廣西雙孢蘑菇栽培原料及子實體的硒和鎘含量分析

吳圣進，陳雪鳳，王燦琴，韋仕巖，蘇啟臣，張雯龍

(廣西農業(yè)科學院微生物研究所，廣西 南寧 530007)

【研究意義】雙孢蘑菇(Agaricusbisporus)是人工栽培規(guī)模最大的食用菌品種之一，也是廣西栽培最多的食用菌品種[1-2]。雙孢蘑菇對栽培原料中的硒(Se)和鎘(Cd)具有很強的富集能力，能將原料中的硒轉化為可食用的蘑菇蛋白硒[3]。硒是人體必需的微量元素，具有調節(jié)機體免疫力、防癌及抗衰老等功能，但攝入過量也會導致硒中毒[4]。廣西是我國少數(shù)富硒地區(qū)之一，擁有全國最大面積的連片富硒土壤資源，生產的富硒農產品資源豐富[5-6]，利用廣西富硒地區(qū)天然原料栽培的雙孢蘑菇普遍達到富硒水平[7]。鎘是導致環(huán)境污染的主要重金屬元素，與硒元素有一定的伴生關系[8]，雙孢蘑菇子實體的硒和鎘含量決定著富硒蘑菇產品的質量，施用適量硒肥能有效提高雙孢蘑菇的硒含量和營養(yǎng)品質[9]。人為添加的硒多屬于游離態(tài)，而天然原料中的硒多為有機結合態(tài)[10]，蘑菇對二者的吸收效率可能存在差異，且目前對雙孢蘑菇中硒和鎘的相互作用也未明確。因此，調查廣西雙孢蘑菇主產區(qū)蘑菇子實體及其栽培原料的硒和鎘含量現(xiàn)狀，對保障富硒蘑菇產品品質穩(wěn)定和質量安全及打造天然富硒蘑菇產品具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】食用菌的富硒特性和富硒栽培是近年來研究的熱點，其中報道最多的品種有糙皮側耳、猴頭菇、香菇、靈芝、金針菇、灰樹花和黑木耳等[11-12]。已有研究表明，雙孢蘑菇是富硒能力較強的食用菌品種之一，其菌絲和子實體均能富集幾倍于培養(yǎng)基中的硒[10,13]。據(jù)Solovyev等[3]報道，在相同栽培條件下，雙孢蘑菇子實體富硒能力強于糙皮側耳、草菇、鳳尾菇和榆黃蘑。胡婷等[12]也研究認為，雙孢蘑菇對硒的吸收能力顯著高于黑木耳、刺芹側耳和靈芝，且雙孢蘑菇對硒的吸收能力與基質中硒的形態(tài)有關，其中對亞硒酸鈉的吸收顯著高于硒酸鈉。金順姬等[14]研究發(fā)現(xiàn)，雙孢蘑菇的富硒能力還受硒肥施用時期影響，其中在發(fā)酵期將硒添加于培養(yǎng)料產出的雙孢蘑菇子實體硒含量最高。添加外源硒不僅能提高雙孢蘑菇硒含量，還能改善雙孢蘑菇的品質。Maseko等[13]研究表明，雙孢蘑菇能將人工添加的無機硒吸收轉化為有機硒，從而提高富硒食品安全性。張亮[15]研究表明，在栽培料中添加硒可使雙孢蘑菇子實體的硒含量升高而鉛含量顯著降低。施怡等[9]研究顯示，施用適量硒肥不僅能提高雙孢蘑菇的硒含量，還提高其可溶性蛋白和總糖等營養(yǎng)成分含量。吳圣進等[7]研究發(fā)現(xiàn)，利用富硒地區(qū)生產的桉樹皮等原料栽培雙孢蘑菇，其硒含量可達富硒農產品標準，表明富硒雙孢蘑菇也能利用天然富硒秸稈原料栽培獲得?！颈狙芯壳腥朦c】目前，針對富硒雙孢蘑菇的報道多集中在人工添加硒栽培方面，有關雙孢蘑菇對天然原料中硒富集作用及硒與鎘相互作用的研究鮮見報道?！緮M解決的關鍵問題】調查廣西雙孢蘑菇主產區(qū)栽培原料和子實體的硒和鎘含量，并分析不同天然原料對蘑菇富硒的貢獻及硒與鎘的相互關系，為廣西天然富硒雙孢蘑菇栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

