廣西雙孢蘑菇栽培原料及子實(shí)體的硒和鎘含量分析

吳圣進(jìn)，陳雪鳳，王燦琴，韋仕巖，蘇啟臣，張?chǎng)?

(廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)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(duì)栽培原料中的硒(Se)和鎘(Cd)具有很強(qiáng)的富集能力，能將原料中的硒轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、防癌及抗衰老等功能，但攝入過(guò)量也會(huì)導(dǎo)致硒中毒[4]。廣西是我國(guó)少數(shù)富硒地區(qū)之一，擁有全國(guó)最大面積的連片富硒土壤資源，生產(chǎn)的富硒農(nóng)產(chǎn)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(dá)到富硒水平[7]。鎘是導(dǎo)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(guān)系[8]，雙孢蘑菇子實(shí)體的硒和鎘含量決定著富硒蘑菇產(chǎn)品的質(zhì)量，施用適量硒肥能有效提高雙孢蘑菇的硒含量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[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(jī)結(jié)合態(tài)[10]，蘑菇對(duì)二者的吸收效率可能存在差異，且目前對(duì)雙孢蘑菇中硒和鎘的相互作用也未明確。因此，調(diào)查廣西雙孢蘑菇主產(chǎn)區(qū)蘑菇子實(shí)體及其栽培原料的硒和鎘含量現(xiàn)狀，對(duì)保障富硒蘑菇產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定和質(zhì)量安全及打造天然富硒蘑菇產(chǎn)品具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】食用菌的富硒特性和富硒栽培是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，其中報(bào)道最多的品種有糙皮側(cè)耳、猴頭菇、香菇、靈芝、金針菇、灰樹(shù)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(qiáng)的食用菌品種之一，其菌絲和子實(shí)體均能富集幾倍于培養(yǎng)基中的硒[10,13]。據(jù)Solovyev等[3]報(bào)道，在相同栽培條件下，雙孢蘑菇子實(shí)體富硒能力強(qiáng)于糙皮側(cè)耳、草菇、鳳尾菇和榆黃蘑。胡婷等[12]也研究認(rèn)為，雙孢蘑菇對(duì)硒的吸收能力顯著高于黑木耳、刺芹側(cè)耳和靈芝，且雙孢蘑菇對(duì)硒的吸收能力與基質(zhì)中硒的形態(tài)有關(guān)，其中對(duì)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(shí)期影響，其中在發(fā)酵期將硒添加于培養(yǎng)料產(chǎn)出的雙孢蘑菇子實(shí)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(zhì)。Maseko等[13]研究表明，雙孢蘑菇能將人工添加的無(wú)機(jī)硒吸收轉(zhuǎn)化為有機(jī)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(shí)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(yíng)養(yǎng)成分含量。吳圣進(jìn)等[7]研究發(fā)現(xiàn)，利用富硒地區(qū)生產(chǎn)的桉樹(shù)皮等原料栽培雙孢蘑菇，其硒含量可達(dá)富硒農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，表明富硒雙孢蘑菇也能利用天然富硒秸稈原料栽培獲得。【本研究切入點(diǎn)】目前，針對(duì)富硒雙孢蘑菇的報(bào)道多集中在人工添加硒栽培方面，有關(guān)雙孢蘑菇對(duì)天然原料中硒富集作用及硒與鎘相互作用的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】調(diào)查廣西雙孢蘑菇主產(chǎn)區(qū)栽培原料和子實(shí)體的硒和鎘含量，并分析不同天然原料對(duì)蘑菇富硒的貢獻(xiàn)及硒與鎘的相互關(guān)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(yàn)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(shí)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(hào)1～13)，各樣品的基本信息見(jiàn)表1。原料樣品采集后置于陰涼處風(fēng)干備用，蘑菇子實(shí)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(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 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(shí)體樣品各4份，每份樣品3個(gè)重復(fù)。根據(jù)測(cè)定的各樣品硒和鎘含量數(shù)據(jù)進(jìn)行栽培原料與發(fā)酵料硒含量、發(fā)酵料與蘑菇子實(shí)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(shí)體鎘含量及蘑菇子實(shí)體硒和鎘含量的相關(guān)分析。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法 樣品的硒和鎘含量委托南寧益譜檢測(cè)技術(shù)有限公司測(cè)定。其中，硒含量參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.93-2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)—食品中硒的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定，鎘含量參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.15-2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)—食品中鎘的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析(LSD法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 雙孢蘑菇子實(shí)體及其栽培原料的硒含量

