市售食用菌中砷的形態(tài)分析以及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

,3,*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇南京 210095;2.中國(guó)藥科大學(xué)工學(xué)院,江蘇南京 211198;3.南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇南京 210023)

食用菌味道鮮美,營(yíng)養(yǎng)豐富,被譽(yù)為“素中之葷”[1]。然而,工業(yè)上含砷三廢的排放嚴(yán)重加劇了耕地土壤和水體的砷污染,且食用菌對(duì)重金屬的富集作用遠(yuǎn)超過(guò)其它綠色植物,經(jīng)過(guò)膳食攝入途徑食用會(huì)對(duì)人體健康造成極大的威脅[2-3]。我國(guó)作為世界上食用菌的第一生產(chǎn)、消費(fèi)、出口大國(guó),食用菌中的砷污染問(wèn)題受到了極大的重視。

人體暴露于砷的主要途徑是食用受污染的食品和飲料[4]。人體長(zhǎng)期暴露于砷會(huì)導(dǎo)致心血管疾病、糖尿病以及各種形式的癌癥(如皮膚癌、肺癌和膀胱癌等)[5]。砷的毒性取決于其存在的形態(tài),有機(jī)砷毒性遠(yuǎn)低于無(wú)機(jī)砷[6]。國(guó)際癌癥機(jī)構(gòu)IARC(2012)將無(wú)機(jī)砷列為I級(jí)致癌物質(zhì),有機(jī)砷則被認(rèn)為是低毒或者無(wú)毒[6]。已有研究表明,食用菌中含有砷酸(srsenate,As(V))、亞砷酸(arsenite,As(III))等無(wú)機(jī)砷化合物,一甲基砷酸(methylarsonate,MMA)、二甲基砷酸(dimethylarsinate,DMA)、砷甜菜堿(arsenobetaine,AsB)和砷膽堿(arsenocholine,AsC)等有機(jī)砷形態(tài)化合物[7-9]。由于不同形態(tài)砷的毒性存在較大差異,總砷含量的測(cè)定并不能準(zhǔn)確反映食用菌樣品的毒性,準(zhǔn)確分離測(cè)定樣品中不同形態(tài)的砷化合物的含量可以更科學(xué)地評(píng)估食用菌中砷的安全風(fēng)險(xiǎn)[10]。目前,眾多高效的分離和分析技術(shù)已應(yīng)用于砷形態(tài)的分離,高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(high-performance liquid chromatography-inductively coupled plasma-mass spectrometry,HPLC-ICP-MS)因其高靈敏度、寬線性和低檢出限等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各種食品基質(zhì)中砷形態(tài)的分離和測(cè)定[11-16]。

目前,對(duì)食用菌砷污染的健康風(fēng)險(xiǎn)分析大都僅以總砷含量進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。因此,先進(jìn)行砷的形態(tài)分析,再結(jié)合食用菌的實(shí)際消費(fèi)量進(jìn)行砷暴露評(píng)估更具有現(xiàn)實(shí)意義。本實(shí)驗(yàn)采用ICP-MS測(cè)定總砷含量;采用HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)市售常見品種的食用菌中的6種形態(tài)砷進(jìn)行分離和測(cè)定;采用美國(guó)環(huán)保署(United States Environmental Protection Agency,USEPA)在2000年提出的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,以樣品中無(wú)機(jī)砷含量為基礎(chǔ),在非致癌風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)危害系數(shù)(the target hazard quotient,THQ)為1時(shí)和癌癥風(fēng)險(xiǎn)(cancer risk,CR)為最大可接受水平1×10-4時(shí),分別計(jì)算食用菌基于非致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值的安全消費(fèi)水平(safe consumption level,SCLTHQ)和基于癌癥風(fēng)險(xiǎn)臨界值的安全消費(fèi)水平(SCLCR),為消費(fèi)者的膳食指南提供一定的指導(dǎo)意義。本項(xiàng)研究工作能夠?yàn)槭秤镁槲廴痉揽卮胧┑闹贫ㄒ约跋M(fèi)者膳食指南提供一定的理論基礎(chǔ)和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香菇、杏鮑菇、白玉菇、雞腿菇、姬菇、平菇、茶樹菇、草菇、蟹味菇、雙孢菇、金針菇、猴頭菇、姬松茸、黑木耳、銀耳等15種新鮮食用菌以及金針菇、香菇、黑木耳、銀耳、雞腿菇、杏鮑菇、竹蓀、猴頭菇、茶樹菇、蟹味菇、姬松茸、滑子菇、草菇、雙孢菇、平菇等15種食用菌干制品 產(chǎn)于福建古田縣;蛹蟲草和羊肚菌等2種食用菌干制品 產(chǎn)于云南昆明,每種食用菌采樣6份,新鮮食用菌每份樣品1 kg,干制食用菌每份0.5 kg；磷酸氫二銨、硝酸、氨水(優(yōu)級(jí)純) 南京化學(xué)試劑有限公司;乙酸(、甲醇(色譜純) 麥克林生物化學(xué)有限公司;1000 μg/L砷元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心;亞砷酸根溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW08666(As(III),(75.7±1.2) μg/g)、砷酸根溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW08667(As(Ⅴ),(17.5±0.4) μg/g)、一甲基砷酸溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW08668(MMA,(25.1±0.8) μg/g)、二甲基砷酸溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW08669(DMA,(52.9±1.8) μg/g)、砷甜菜堿溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW08670(AsB,(38.8±1.1) μg/g)、砷膽堿溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW080671(AsC,(28.0±1.1) μg/g)等6種砷形態(tài)化合物標(biāo)準(zhǔn)溶液 國(guó)家計(jì)量科學(xué)研究院;實(shí)驗(yàn)用水 均為超純水(18.2 MΩ·cm)。

