香菇二氧化硫含量超標(biāo)原因研究

徐麗紅，吳應(yīng)淼，鄭蔚然，黎天天，王偉，葉長文，胡留菁

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所，浙江 杭州 310021； 2.慶元縣食用菌科研中心，浙江 慶元 323800；3.溫洲醫(yī)科大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，浙江 溫洲 325035)

香菇(Lentinusedodes)是世界第二大食用菌，也是我國特產(chǎn)之一[1-2]。研究表明，香菇含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有降血壓、降膽固醇、預(yù)防腫瘤、增強(qiáng)免疫力等功能，是優(yōu)質(zhì)食用菌之一[3-5]。

我國是香菇第一大生產(chǎn)國和出口國，其中日本是中國主要的農(nóng)產(chǎn)品(香菇)出口國[6]，但我國干香菇對日出口一直受二氧化硫問題的困擾，出口或國內(nèi)市場曾多次檢出干香菇二氧化硫超標(biāo)[7-10]。日本“肯定列表”制度對干香菇的二氧化硫最高限量標(biāo)準(zhǔn)為30 mg·kg-1[11]。我國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)-食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)(GB 2760—2014)對干制食用菌二氧化硫的允許殘留量為50 mg·kg-1。地理標(biāo)志產(chǎn)品 慶元香菇標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 19087—2008)中對干制食用菌二氧化硫的允許殘留量為200 mg·kg-1。日本食品衛(wèi)生協(xié)會采用的干香菇二氧化硫檢測方法有試驗(yàn)法A-蒸餾堿滴定法和試驗(yàn)法B-蒸餾比色法[12]。目前我國香菇二氧化硫檢測方法通常采用GB/T 5009.34—2016食品中亞硫酸鹽的測定方法。

浙江省林業(yè)科學(xué)研究院曾對香菇中有毒有害物質(zhì)的殘留進(jìn)行分析研究認(rèn)為，影響香菇質(zhì)量安全的主要有毒有害物質(zhì)是有害重金屬鎘和二氧化硫殘留量超標(biāo)，但并未對二氧化硫超標(biāo)原因進(jìn)行后續(xù)研究[13]。平華等[14]對北京和河北地區(qū)食用菌質(zhì)量安全狀況的調(diào)查顯示，流通市場干香菇的二氧化硫殘留總檢出率為93.3%，檢出范圍在8.4～138.0 mg·kg-1，平均為48.9 mg·kg-1。根據(jù)NY/T 749—2003，允許殘留量為50 mg·kg-1，超標(biāo)率達(dá)40.0%，分析認(rèn)為超標(biāo)原因可能是產(chǎn)后保鮮、干制、貯藏中使用了危害質(zhì)量安全的硫磺、亞硫酸鹽等還原性護(hù)色劑、漂白劑等導(dǎo)致亞硫酸鹽指標(biāo)超標(biāo)，從而導(dǎo)致人們對香菇產(chǎn)品質(zhì)量安全產(chǎn)生擔(dān)憂。但作者調(diào)研，據(jù)生產(chǎn)中有很多菇農(nóng)及干香菇經(jīng)營戶反映，在產(chǎn)后保鮮、干制、貯藏中確實(shí)沒有使用硫磺、亞硫酸鹽等還原性護(hù)色劑、漂白劑，但是香菇二氧化硫超標(biāo)現(xiàn)象卻仍然存在。因此，進(jìn)行香菇二氧化硫殘留量超標(biāo)原因的研究很有意義。

為了確保香菇產(chǎn)品質(zhì)量安全，本文通過對香菇子實(shí)體進(jìn)行不同生長期二氧化硫含量檢測，以研究香菇子實(shí)體生長期間的二氧化硫含量變化模型。通過采用GB/T 5009.34—2003蒸餾滴定法及離子色譜法，研究香菇培養(yǎng)基中石膏用量對香菇二氧化硫含量的影響，以探明香菇二氧化硫超標(biāo)的原因，為控制香菇生產(chǎn)中二氧化硫含量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