2.1.1 子實(shí)體與栽培原料的硒含量水平 由表2可知，各編號(hào)草本原料的硒含量為0.068～0.233 mg/kg，其中1、2和9號(hào)草本原料的硒含量顯著高于其他編號(hào)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(hào)畜禽糞便原料的硒含量顯著高于除12號(hào)外的其他編號(hào)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(hào)發(fā)酵料的硒含量顯著高于其他編號(hào)發(fā)酵料硒含量；雙孢蘑菇子實(shí)體硒含量為0.710～4.733 mg/kg，其中7號(hào)雙孢蘑菇子實(shí)體硒含量顯著高于其他編號(hào)雙孢蘑菇子實(shí)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(shí)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(shí)體對(duì)硒的富集系數(shù)為5.34～10.45。說(shuō)明雙孢蘑菇具有很強(qiáng)的富硒能力，但不同來(lái)源栽培原料、發(fā)酵料和蘑菇子實(shí)體的硒含量均存在一定差異。

表2 雙孢蘑菇子實(shí)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(guān)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(guān)(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(guān)系數(shù)大于草本原料硒含量與發(fā)酵料硒含量的相關(guān)系數(shù)，說(shuō)明發(fā)酵料中的硒更多地來(lái)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(guān)分析結(jié)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(shí)體硒含量的相關(guān)性 從圖2可看出，雙孢蘑菇子實(shí)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(guān)，相關(guān)系數(shù)R2為0.9318，線性方程為y=9.9596x-0.5787，說(shuō)明栽培基質(zhì)中的硒是雙孢蘑菇子實(shí)體硒的主要來(lái)源。

圖2 發(fā)酵料硒含量與蘑菇子實(shí)體硒含量的相關(guān)分析結(jié)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(shí)體及其栽培原料的鎘含量

2.2.1 子實(shí)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(hào)草本原料的鎘含量最高，1和2號(hào)次之，三者顯著高于其他編號(hào)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(hào)畜禽糞便的鎘含量最高，且顯著高于7、8和12號(hào)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(hào)發(fā)酵料的鎘含量最高，顯著高于其他編號(hào)發(fā)酵料的鎘含量；雙孢蘑菇子實(shí)體的鎘含量為0.049～0.627 mg/kg，其中1和2號(hào)雙孢蘑菇子實(shí)體的鎘含量顯著高于其他編號(hào)雙孢蘑菇子實(shí)體鎘含量。多個(gè)編號(hào)的草本原料(1、2、5、6、11和12號(hào))鎘含量超過(guò)綠色食品對(duì)食用菌栽培基質(zhì)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(gè)點(diǎn))和興業(yè)縣的草本原料鎘含量分別高達(dá)0.957和1.233 mg/kg；牛糞原料1～6、9～11和13號(hào)間及雞糞原料7和12號(hào)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(lái)源于相同產(chǎn)地有關(guān)；雙孢蘑菇子實(shí)體對(duì)鎘的富集系數(shù)為0.10～1.16。可見(jiàn)，雙孢蘑菇對(duì)栽培基質(zhì)中鎘有一定的富集能力，但不同來(lái)源栽培原料、發(fā)酵料和蘑菇子實(shí)體的鎘含量存在差異。

表3 雙孢蘑菇子實(shí)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(guān)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(guān)，相關(guān)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(wú)顯著相關(guān)性。可見(jiàn)，草本原料中的鎘是發(fā)酵料鎘的重要來(lái)源。

圖3 栽培原料鎘含量與發(fā)酵料鎘含量的相關(guān)分析結(jié)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(shí)體鎘含量的相關(guān)性 從圖4可看出，雙孢蘑菇子實(shí)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(guān)，相關(guān)系數(shù)R2為0.4728，線性方程為y=0.5753x+0.063，說(shuō)明栽培基質(zhì)中的鎘是雙孢蘑菇子實(shí)體中鎘的重要來(lái)源。

圖4 發(fā)酵料鎘含量與蘑菇子實(shí)體鎘含量的相關(guān)分析結(jié)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(duì)全州縣龍水鎮(zhèn)、全州縣紹水鎮(zhèn)和蒼梧縣3個(gè)栽培點(diǎn)雙孢蘑菇品種As2796和W192的子實(shí)體硒和鎘含量進(jìn)行比較，結(jié)果(圖5)表明，在相同栽培點(diǎn)采用相同原料和相同配方的情況下，As2796和W192子實(shí)體的硒和鎘含量差異不顯著。說(shuō)明2個(gè)雙孢蘑菇品種對(duì)硒和鎘的富集能力相近。

2.4 雙孢蘑菇子實(shí)體硒和鎘含量的相關(guān)性

對(duì)雙孢蘑菇鎘富集系數(shù)與子實(shí)體硒含量進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果(圖6)表明，雙孢蘑菇鎘富集系數(shù)與子實(shí)體硒含量呈顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明提高蘑菇子實(shí)體硒含量有利于降低其對(duì)鎘的吸收量。