7700系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS,Agilent,配有自動(dòng)進(jìn)樣器(I-AS)、微型同心霧化器(Glass Expansion,Pocasset)、ScoR雙通道霧化室(2通)、屏蔽炬管、7500ce透鏡組和八極桿碰撞/反應(yīng)池系統(tǒng)、1260型高效液相色譜(HPLC)儀 美國(guó)Agilent公司;MARS密閉微波消解儀 美國(guó)CME公司;JOYN.3000A 超聲波細(xì)胞破碎儀 上海喬躍電子有限公司;FW20中草藥粉碎機(jī) 天津華鑫儀器廠;LyoBeta 15真空冷凍干燥機(jī) 西班牙Telstar公司;TDL-5型臺(tái)式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;WSZ-100A渦旋振蕩器 上海一恒科技有限公司;CA-1111旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海愛朗有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理 先將收集到的新鮮食用菌進(jìn)行簡(jiǎn)單清洗、冷凍干燥,然后采用中草藥粉碎機(jī)粉碎成粉,過(guò)60目篩,充分混勻后置于-20 ℃冰箱冷藏備用。食用菌干制品直接粉碎成粉,過(guò)60目篩,混勻后置于-20 ℃冰箱冷藏備用。

1.2.2 食用菌中總砷含量的測(cè)定

表1 微波消解條件Table 1 Parameters of microwave digestion procedure

1.2.2.1 食用菌粉的預(yù)處理 參考胥佳佳等[17]的測(cè)定方法,準(zhǔn)確稱取食用菌樣品0.5 g(精確至0.0001 g)于微波消解管中,加入8 mL硝酸,擰緊蓋子放置于微波消解儀中,設(shè)置消解程序(表1)消化至溶液澄清透明。消解結(jié)束后,取出消解罐,擰開蓋子置于電熱板上，在160 ℃下進(jìn)行趕酸,至近干,采用2%的硝酸溶液反復(fù)洗滌消解罐3～5次,合并洗液并且定容至10 mL,過(guò)0.22 μm濾膜。同時(shí),微波消解時(shí)以不加樣品為空白對(duì)照。

1.2.2.2 測(cè)定方法 配制砷的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液:先將1000 μg/mL的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液采用2%的硝酸溶液逐級(jí)稀釋至1000 μg/L的母液,采用母液依次配制2、4、10、20、40、80、160 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,以標(biāo)準(zhǔn)系列的濃度作為橫坐標(biāo),以峰面積作為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為:y=0.0123x+8.5597×10-4,相關(guān)系數(shù)r為0.9998。

采用ICP-MS檢測(cè)樣品中的總砷含量。ICP-MS質(zhì)譜條件:監(jiān)測(cè)元素(m/z)75As;氦氣流量3.7 mL/min;射頻功率1550 W;四極桿偏轉(zhuǎn)電壓16.0 V;八級(jí)桿偏轉(zhuǎn)電壓18.0 V;等離子氣體(Ar)流量15.0 L/min;載氣流量1.09 mL/min;采樣深度8.0 mm;霧化室溫度2 ℃;監(jiān)測(cè)元素 As;停留時(shí)間60 ms。

1.2.3 食用菌樣品中形態(tài)砷化合物的提取及測(cè)定

1.2.3.1 形態(tài)砷化合物的提取 準(zhǔn)確稱取1.0 g(精確到0.0001 g)食用菌樣品于50 mL的離心管中,加入30 mL的乙酸溶液(0.3 mol/L),采用渦旋振蕩器混勻,以胥佳佳等[17]優(yōu)化的超聲輔助提取方法(300 W、60 ℃、10 min)進(jìn)行砷形態(tài)化合物的提取。于4 ℃離心機(jī)中10000 r/min離心10 min,收集上清液。向沉淀中加入30 mL 0.3 mol/L的乙酸溶液重復(fù)提取2次,合并上清液。將上清液于40 ℃水浴下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至近干,采用超純水定容至10 mL,過(guò)0.22 μm有機(jī)濾膜,上機(jī)進(jìn)行HPLC-ICP-MS分析。