草本原料、畜禽糞便原料、發(fā)酵料及在廣西推廣栽培面積較大的雙孢蘑菇品種As2796和W192子實體(七八成熟)樣品分別從分布在廣西各地的13家大型雙孢蘑菇企業(yè)或種植大戶采集(分別編號1～13)，各樣品的基本信息見表1。原料樣品采集后置于陰涼處風干備用，蘑菇子實體樣品采集后切片，于60 ℃下烘干備用。

表1 廣西雙孢蘑菇及栽培原料樣品的基本信息

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 采集的草本原料、畜禽糞便原料、發(fā)酵料及As2796和W192蘑菇子實體樣品各4份，每份樣品3個重復。根據(jù)測定的各樣品硒和鎘含量數(shù)據(jù)進行栽培原料與發(fā)酵料硒含量、發(fā)酵料與蘑菇子實體硒含量、栽培原料與發(fā)酵料鎘含量、發(fā)酵料與蘑菇子實體鎘含量及蘑菇子實體硒和鎘含量的相關分析。

1.2.2 測定指標及方法 樣品的硒和鎘含量委托南寧益譜檢測技術有限公司測定。其中，硒含量參照國家標準GB 5009.93-2017《食品安全國家標準—食品中硒的測定》進行測定，鎘含量參照國家標準GB/T 5009.15-2014《食品安全國家標準—食品中鎘的測定》進行測定。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0對試驗數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計分析(LSD法)。

2 結果與分析

2.1 雙孢蘑菇子實體及其栽培原料的硒含量

2.1.1 子實體與栽培原料的硒含量水平 由表2可知，各編號草本原料的硒含量為0.068～0.233 mg/kg，其中1、2和9號草本原料的硒含量顯著高于其他編號草本原料(P<0.05，下同)；畜禽糞便原料的硒含量為0.160～0.520 mg/kg，其中7號畜禽糞便原料的硒含量顯著高于除12號外的其他編號畜禽糞便原料；發(fā)酵料硒含量為0.133～0.460 mg/kg，其中1、2、7和12號發(fā)酵料的硒含量顯著高于其他編號發(fā)酵料硒含量；雙孢蘑菇子實體硒含量為0.710～4.733 mg/kg，其中7號雙孢蘑菇子實體硒含量顯著高于其他編號雙孢蘑菇子實體硒含量。畜禽糞便原料和發(fā)酵料的硒含量明顯高于草本原料，雙孢蘑菇子實體的硒含量明顯高于草本原料、畜禽糞便原料和發(fā)酵料；雙孢蘑菇子實體對硒的富集系數(shù)為5.34～10.45。說明雙孢蘑菇具有很強的富硒能力，但不同來源栽培原料、發(fā)酵料和蘑菇子實體的硒含量均存在一定差異。

表2 雙孢蘑菇子實體及其主要栽培原料的硒含量

2.1.2 栽培原料硒含量與發(fā)酵料硒含量的相關性 從圖1可看出，草本原料和畜禽糞便原料硒含量均與發(fā)酵料硒含量呈極顯著的正相關(P<0.01，下同)，其中，畜禽糞便原料硒含量與發(fā)酵料硒含量的相關系數(shù)大于草本原料硒含量與發(fā)酵料硒含量的相關系數(shù)，說明發(fā)酵料中的硒更多地來源于畜禽糞便原料而非草本原料。

圖1 栽培原料硒含量與發(fā)酵料硒含量的相關分析結果Fig.1 Correlation analysis of the contents of Se between raw material and fermented material

2.1.3 發(fā)酵料硒含量與蘑菇子實體硒含量的相關性 從圖2可看出，雙孢蘑菇子實體硒含量隨著發(fā)酵料硒含量的上升而增加，二者呈極顯著線性正相關，相關系數(shù)R2為0.9318，線性方程為y=9.9596x-0.5787，說明栽培基質中的硒是雙孢蘑菇子實體硒的主要來源。

圖2 發(fā)酵料硒含量與蘑菇子實體硒含量的相關分析結果Fig.2 Correlation analysis of the contents of Se between fermented material and fruit body of mushroom