不同生長期香菇二氧化硫含量檢測試驗(yàn)時(shí)間為2009年10月至2010年4月，供試香菇品種為慶元9015、慶科20。不同石膏用量香菇培養(yǎng)基試驗(yàn)時(shí)間為2011年4月21日至2012年4月30日，供試香菇品種為慶科20。檢測所用的乙酸鉛、鹽酸、可溶性淀粉、無水Na2SO3、甲醛、氫氧化鈉等化學(xué)試劑均為分析純，所用檢測儀器為美國戴安公司生產(chǎn)的DIONEXDX IC-3000離子色譜儀。

1.2 處理設(shè)計(jì)

香菇栽培試驗(yàn)在慶元縣食用菌科研中心試驗(yàn)場進(jìn)行，香菇二氧化硫含量檢測在浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所進(jìn)行。香菇室內(nèi)發(fā)菌溫度為22～23 ℃，室外棚內(nèi)出菇為自然氣溫14～18 ℃，高棚層架袋栽。

香菇出菇期間每兩天采菇1次，進(jìn)行香菇子實(shí)體二氧化硫含量檢測。根據(jù)香菇培養(yǎng)基中石膏用量不同設(shè)6個(gè)處理，各處理培養(yǎng)基配方：201處理為木屑74%、麩皮20%、糖1%、石膏5%、碳酸鈣0；202處理為木屑76%、麩皮20%、糖1%、石膏3%、碳酸鈣0；203處理(CK)為木屑78%、麩皮20%、糖1%、石膏1%、碳酸鈣0；204處理為木屑78%、麩皮20%、糖1%、石膏0、碳酸鈣1%；205處理為木屑78%、麩皮20%、糖1%、石膏0.5%、碳酸鈣0.5%；206處理為木屑79%、麩皮20%、糖1%、石膏0、碳酸鈣0。每處理配制60個(gè)菌棒，根據(jù)“香菇安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范”進(jìn)行生產(chǎn)栽培。

1.3 樣品采集及檢測

在香菇出菇期間，每兩天采菇后，用冷凍保鮮盒郵寄至浙江省農(nóng)科院質(zhì)標(biāo)所，采用GB/T 5009.34—2003食品中亞硫酸鹽的測定方法中蒸餾滴定法進(jìn)行鮮香菇二氧化硫含量檢測。待第二潮香菇收獲時(shí)，在每處理的菌棒中定點(diǎn)采取生長較好的10個(gè)菌棒上的香菇，做好標(biāo)記區(qū)分各段所產(chǎn)香菇，分別采用GB/T 5009.34—2003食品中亞硫酸鹽的測定方法中蒸餾滴定法和離子色譜法檢測香菇二氧化硫含量。選擇203、206處理種植前、種植后的栽培基質(zhì)，以及相應(yīng)基質(zhì)上生長的第一、二、三、四潮香菇干樣，用離子色譜法檢測栽培基質(zhì)及香菇干樣中的硫酸鹽、亞硫酸鹽含量(以二氧化硫殘留總量計(jì))。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長期間香菇二氧化硫含量的變化

在香菇子實(shí)體生長期間，每兩天采菇1次，檢測其二氧化硫含量變化，建立香菇子實(shí)體生長期間的二氧化硫含量變化模型。由圖1可知，慶元9015、慶科20香菇子實(shí)體在生長中期二氧化硫含量較低，最低分別在第19、23天和第17、21天，達(dá)50 mg·kg-1；而生長前期和后期較高，均達(dá)250 mg·kg-1以上。

圖1 兩種香菇生長期間的二氧化硫含量變化

2.2 蒸餾法檢測不同石膏用量培養(yǎng)基對香菇二氧化硫殘留量的影響

采用國標(biāo)蒸餾滴定法檢測不同石膏用量培養(yǎng)基對香菇二氧化硫殘留量的影響。對照203處理為目前生產(chǎn)中常用的固定培養(yǎng)基配方。