1.2.3.2 形態(tài)砷化合物的測(cè)定 砷形態(tài)分析的方法參照Chen等[8]建立的HPLC-ICP-MS法。HPLC的色譜條件如下:色譜柱:Hamilton PRP X-100陰離子交換柱(250 mm×4.1 mm,10 μm);流動(dòng)相A:超純水,流動(dòng)相B:磷酸二氫銨溶液(25 mmol/L),采用氨水調(diào)節(jié)pH至8.0;梯度洗脫程序:0～15 min:100% A→100% B,15～20 min:100% B→100% A,20～23 min:100% A;進(jìn)樣量50 μL;流速1.0 mL/min。ICP-MS的儀器參數(shù)如1.2.2.2所示。

1.2.4 水分含量的測(cè)定 按照GB/T 5009.3-2010《食品中水分的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定[18]。

1.3 評(píng)價(jià)依據(jù)

1.3.1 食用菌樣品中總砷安全性評(píng)價(jià) 依據(jù)國(guó)標(biāo)GB 2762-2017《食品中污染物限量》[19]中規(guī)定食用菌及其制品中總砷的限量標(biāo)準(zhǔn)為0.5 mg/kg,除了明確說(shuō)明以干重計(jì)以外或者特別規(guī)定干制食品外,所有食品均是指未經(jīng)脫水、曬干或濃縮的食品原料或制品。因此新鮮食用菌的總砷限量標(biāo)準(zhǔn)為0.5 mg/kg。在舊版國(guó)標(biāo)GB 2762-2012中,干制食用菌在附錄A(食品類別(名稱)說(shuō)明)中屬于食用菌制品,而新版國(guó)標(biāo)GB 2762-2017已將干制食用菌從附錄A(食品類別(名稱)說(shuō)明)的食用菌制品中移除。根據(jù)GB 2762-2017第3.5項(xiàng)關(guān)于干制食品中污染物限量的規(guī)定,“限量指標(biāo)對(duì)制品有要求的情況下,其中干制品中污染物限量以相應(yīng)新鮮食品中污染物限量結(jié)合其脫水率或濃縮率折算。脫水率或濃縮率可通過(guò)對(duì)食品的分析、生產(chǎn)者提供的信息以及其他可獲得的數(shù)據(jù)信息等確定。有特別規(guī)定的除外?！盵19]因此,本實(shí)驗(yàn)的食用菌干制品的總砷限量標(biāo)準(zhǔn)參考《中國(guó)食物成分表》[20]食用菌的水分含量按90%以新鮮食用菌的總砷限量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行折算,則干制食用菌中總砷的限量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為5 mg/kg。

1.3.2 食用菌砷的單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià) 依據(jù)NY/T 398-2000《農(nóng)、畜、水產(chǎn)品污染監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[21],采用單項(xiàng)污染指數(shù)法(Pi)評(píng)價(jià)食用菌中砷的污染程度,根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算:

式(1)

式中:Pi為食用菌中砷的單項(xiàng)污染指數(shù),反映樣品中國(guó)砷的污染程度:當(dāng)Pi≤0.6時(shí),為一級(jí)產(chǎn)品,污染物含量接近背景值或略高于背景值;當(dāng)0.6

1.3.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法及指標(biāo) 根據(jù)美國(guó)國(guó)家環(huán)保署(USEPA)提出的化學(xué)污染物評(píng)價(jià)模型,分別采用目標(biāo)危害系數(shù)(THQ)法和終身癌癥風(fēng)險(xiǎn)(CR)來(lái)評(píng)價(jià)食用菌中的重金屬對(duì)人體所造成的潛在非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)和癌癥風(fēng)險(xiǎn)[22]。如果THQ值<1,則說(shuō)明暴露人群沒(méi)有明顯的非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn),反之,則說(shuō)明相關(guān)暴露人群可能存在非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)。THQ值越大,表明該污染物對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)越大。CR值的可接受范圍為1×10-6～1×10-4[23],若超過(guò)USEPA所規(guī)定的上限,表明經(jīng)攝食途徑暴露于無(wú)機(jī)砷對(duì)人體具有相當(dāng)大的癌癥風(fēng)險(xiǎn)。因此,本文在THQ值為1時(shí)和CR值為最大可接受水平1×10-4時(shí),分別計(jì)算食用菌基于非致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值的安全消費(fèi)水平(SCLTHQ)、基于癌癥風(fēng)險(xiǎn)臨界值的安全消費(fèi)水平(SCLCR)以及日均安全攝入量(safe intake rate,SIR)。

為了評(píng)估通過(guò)食用菌攝入的砷對(duì)人體健康的影響,根據(jù)以下公式計(jì)算日暴露量:

式(2)