2.2 雙孢蘑菇子實體及其栽培原料的鎘含量

2.2.1 子實體與栽培原料的鎘含量水平 由表3可知，草本原料的鎘含量為0.054～1.233 mg/kg，其中12號草本原料的鎘含量最高，1和2號次之，三者顯著高于其他編號草本原料的鎘含量；畜禽糞便原料的鎘含量為0.086～0.360 mg/kg，其中10和11號畜禽糞便的鎘含量最高，且顯著高于7、8和12號畜禽糞便的鎘含量；發(fā)酵料的鎘含量為0.197～0.880 mg/kg，其中1和2號發(fā)酵料的鎘含量最高，顯著高于其他編號發(fā)酵料的鎘含量；雙孢蘑菇子實體的鎘含量為0.049～0.627 mg/kg，其中1和2號雙孢蘑菇子實體的鎘含量顯著高于其他編號雙孢蘑菇子實體鎘含量。多個編號的草本原料(1、2、5、6、11和12號)鎘含量超過綠色食品對食用菌栽培基質的鎘含量要求(不高于0.300 mg/kg)，尤其是全州縣龍水鎮(zhèn)(2個點)和興業(yè)縣的草本原料鎘含量分別高達0.957和1.233 mg/kg；牛糞原料1～6、9～11和13號間及雞糞原料7和12號間的鎘含量差異不顯著(P>0.05，下同)，可能與同類畜禽糞便原料來源于相同產地有關；雙孢蘑菇子實體對鎘的富集系數(shù)為0.10～1.16。可見，雙孢蘑菇對栽培基質中鎘有一定的富集能力，但不同來源栽培原料、發(fā)酵料和蘑菇子實體的鎘含量存在差異。

表3 雙孢蘑菇子實體及其主要栽培原料的鎘含量

2.2.2 栽培原料鎘含量與發(fā)酵料鎘含量的相關性 從圖3可看出，發(fā)酵料鎘含量隨著草本原料鎘含量的升高而增加，二者呈極顯著線性正相關，相關系數(shù)R2為0.783，線性方程為y=0.5312x+0.2202；發(fā)酵料鎘含量與糞便原料鎘含量無顯著相關性?？梢?，草本原料中的鎘是發(fā)酵料鎘的重要來源。

圖3 栽培原料鎘含量與發(fā)酵料鎘含量的相關分析結果Fig.3 Correlation analysis of the contents of Cd between cultivation material and fermented material

2.2.3 發(fā)酵料鎘含量與蘑菇子實體鎘含量的相關性 從圖4可看出，雙孢蘑菇子實體鎘含量隨著發(fā)酵料鎘含量的升高而增加，二者呈極顯著線性正相關，相關系數(shù)R2為0.4728，線性方程為y=0.5753x+0.063，說明栽培基質中的鎘是雙孢蘑菇子實體中鎘的重要來源。

圖4 發(fā)酵料鎘含量與蘑菇子實體鎘含量的相關分析結果Fig.4 Correlation analysis of the contents of Cd between fermented material and fruit body of mushroom

2.3 不同雙孢蘑菇品種的硒和鎘含量比較

分別對全州縣龍水鎮(zhèn)、全州縣紹水鎮(zhèn)和蒼梧縣3個栽培點雙孢蘑菇品種As2796和W192的子實體硒和鎘含量進行比較，結果(圖5)表明，在相同栽培點采用相同原料和相同配方的情況下，As2796和W192子實體的硒和鎘含量差異不顯著。說明2個雙孢蘑菇品種對硒和鎘的富集能力相近。

2.4 雙孢蘑菇子實體硒和鎘含量的相關性

對雙孢蘑菇鎘富集系數(shù)與子實體硒含量進行相關分析，結果(圖6)表明，雙孢蘑菇鎘富集系數(shù)與子實體硒含量呈顯著負相關，說明提高蘑菇子實體硒含量有利于降低其對鎘的吸收量。

圖6 雙孢蘑菇子實體硒含量與鎘富集系數(shù)的相關分析結果Fig.6 Correlation analysis between content of Se in fruit body of mushroom and the BCF of Cd