由表1可知，根據(jù)GB/T 5009.34—2003中蒸餾法檢測第二潮鮮香菇中游離態(tài)亞硫酸鹽含量(以二氧化硫殘留量計(jì))表明，處理203與處理204、206、205間有極顯著差異，處理204、206第二潮鮮香菇中游離態(tài)亞硫酸鹽含量比處理203分別減少54.6%和56.9%。

第二潮蒸餾法檢測干香菇中，游離態(tài)亞硫酸鹽含量(以二氧化硫殘留量計(jì))檢測表明，處理203與處理204、206間有極顯著差異，處理204、206中游離態(tài)亞硫酸鹽含量比處理203分別減少61.15%和75.20%，說明培養(yǎng)基中添加石膏會導(dǎo)致香菇中游離態(tài)亞硫酸鹽含量的增加。

注：同列無相同大小寫字母分別表示處理間在0.01和0.05水平差異顯著。

2.3 離子色譜法檢測不同石膏用量培養(yǎng)基對香菇二氧化硫殘留總量的影響

由表1可知，采用離子色譜法檢測第二潮鮮香菇總亞硫酸鹽含量(以二氧化硫殘留總量計(jì))表明，處理203與處理204、206間有極顯著差異，處理204、206第二潮鮮香菇總亞硫酸鹽含量比處理203分別減少54.6%和55.0%。

采用離子色譜法檢測第二潮干香菇總亞硫酸鹽含量表明，對照處理203與處理204、206間有極顯著差異，處理204、206第二潮干香菇總亞硫酸鹽含量比對照203分別減少57.34%和64.60%。以上研究結(jié)果同樣說明，香菇培養(yǎng)基中不添加石膏，則香菇中總亞硫酸鹽含量(以二氧化硫殘留總量計(jì))可降低50%以上。

2.4 不同石膏用量對培養(yǎng)基及香菇干樣中硫酸鹽含量的影響

由表2可知，用離子色譜法檢測種植前后基質(zhì)中硫酸鹽(以二氧化硫殘留總量計(jì))含量表明，均表現(xiàn)為處理203(石膏1%)比處理206(石膏0)高，且種植后香菇干樣中硫酸鹽含量均比種植前低。第一、二、三、四潮香菇干樣中硫酸鹽含量檢測結(jié)果顯示，均表現(xiàn)為處理203(石膏1%)比處理206(石膏0)高，說明香菇中硫酸鹽含量的產(chǎn)生是內(nèi)源性的，以吸收培養(yǎng)基中的硫酸根為主。

表2 基質(zhì)和香菇干樣中硫酸鹽含量 mg·kg-1

2.5 不同石膏用量對培養(yǎng)基及香菇干樣中亞硫酸鹽含量的影響

由表3可知，用離子色譜法檢測種植前、種植后培養(yǎng)基中的亞硫酸鹽(以二氧化硫殘留量計(jì))含量：結(jié)果種植前均未檢出，種植后培養(yǎng)基中的亞硫酸鹽含量與培養(yǎng)基石膏用量不相關(guān)。第一、二、三、四潮香菇干樣中的亞硫酸鹽含量均以203(CK、石膏1%)處理的比206(石膏0)處理高。說明香菇中亞硫酸鹽的產(chǎn)生是內(nèi)源性的，其中以吸收培養(yǎng)基中的硫酸根為主，經(jīng)香菇代謝形成亞硫酸根。

表3 離子色譜法檢測基質(zhì)及香菇干樣中亞硫酸鹽含量 mg·kg-1

3 討論

食品中的亞硫酸鹽主要來源是食品生產(chǎn)工藝中用于漂白、防腐、脫色和抗氧化的添加劑，這些添加劑包括亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、低亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸鉀和利用硫磺燃燒產(chǎn)生的二氧化硫(SO2)[16]。加工食品半成品中的亞硫酸鹽類在進(jìn)一步的加工、加熱工程中，大部分變?yōu)镾O2揮發(fā)散失，但用量過多可造成殘留，并破壞食品中營養(yǎng)成份[17]。為此，我國在GB 2760—2011 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)中對食用菌等食品分別規(guī)定了漂白、防腐劑最大使用量，以二氧化硫殘留量計(jì)≤50 mg·kg-1。CAC(國際食品法典委員會)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定食品的二氧化硫殘留限量為生制品100 mg·kg-1，熟制品30 mg·kg-1。美國FDA規(guī)定，凡食品中含有亞硫酸鹽超過10 mg·kg-1，必須在食品標(biāo)貼上注明本食品含有亞硫酸鹽。