式中:EDI-人體中砷的每日暴露量,μg/(BW kg·d);CiAs-食用菌中無(wú)機(jī)砷的含量,mg/kg;IR-食用菌的日均攝入量,g/d;BW-平均體重,BW kg。

采用目標(biāo)危害系數(shù)(THQ)評(píng)估通過(guò)食用菌消費(fèi)暴露于砷的潛在非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)。其公式如下:

式(3)

式中:THQ-目標(biāo)危害系數(shù);EF-人群暴露頻率,365 d/year;ED-暴露區(qū)間,70 year;AT-非致癌性平均暴露時(shí)間,25550 d;RfD-砷的推薦參考劑量,0.3 μg/(BW kg·d)。

在THQ為臨界值1時(shí),根據(jù)下式計(jì)算食用菌基于非致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值的日均安全消費(fèi)水平(SCLTHQ):

式(4)

式中:SCLTHQ-食用菌基于砷的非致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值的日均安全消費(fèi)水平,g/(d·BW kg);RfD-砷的推薦參考劑量,0.3 μg/(d·BW kg);BW-平均體重,BW kg;CiAs-食用菌中無(wú)機(jī)砷的含量,mg/kg。

消費(fèi)者暴露于無(wú)機(jī)砷的癌癥風(fēng)險(xiǎn)(CR)按下式計(jì)算:

CR=EDIiAs×SF

式(5)

式中:CR-致癌風(fēng)險(xiǎn);SF-USEPA對(duì)無(wú)機(jī)砷規(guī)定的癌癥斜率因子,1.5×10-3(BW kg·d)/μg。

在CR為最大可接受值1×10-4時(shí),根據(jù)下式計(jì)算食用菌基于致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值的日均安全消費(fèi)水平(SCLCR):

式(6)

式中:SCLCR-食用菌基于砷的致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值的日均安全消費(fèi)水平,g/(d·BW kg);SF-USEPA對(duì)無(wú)機(jī)砷規(guī)定的癌癥斜率因子,1.5×10-3(d·BW kg)/μg;CiAs-食用菌中無(wú)機(jī)砷的含量,mg/kg。

傳統(tǒng)的儒家道德責(zé)任觀在現(xiàn)代社會(huì)遭遇的以上困境一方面為當(dāng)代中國(guó)社會(huì)道德責(zé)任的“稀薄”甚至“冷漠”現(xiàn)象提供了文化和倫理的詮釋；另一方面也指出傳統(tǒng)道德責(zé)任觀的回歸或復(fù)興并不能從根本上解決上述問(wèn)題，甚至?xí)a(chǎn)生負(fù)面的影響。因此，現(xiàn)代社會(huì)的道德責(zé)任系統(tǒng)的建構(gòu)必須對(duì)儒家傳統(tǒng)的道德責(zé)任理念在內(nèi)涵上進(jìn)行創(chuàng)造性轉(zhuǎn)換、外延上進(jìn)行多維拓展，增加公共交往的道德責(zé)任要求，生成一個(gè)以現(xiàn)代社會(huì)的要求、話語(yǔ)和價(jià)值為主體的道德責(zé)任系統(tǒng)才能有效回應(yīng)現(xiàn)實(shí)的責(zé)任問(wèn)題。

食用菌的日均安全攝入量(SIR)按下式計(jì)算:

SIR=SCL×BW

式(7)

式中:BW-平均體重,BW kg。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5作圖,所有數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)定3次(n=3)。

2 結(jié)果與分析

2.1 食用菌中的總砷含量

2.1.1 新鮮食用菌樣品中的總砷含量 本文對(duì)產(chǎn)于福建古田縣的15種新鮮食用菌中的總砷含量進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果如圖1所示。新鮮食用菌的總砷含量在0.0013～0.1240 mg/kg(以鮮重計(jì))之間,杏鮑菇的總砷含量最低,姬松茸的總砷含量最高。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 2762-2017中規(guī)定的新鮮食用菌中砷的限量標(biāo)準(zhǔn)(0.5 mg/kg)[19],本次調(diào)查的新鮮食用菌樣品的總砷含量均未超標(biāo),不同品種的食用菌對(duì)砷的富集能力不同。趙玉卉等[24]對(duì)市售的金針菇、香菇、茶樹菇、平菇、雞腿菇以及雙孢菇等新鮮食用菌中的總砷含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明,其總砷含量為0.0069～0.0595 mg/kg,與本文研究結(jié)果基本一致。

圖1 新鮮食用菌的總砷含量Fig.1 The total arsenic contents of fresh edible mushrooms

根據(jù)NY/T 398-2000《農(nóng)、畜、水產(chǎn)品污染監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[21],采用單項(xiàng)污染指數(shù)法對(duì)食用菌中樣品中砷含量進(jìn)行質(zhì)量安全評(píng)價(jià)。由表2可知,本批次新鮮食用菌樣品中砷的單項(xiàng)污染指數(shù)(Pi)為0.0032～0.2481,均小于0.6,為一級(jí)產(chǎn)品。

