICP-AES法測定了云南不同地區(qū)、種類牛肝菌中As元素含量，結(jié)果顯示不同產(chǎn)地、種類牛肝菌中As含量差異明顯，菌蓋、菌柄的As平均含量分別在：(0.18±0.31)～(13.33±2.21) mg·kg-1dw和(0.06±0.10)～(17.09±5.8) mg·kg-1dw之間；同一居群不同牛肝菌子實(shí)體之間的As含量也存在差異，表明牛肝菌對(duì)As元素的富集程度不僅與牛肝菌種類、生長環(huán)境等因素有關(guān)，還與牛肝菌的生長階段、子實(shí)體大小等自身因素有關(guān)。

根據(jù)GB 2762-2012規(guī)定的食用菌As限量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算牛肝菌的As污染指數(shù)，結(jié)果顯示多數(shù)牛肝菌的As污染指數(shù)大于1，其中采自昆明五華區(qū)的灰疣柄牛肝菌菌蓋、菌柄的As污染指數(shù)分別為26.66和34.20，該牛肝菌As超標(biāo)嚴(yán)重，處于重污染水平。若成年人每周食用500 g新鮮牛肝菌，則通過牛肝菌攝入的As均低于FAO/WHO規(guī)定的PTWI標(biāo)準(zhǔn)(As≤0.9 mg)；因此，每周食用500 g新鮮牛肝菌理論上未達(dá)到As暴露水平。然而日常生活中人們除了通過食用野生牛肝菌攝入As元素外還會(huì)通過其他食物(大米、肉類等)、飲水、呼吸等途徑攝入As元素[8-9]，因此，為了防止As暴露危害人體健康，不宜大量或長期食用野生牛肝菌。

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Determination and Food Safety Assessment of Arsenic in Wild-grown Bolete Mushrooms from Yunnan Province

Yang Tianwei1,2, Zhang Ji1,3, Liu Honggao2, Wang Yuanzhong1,3,*

1. Institute of Medicinal Plants, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650200, China 2. College of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China 3. Yunnan Technical Center for Quality of Chinese Materia Medica, Kunming 650200, China

In this study the arsenic (As) contents in 26 wild-grown bolete populations from Yunnan Province were determined by ICP-AES. The accumulation characteristics of As in different species of bolete mushrooms from different origins were analyzed. The As pollution level in bolete mushrooms from Yunnan Province was evaluated by single pollution index. The As exposure risk via the wild-grown bolete mushrooms was assessed according to As Provisional Tolerable Weekly Intake (PTWI) recommended by the United Nations Food and Agriculture Organization and the World Health Organization (FAO/WHO). The results showed that (1) there were significant differences in As contents in different species of bolete mushrooms from different origins, and the As content in caps and stipes were in the range of (0.18±0.31)-(13.33±2.21) mg·kg-1dw and (0.06±0.10)-(17.09±5.8) mg·kg-1dw, respectively. It is demonstrated that the bioaccumulation factors of As in bolete mushrooms is related with the growth environment and bolete species. (2) The As pollution index in caps and stipes of bolete mushrooms were between 0.35-26.66 and 0.12-34.2 respectively, and most of the them were greater than 1. It is indicated that the contents of As in most bolete mushrooms exceeded the As standard limit which is prescribed by GB2762-2012 implying that As content in bolete was in heavy pollution. (3) If the adults takes 500 g fresh bolete mushrooms a week, As intakes of all boletes were below the acceptable intake (As≤0.9 mg) without health risk. But in daily life people will take in As by other ways such as other food (rice, meat, and etc.), drinking water and breathing besides bolete mushrooms. Therefore, in order to prevent the harm to human health, the long-term or excessive intake of wild-grown bolete mushrooms was not recommended.

arsenic; wild bolete; health risk; single pollution index; Yunnan

10.7524/AJE.1673-5897.20151116002

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31260496, 31460538)

楊天偉(1989-)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)橐吧秤镁Y源評(píng)價(jià)與應(yīng)用，E-mail: yangtianweizj@126.com

*通訊作者(Corresponding author)， E-mail: yzwang1981@126.com

2015-11-16 錄用日期：2016-01-02

1673-5897(2016)2-755-07

X171.5

A

簡介：王元忠(1981-)，男，碩士，助理研究員，主要從事藥用植物和藥用真菌資源評(píng)價(jià)和利用研究，發(fā)表學(xué)術(shù)論文190余篇。

楊天偉, 張霽, 劉鴻高, 等. 云南野生牛肝菌中砷元素含量測定及食用安全評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2016, 11(2): 755-761

Yang T W, Zhang J, Liu H G, et al. Determination and food safety assessment of arsenic in wild-grown bolete mushrooms from Yunnan Province [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2016, 11(2): 755-761 (in Chinese)