測定食品中二氧化硫(以二氧化硫含量計(jì))含量的方法有離子色譜法、鹽酸副玫瑰苯胺法、電化學(xué)法等[18-22]，本文采用GB/T 5009.34—2003食品中亞硫酸鹽的測定方法中第2法：蒸餾法。蒸餾法適用范圍為色酒及葡萄糖漿、果脯。在密閉容器中對樣品進(jìn)行酸化并加熱蒸餾，以釋放出其中的二氧化硫，釋放物用乙酸鉛溶液吸收。吸收后用濃鹽酸酸化，再以碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)所消耗的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液計(jì)算出樣品中的游離態(tài)亞硫酸鹽含量(以二氧化硫含量計(jì))。蒸餾使干擾物質(zhì)與目標(biāo)物分離，能有效消除試樣中有色物質(zhì)等的基體干擾。而離子色譜法的測定原理是采用離子交換-電導(dǎo)檢測法，所檢測的是香菇總亞硫酸鹽含量(以二氧化硫殘留總量計(jì))，包括游離態(tài)和結(jié)合態(tài)亞硫酸鹽含量，所以結(jié)果值較高。

分析干、鮮香菇中亞硫酸鹽(S02)成分可能的三個(gè)主要來源：一是香菇培養(yǎng)基質(zhì)中的硫化物成分代謝進(jìn)入子實(shí)體，如在培養(yǎng)基中加入過量的硫酸鈣等；又如保鮮香菇采用亞硫酸鈉、偏亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉抑制鮮香菇褐變，進(jìn)行化學(xué)保鮮，均可造成硫化物含量超標(biāo)。二是在栽培管理過程中使用帶有硫化物的成分被子實(shí)體所吸附，如采用煤爐直接在菇棚內(nèi)升溫降濕促進(jìn)花菇形成時(shí)，可能造成大量的二氧化硫被香菇子實(shí)體所吸附。三是在烘烤加工過程中因使用煤或木材等燃料，而烘干機(jī)的燃料爐灶堂與烘房之間結(jié)構(gòu)不密閉，造成燃燒產(chǎn)生的硫化物氣體被子實(shí)體所吸附。但本試驗(yàn)所用的干、鮮香菇在栽培、烘烤加工過程中決無第二、三種來源，也未采用化學(xué)保鮮。

鮮香菇和干香菇風(fēng)味不同，干香菇在干燥復(fù)水、烹飪過程中較鮮香菇生成更多的呈味成份[23-25]。香菇的揮發(fā)性成分主要是一些含硫和八碳的化合物。其中，二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、甲硫基二甲基三硫醚、1，2，4-三硫雜環(huán)戊烷、香菇精是香菇的特征風(fēng)味成分。研究發(fā)現(xiàn)，香菇中含有18種以上揮發(fā)性含硫化合物[26]。干香菇采用蒸餾法檢測其亞硫酸鹽類物質(zhì)，會在試驗(yàn)過程中發(fā)生轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生某種含硫化合物，從而出現(xiàn)假陽性。因此，干香菇亞硫酸鹽的形成，除了子實(shí)體吸收培養(yǎng)基中的硫酸根為主外，可能還有部分含硫化合物的干擾。孫敏華等[27]研究表明，培養(yǎng)基中加入有吸收能力的礦物質(zhì)料，可以減少香菇中二氧化硫含量，其原因?yàn)榈V料吸附了培養(yǎng)基中的含硫化合物，降低了香菇中二氧化硫含量。

4 小結(jié)