表2 新鮮食用菌樣品中砷的單因子污染指數(shù)Table 2 Single factor pollution index of arsenic in fresh edible mushroom samples

2.1.2 食用菌干制品樣品中的總砷含量 本文對(duì)產(chǎn)于福建省古田縣的15種食用菌干制品以及產(chǎn)于云南昆明的2種食用菌干制品中的總砷含量進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果如圖2所示。食用菌干制品中的總砷含量為0.0170～3.8488 mg/kg(以干重計(jì)),杏鮑菇的總砷含量最低,姬松茸的總砷含量最高。根據(jù)GB 2762-2017中規(guī)定的新鮮食用菌的污染物限量水平(0.5 mg/kg),通過(guò)食用菌脫水率(90%)折算的干制食用菌中砷的限量標(biāo)準(zhǔn)為5 mg/kg[19-20],結(jié)果表明,本批次調(diào)查的食用菌干制品的總砷含量均未超標(biāo)。王興進(jìn)[25]測(cè)定了閩東古田地區(qū)的香菇、銀耳、茶樹菇、猴頭菇、黑木耳和杏鮑菇等6種食用菌干制品的總砷含量,在0.023～0.28 mg/kg之間,其中香菇和黑木耳的總砷含量較高,杏鮑菇、猴頭菇和銀耳的總砷含量較低,與本文研究結(jié)果基本一致。林燕奎等[26]自2010年開始檢測(cè)了934批次的各種食用菌的總砷含量,干食用菌中干木耳的總砷含量較低,接近方法檢出限,牛肝菌、竹蓀、平菇、蘑菇、香菇、雞腿菇、姬松茸等干食用菌中的總砷含量較高,有的超出限量標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)倍,其中,干姬松茸的總砷含量為3.6 mg/kg,與本文研究結(jié)果基本一致。由表3可知,本批次食用菌干制品中砷的單項(xiàng)污染指數(shù)(Pi)在0.0034～0.7698之間,僅姬松茸干制品的Pi超過(guò)0.6,為二級(jí)產(chǎn)品,其它食用菌干制品均為一級(jí)產(chǎn)品。

圖2 食用菌干制品的總砷含量Fig.2 The total arsenic contents of dried edible mushroom

表4 新鮮食用菌中的砷形態(tài)分析(以鮮重計(jì))Table 4 Contents of arsenic species in fresh edible mushrooms(fresh weight basis)

注:a砷形態(tài)總和為提取到的6種形態(tài)砷化合物之和;b提取率為砷形態(tài)總和除以總砷含量;c“ND”表示未檢測(cè)到;表5同。

表3 食用菌干制品樣品中砷的單因子污染指數(shù)Table 3 Single factor pollution index of arsenic in dried edible mushroom samples

2.2 食用菌樣品中的砷形態(tài)分析

2.2.1 新鮮食用菌樣品中的砷形態(tài)分析 本文采用HPLC-ICP-MS進(jìn)行6種形態(tài)砷化合物分離和測(cè)定。圖3為 6種形態(tài)砷化合物的標(biāo)準(zhǔn)溶液的HPLC-ICP-MS質(zhì)譜圖。根據(jù)各形態(tài)砷化合物的保留時(shí)間進(jìn)行定性,采用峰面積進(jìn)行定量。

圖3 6種形態(tài)砷化合物的標(biāo)準(zhǔn)溶液的 HPLC-ICP-MS質(zhì)譜圖(50 μg/L)Fig.3 The HPLC-ICP-MS chromatogram of standard solutions of six kinds of arsenic compounds(50 μg/L)

產(chǎn)于福建省古田縣的15種新鮮食用菌中的AsC、AsB、As(III)、DMA、MMA和As(V)等6種形態(tài)砷化合物分離測(cè)定結(jié)果如表4所示。由表4可知,新鮮食用菌中提取到的砷形態(tài)總量在0.0012～0.0930 mg/kg(以鮮重計(jì))之間,提取率為75.00%～97.74%,說(shuō)明該方法可以有效地提取食用菌中的砷形態(tài)。AsC、AsB、As(III)、DMA和As(V)等5種形態(tài)砷化合物在新鮮食用菌中較為常見。除了新鮮黑木耳外,其它新鮮食用菌中均存在AsC;除了杏鮑菇之外,DMA存在于其它新鮮食用菌中;MMA僅在香菇、白玉菇、姬菇、平菇、雙孢菇、金針菇、姬松茸中檢測(cè)到。無(wú)機(jī)砷存在于所有新鮮食用菌樣品中,含量在0.0006～0.0125 mg/kg(以鮮重計(jì))之間,均符合GB 2762-2017規(guī)定的新鮮食用菌中砷的最高限量標(biāo)準(zhǔn)[19]。