圖6 雙孢蘑菇子實(shí)體硒含量與鎘富集系數(shù)的相關(guān)分析結(jié)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(guò)量對(duì)人體有害。富硒食品是人體硒素營(yíng)養(yǎng)的重要來(lái)源，根據(jù)全國(guó)供銷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GH/T 1135-2017《富硒農(nóng)產(chǎn)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(wú)人工添加硒情況下使用天然辣木[17]、桉樹(shù)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(chǎn)出天然富硒食用菌[18]。本研究結(jié)果表明，采用稻草、玉米芯、杏鮑菇菌渣等天然原料均可生產(chǎn)出天然富硒雙孢蘑菇，其子實(shí)體的硒含量為0.710～4.733 mg/kg。據(jù)報(bào)道，在人為施用無(wú)機(jī)硒情況下，雙孢蘑菇對(duì)硒的富集率在2.0以上，子實(shí)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(biāo)準(zhǔn)范圍[9，19]。本研究中，雙孢蘑菇對(duì)天然原料中的硒也具有很強(qiáng)富集作用，其子實(shí)體硒含量與天然原料中的硒含量呈極顯著正相關(guān)；雙孢蘑菇對(duì)天然原料硒的富集系數(shù)達(dá)5.34～10.45，可能與天然原料中硒含量相對(duì)較低有關(guān)，因?yàn)槲鴿舛仍降湍⒐阶訉?shí)體對(duì)硒的富集率越高[9]。可見(jiàn)，生產(chǎn)富硒蘑菇產(chǎn)品的關(guān)鍵是控制栽培基質(zhì)中硒的含量范圍。栽培基質(zhì)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(guān)，其中后者的相關(guān)系數(shù)高于前者，且同一栽培點(diǎn)糞便原料硒含量高于草本原料硒含量，說(shuō)明兩種原料對(duì)發(fā)酵料硒含量均有顯著貢獻(xiàn)，其中畜禽糞便原料的貢獻(xiàn)更大，是廣西雙孢蘑菇栽培基質(zhì)硒營(yíng)養(yǎng)成分的主要來(lái)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(duì)鎘有較強(qiáng)的富集作用[20-23]，且鎘超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生[22]。在廣西食用菌主產(chǎn)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(guò)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762-2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》。本研究結(jié)果表明，廣西不同栽培點(diǎn)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(shí)體鎘含量呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明子實(shí)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(jié)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(guān)，說(shuō)明草本原料鎘含量對(duì)培養(yǎng)料鎘含量的影響較大。不少栽培點(diǎn)草本原料的鎘含量在0.300 mg/kg以上，高于綠色食品對(duì)食用菌栽培基質(zhì)的要求，盡管產(chǎn)出的蘑菇產(chǎn)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(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。

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(guó)品種，菌種獲取不便、價(jià)格高、栽培技術(shù)要求高，僅有個(gè)別企業(yè)少量種植；福35是剛引進(jìn)的新品種，僅在廣西玉林市1家企業(yè)投產(chǎn)試用。本研究采用As2796和W192作為雙孢蘑菇的代表品種開(kāi)展試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)As2796和W192的子實(shí)體對(duì)硒和鎘的富集能力無(wú)明顯差異，其子實(shí)體對(duì)鎘的富集系數(shù)為0.10～1.16，遠(yuǎn)低于對(duì)硒的富集系數(shù)，說(shuō)明雙孢蘑菇對(duì)天然原料中硒的富集強(qiáng)于對(duì)鎘的富集；雙孢蘑菇的鎘富集系數(shù)與子實(shí)體硒含量呈顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明雙孢蘑菇對(duì)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(nóng)作物上也有報(bào)道，戚宵晨[24]通過(guò)葉面噴施硒肥，結(jié)果在提高甜櫻桃硒含量的同時(shí)可降低其鎘含量；陳火云等[25]通過(guò)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(duì)鎘的累積并提高大米硒含量。由于本研究樣品來(lái)自不同食用菌產(chǎn)區(qū)，雙孢蘑菇對(duì)鎘的吸收還受原料種類、土壤和環(huán)境等多種內(nèi)外因素的影響，因此，雙孢蘑菇子實(shí)體硒與鎘的相互關(guān)系有待進(jìn)一步探究。

4 結(jié) 論

廣西生產(chǎn)的雙孢蘑菇普遍屬于天然富硒雙孢蘑菇產(chǎn)品，且無(wú)鎘超標(biāo)現(xiàn)象；雙孢蘑菇硒素營(yíng)養(yǎng)直接來(lái)源于其發(fā)酵料，而發(fā)酵料中的硒主要來(lái)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(shí)體的硒含量，還有利于降低其對(duì)鎘的富集積累。