3 討 論

硒是人體必需的微量元素之一，但攝入過量對人體有害。富硒食品是人體硒素營養(yǎng)的重要來源，根據(jù)全國供銷行業(yè)標準GH/T 1135-2017《富硒農產品》中的界定，富硒食用菌的適宜硒含量為0.10～5.00 mg/kg[16]。已有研究表明，在無人工添加硒情況下使用天然辣木[17]、桉樹皮[13]栽培秀珍菇和蘑菇可獲得天然富硒食用菌，采用天然小橡木原料可生產出天然富硒食用菌[18]。本研究結果表明，采用稻草、玉米芯、杏鮑菇菌渣等天然原料均可生產出天然富硒雙孢蘑菇，其子實體的硒含量為0.710～4.733 mg/kg。據(jù)報道，在人為施用無機硒情況下，雙孢蘑菇對硒的富集率在2.0以上，子實體硒含量隨著添加硒酸鹽濃度的提高而增加，極易超出富硒食用菌標準范圍[9，19]。本研究中，雙孢蘑菇對天然原料中的硒也具有很強富集作用，其子實體硒含量與天然原料中的硒含量呈極顯著正相關；雙孢蘑菇對天然原料硒的富集系數(shù)達5.34～10.45，可能與天然原料中硒含量相對較低有關，因為硒濃度越低蘑菇子實體對硒的富集率越高[9]?？梢姡a富硒蘑菇產品的關鍵是控制栽培基質中硒的含量范圍。栽培基質即發(fā)酵料中的硒含量取決于原料中的硒含量，廣西栽培雙孢蘑菇的草本原料和畜禽糞便原料中的硒含量均與發(fā)酵料硒含量呈極顯著正相關，其中后者的相關系數(shù)高于前者，且同一栽培點糞便原料硒含量高于草本原料硒含量，說明兩種原料對發(fā)酵料硒含量均有顯著貢獻，其中畜禽糞便原料的貢獻更大，是廣西雙孢蘑菇栽培基質硒營養(yǎng)成分的主要來源。

1、2和3分別表示龍水鎮(zhèn)、紹水鎮(zhèn)和蒼梧縣1，2，3 represented Longshui town，Shaoshui town and Cangwu county，respectively

已有許多研究表明，雙孢蘑菇對鎘有較強的富集作用[20-23]，且鎘超標現(xiàn)象時有發(fā)生[22]。在廣西食用菌主產區(qū)，雙孢蘑菇鎘含量在0.049～0.627 mg/kgDW范圍，換算為鮮菇鎘含量后，均未超過食品安全國家標準GB 2762-2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》。本研究結果表明，廣西不同栽培點雙孢蘑菇的鎘含量存在明顯差異，發(fā)酵料中的鎘含量與蘑菇子實體鎘含量呈顯著正相關，說明子實體鎘含量受培養(yǎng)料鎘含量影響較明顯，與李艷艷等[22]的研究結果一致。其中，發(fā)酵料鎘含量與草本原料鎘含量呈顯著正相關，說明草本原料鎘含量對培養(yǎng)料鎘含量的影響較大。不少栽培點草本原料的鎘含量在0.300 mg/kg以上，高于綠色食品對食用菌栽培基質的要求，盡管產出的蘑菇產品鎘含量均低于1.000 mg/kg，符合綠色食品要求，但仍需高度重視草本原料的鎘超標風險。

目前廣西推廣栽培的雙孢蘑菇品種有As2796、W192、A15和福35，其中As2796和W192的推廣面積最大；A15是美國品種，菌種獲取不便、價格高、栽培技術要求高，僅有個別企業(yè)少量種植；福35是剛引進的新品種，僅在廣西玉林市1家企業(yè)投產試用。本研究采用As2796和W192作為雙孢蘑菇的代表品種開展試驗，發(fā)現(xiàn)As2796和W192的子實體對硒和鎘的富集能力無明顯差異，其子實體對鎘的富集系數(shù)為0.10～1.16，遠低于對硒的富集系數(shù)，說明雙孢蘑菇對天然原料中硒的富集強于對鎘的富集；雙孢蘑菇的鎘富集系數(shù)與子實體硒含量呈顯著負相關，說明雙孢蘑菇對硒吸收的增加有利于減少鎘的累積。雙孢蘑菇中硒與鎘的相互作用在不少農作物上也有報道，戚宵晨[24]通過葉面噴施硒肥，結果在提高甜櫻桃硒含量的同時可降低其鎘含量；陳火云等[25]通過葉面噴施硒肥可提高油菜籽的硒含量而降低鎘含量；管文文等[26]研究發(fā)現(xiàn)施用硒肥可抑制水稻對鎘的累積并提高大米硒含量。由于本研究樣品來自不同食用菌產區(qū)，雙孢蘑菇對鎘的吸收還受原料種類、土壤和環(huán)境等多種內外因素的影響，因此，雙孢蘑菇子實體硒與鎘的相互關系有待進一步探究。

4 結 論

廣西生產的雙孢蘑菇普遍屬于天然富硒雙孢蘑菇產品，且無鎘超標現(xiàn)象；雙孢蘑菇硒素營養(yǎng)直接來源于其發(fā)酵料，而發(fā)酵料中的硒主要來源于畜禽糞便原料，其次是草本原料；富硒栽培原料不僅能提高雙孢蘑菇子實體的硒含量，還有利于降低其對鎘的富集積累。