2.2.2 食用菌干制品中的砷形態(tài)分析 本文采用HPLC-ICP-MS對(duì)產(chǎn)于福建省古田縣的15種食用菌干制品以及產(chǎn)于云南昆明的蛹蟲草和羊肚菌中的AsC、AsB、As(III)、DMA、MMA和As(V)等6種形態(tài)砷化合物進(jìn)行分離測(cè)定,結(jié)果如表5所示。由表5可知,17種食用菌干制品中提取到的砷形態(tài)總量為0.0161～3.0054 mg/kg(以干重計(jì))之間,提取率為72.09%～97.13%,表明該方法滿足食用菌干制品中的砷形態(tài)提取。

AsC、AsB、As(III)、DMA和As(V)等5種形態(tài)砷化合物在食用菌干制品中較為常見,DMA和As(V)存在于所有食用菌干制品中。除黑木耳、滑子菇、平菇干制品外,AsC在其它食用菌干制品中均被檢測(cè)到;除銀耳、杏鮑菇、猴頭菇、羊肚菌干制品外,AsB存在于其它食用菌干制品中;除竹蓀干制品外,所有食用菌干制品中均存在As(III);MMA僅在金針菇、香菇、蟹味菇、姬松茸、草菇、雙孢菇中檢測(cè)到,且濃度較低。Chen等[7]采用HPLC-ICP-MS對(duì)云南昆明的食用菌干制品中的5種形態(tài)砷化合物進(jìn)行分離和測(cè)定,結(jié)果表明,MMA僅存在于蟹味菇、牛肝菌 、鮑魚菇和野生菌等部分食用菌中,本文研究結(jié)果與其基本一致。食用菌干制品中無(wú)機(jī)砷含量在0.0126～1.0656 mg/kg(以干重計(jì))之間,均未超過(guò)GB2762-2017中新鮮食用菌的限量標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)脫水率折算的干制食用菌的砷的最大污染水平(5 mg/kg)[19-20]。

表5 食用菌干制品中的砷形態(tài)分析(以干重計(jì))Table 5 Contents of arsenic species in dried edible mushrooms(dry weight basis)

相同產(chǎn)地不同品種的食用菌中存在的主要形態(tài)砷化合物不同。香菇、黑木耳、銀耳、杏鮑菇、猴頭菇、蟹味菇、雙孢菇、平菇、羊肚菌、蛹蟲草等干制品中的形態(tài)砷化合物主要以無(wú)機(jī)砷形式存在,占總砷比例的50%以上。竹蓀干制品主要以AsC的形式存在,占總砷的含量的40.79%;雞腿菇干制品主要以DMA的形式存在,占總砷含量的38.09%;姬松茸干制品中主要以AsB和無(wú)機(jī)砷的形式存在,分別為總砷含量的47.21%和27.69%。林燕奎等[26]研究了深圳進(jìn)口的干香菇和干姬松茸的砷形態(tài),結(jié)果表明無(wú)機(jī)砷的比例分別為82.6%和18.1%,與本研究結(jié)果基本一致。本文所調(diào)查的姬松茸干制品的總砷含量較高,為3.8488 mg/kg(以干重計(jì)),其中無(wú)機(jī)砷含量為1.0656 mg/kg(以干重計(jì)),僅占總砷含量的27.69%,而AsB占總砷含量的47.21%。由于AsB被認(rèn)為是無(wú)毒的,無(wú)機(jī)砷是I級(jí)致癌物質(zhì),因此,總砷含量并不能準(zhǔn)確地反應(yīng)食用菌中的砷暴露于人體的風(fēng)險(xiǎn),尤其對(duì)總砷含量較高甚至超標(biāo)的樣品進(jìn)行砷形態(tài)分析對(duì)于食用菌中砷的安全評(píng)價(jià)具有重要的意義。

2.3 基于砷的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值計(jì)算食用菌的安全消費(fèi)水平

2.3.1 新鮮食用菌的安全消費(fèi)水平和日均安全消費(fèi)量 由表6可知,本批次新鮮食用菌的SCLTHQ和SCLCR分別為23.96～469.69、5.33～104.38 g/(d·BW kg)(以鮮重計(jì))。由于SCLCR值低于SCLTHQ,因此,以較低的SCLCR值作為食用菌的安全消費(fèi)水平。若消費(fèi)者長(zhǎng)期食用本研究的新鮮食用菌,且日均消費(fèi)水平低于5.33 g/(d·BW kg),則不存在砷暴露的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)。邵祥龍等[29]在評(píng)價(jià)上海市食用菌中鉛的污染狀況及對(duì)人體健康的影響時(shí),食用菌的消費(fèi)量根據(jù)2009年上海市居民膳食消費(fèi)水平調(diào)查,兒童、成年人對(duì)新鮮食用菌的每人每日消費(fèi)水平分別為0.329、0.237 g/(d·BW kg)。本批次的新鮮食用菌的安全消費(fèi)水平SCLCR值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此調(diào)查結(jié)果中食用菌每人每日平均消費(fèi)水平。王北洪等[30]在進(jìn)行栽培食用菌中重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí),成人(體重以63.45 kg計(jì))和兒童(體重以25.6 kg計(jì))的新鮮食用菌的消費(fèi)量分別以122.5、93.4 g/d 進(jìn)行評(píng)價(jià),則成人和兒童的新鮮食用菌的消費(fèi)水平分別為1.93、3.65 g/(d·BW kg),均低于本文新鮮食用菌的安全消費(fèi)水平(SCLCR)。劉燁潼等[31]在評(píng)估食用菌中重金屬對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)時(shí),以天津市人均蔬菜消費(fèi)量的50%計(jì)算,天津市成人(體重以55.9 kg計(jì))和兒童(體重以32.7 kg計(jì))新鮮食用菌的消費(fèi)量分別為150.7、115.8 g/d[32],則成人和兒童的新鮮食用菌的消費(fèi)水平分別為2.69、3.54 g/(d·BW kg),均低于本文新鮮食用菌的安全消費(fèi)水平(SCLCR)。因此,本批次食用菌的安全消費(fèi)水平(SCLCR)均高于實(shí)際居民的日均消費(fèi)水平,對(duì)人體不存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)。

表6 基于砷的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值計(jì)算的新鮮食用菌的安全消費(fèi)水平和日均安全攝入量(以鮮重計(jì))Table 6 Safe consumption level and safe intake rate of fresh edible mushrooms calculated based on threshold of non-carcinogenic risk and risk cancer of inorganic arsenic(fresh weight basis)

注:SCLTHQ是指食用菌基于砷的非致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值(THQ=1)的日均安全消費(fèi)水平,g/(d·BW kg);SCLCR是指食用菌基于砷的致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值(CR=1×10-4)的日均安全消費(fèi)水平;SIR是指食用菌的日均安全攝入量,g/d(SIR=SCL(體重)。

若成人體重以60 kg計(jì),兒童體重以30 kg計(jì),基于安全消費(fèi)水平計(jì)算新鮮食用菌的日均安全攝入量,本批次成人和兒童的新鮮食用菌的日均安全攝入量(SIRCR)分別為319.52～6262.51 g/d和159.76～3131.26 g/d(以鮮重計(jì))。結(jié)合2002年中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與健康調(diào)查報(bào)告中成年人日均蔬菜消費(fèi)量為275.2 g/d,假定食用菌的攝入率為蔬菜的50%,成人食用菌的每日攝入量為137.6 g/d[33],低于本文新鮮食用菌的日均安全攝入量(SIRCR)。張徐惠群等[34]報(bào)道2006年北京地區(qū)的人均新鮮食用菌消費(fèi)量為27.4 g/d。路青梅[35]分析了我國(guó)食用菌消費(fèi)量指出,我國(guó)人均新鮮食用菌年消費(fèi)量為7.5 kg,約20.55 g/d,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于本批次新鮮食用菌的安全攝入量。因此,本批次食用菌的日均安全攝入量均高于實(shí)際居民的日均消費(fèi)量,對(duì)人體不存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.2 食用菌干制品的安全消費(fèi)水平和日均安全消費(fèi)量 由表7可知,基于THQ=1和CR=1×10-4時(shí)計(jì)算的食用菌干制品的安全消費(fèi)水平SCLTHQ和SCLCR分別為0.28～23.77 g/(d·BW kg)和 0.06～5.28 g/(d·BW kg)(以干重計(jì))。由于SCLCR值小于SCLTHQ,因此,以SCLCR值作為食用菌的安全消費(fèi)水平。邵祥龍等[29]在進(jìn)行上海市食用菌的鉛污染狀況評(píng)價(jià)時(shí),根據(jù)2009年上海市居民膳食消費(fèi)水平調(diào)查,兒童、成年人對(duì)干制食用菌的每人每日消費(fèi)水平分別為0.018、0.092 g/(d·BW kg)(以干重計(jì))。本批次食用菌干制品中,除姬松茸干制品對(duì)于兒童的安全消費(fèi)水平SCLCR兒童低于0.018 g/(d·BW kg)外,其它食用菌干制品的安全消費(fèi)水平SCLCR均高于上海市居民食用菌日均消費(fèi)水平,對(duì)人體不存在砷的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)。

若成人體重以60 kg計(jì),兒童體重以30 kg計(jì),對(duì)于成人和兒童來(lái)說(shuō),本批次其它食用菌干制品的日均安全攝入量為(SIRCR)分別為3.75～316.90、1.88～158.45 g/d(以干重計(jì))。路青梅[35]分析了我國(guó)食用菌產(chǎn)量和消費(fèi)量,我國(guó)人均干制品食用菌年消費(fèi)量為1～1.5 kg,約2.74～4.11 g/d(以干重計(jì))。除姬松茸干制品外,其它食用菌干制品的日均安全攝入量均高于我國(guó)人均干制品消費(fèi)量。因此,除姬松茸干制品外,食用菌干制品的實(shí)際消費(fèi)量一般低于本批次食用菌干制品的安全攝入量,對(duì)人體不存在致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn)。

此外,干制品食用菌在食用前需要溫水泡發(fā)以增加食用口感。已有許多學(xué)者研究表明,浸泡處理可以降低食品中的總砷含量。陳琛等[36]研究表明,將香菇分別在室溫、45 ℃和65 ℃的水中浸泡2 h,總砷含量分別下降了12.78%、24.76%和28.48%。胥佳佳等[17]在室溫下浸泡干香菇1 h,發(fā)現(xiàn)浸泡后的干香菇中的總砷含量下降了36.68%。朱蘭蘭等[37]將紫菜在90 ℃水浴中浸泡30 min后,發(fā)現(xiàn)樣品中總砷含量降低了73.38%。姜橋[38]研究了酸處理、浸泡處理、沸水處理對(duì)紫菜中砷去除的影響,結(jié)果表明,酸處理可以有效降低海帶中的砷含量,消費(fèi)者可以在食用前用醋酸浸泡幾小時(shí);溫水浸泡處理8 h內(nèi),海帶中的無(wú)機(jī)砷和總砷含量顯著降低,8 h后去除量不顯著;沸水處理30 min 后,海帶中的無(wú)機(jī)砷含量去除顯著,繼續(xù)延長(zhǎng)處理時(shí)間無(wú)機(jī)砷含量沒(méi)有顯著性變化。因此,消費(fèi)者在烹飪食用菌前可以先溫水浸泡處理或者熱水燙漂處理,不僅可以增加食用口感,還可以降低食用菌中的砷含量。

表7 基于砷的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值計(jì)算的食用菌干制品的安全消費(fèi)水平和日均安全攝入量(以干重計(jì))Table 7 Safe consumption level and safe intake rate of dried edible mushrooms calculated based on threshold of non-carcinogenic risk and risk cancer of inorganic arsenic(dry weight basis)

注:SCLTHQ是指食用菌基于砷的非致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值(THQ=1)的日均安全消費(fèi)水平,g/(d·BW kg);SCLCR是指食用菌基于砷的致癌風(fēng)險(xiǎn)臨界值(CR=1×10-4)的日均安全消費(fèi)水平,g/(d·BW kg);SIR是指食用菌的日均安全攝入量,g/d(SIR=SCL(體重)。

3 結(jié)論

本文研究的食用菌樣品中,新鮮食用菌和食用菌干制品中的總砷含量分別為0.0013～0.1240 mg/kg(以鮮重計(jì))和0.0170～3.8488 mg/kg(以干重計(jì)),均未超標(biāo)。所調(diào)查的市售的新鮮食用菌和食用菌干制品中無(wú)機(jī)砷含量分別為0.0006～0.0125 mg/kg(以鮮重計(jì))和0.0126～1.0656 mg/kg(以干重計(jì))。不同品種的食用菌中存在的主要形態(tài)砷化合物存在差異,總砷含量并不能準(zhǔn)確地反映食用菌中的砷暴露于人體的風(fēng)險(xiǎn),尤其對(duì)總砷含量較高甚至超標(biāo)的樣品進(jìn)行砷形態(tài)分析對(duì)于食用菌中砷的安全評(píng)價(jià)具有重要的意義。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,本批次新鮮食用菌和食用菌干制品的安全消費(fèi)水平分別為5.33～104.38 g/(d·BW kg)(以鮮重計(jì))和0.06～5.28 g/(d·BW kg)(以干重計(jì)),除姬松茸干制品外,本研究中的其它食用菌及其制品的安全消費(fèi)水平均高于實(shí)際人均食用菌攝入量,對(duì)人體不存在砷暴露的非致癌的風(fēng)險(xiǎn)和癌癥風(fēng)險(xiǎn)。

食用菌的砷污染問(wèn)題依然不容小視,相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)采取相關(guān)措施,從源頭做好污染防控工作和監(jiān)督抽查工作,保障食用菌食品安全。目前國(guó)標(biāo)GB 2762-2017中僅對(duì)食用菌的總砷含量進(jìn)行了限定,由于不同形態(tài)的砷化合物毒性差異較大,建議在總砷的基礎(chǔ)上增加無(wú)機(jī)砷的限量標(biāo)準(zhǔn)。本文為消費(fèi)者的膳食指南提供了理論參考,也為國(guó)標(biāo)的完善提供了一定的指導(dǎo)意義。今后將聯(lián)系實(shí)際開發(fā)能夠降低食用菌中的砷含量的簡(jiǎn)單易行的方法。