徐明芳，岳 甜，傅利軍，劉 莉，張秀敏，馬永征，沈林燕，孫 勇,

（1.暨南大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510632；2.北京食品科學(xué)研究院，北京 100068）

白玉菇（Hypsizygus marmoreus）又名白玉蕈，如圖1所示，隸屬擔(dān)子菌亞門（Basidiomycotina），玉蕈屬（Hypsizigus），研究[1]發(fā)現(xiàn)白玉菇是一種高蛋白（21.8%粗蛋白）、低脂肪、富含真菌多糖（7.5%多糖）的食品，子實(shí)體叢生、潔白清亮、質(zhì)地脆嫩可口，不僅營(yíng)養(yǎng)成分豐富，且含有多種生物活性物質(zhì)，具有提高免疫力、清除體內(nèi)自由基、預(yù)防衰老、降低膽固醇、降低血糖和血壓、改善心律等作用[2-3]，享有“聞之松茸，食則玉蕈”的美譽(yù)，白玉菇作為近年來(lái)從日本引進(jìn)的一種珍稀品種在抗病毒、抗腫瘤、抗氧化等方面具有重大開(kāi)發(fā)前景，深受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者青睞的食用菌珍品[4]。

圖1 白玉菇子實(shí)體Fig. 1 White H. marmoreus

早在1998年Garcia等[5]研究發(fā)現(xiàn)食用菌子實(shí)體具有生物累積金屬離子的能力，且積累量受環(huán)境和食用菌種類的影響。Zhu Fangkun等[6]研究表明食用菌的重金屬富集能力強(qiáng)于其他農(nóng)作物，其濃度比蔬菜和水果中的重金屬濃度高很多，并且食用菌富集重金屬的種類及富集量也都強(qiáng)于一般植物，甚至還可能高于動(dòng)物[7]。食用菌的重金屬來(lái)源主要有栽培料、土壤、水源與空氣4 個(gè)方面，其中木本植物對(duì)重金屬有一定的吸收積累作用，當(dāng)農(nóng)林副產(chǎn)品加工成食用菌的栽培原料時(shí)，可通過(guò)食用菌的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化、富集到食用菌內(nèi)，此外重金屬不能被土壤微生物降解，它們通過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)富集和轉(zhuǎn)化，超過(guò)一定限度時(shí)就會(huì)對(duì)生物體造成毒害作用[8]。因此，對(duì)市售白玉菇及其他幾種食用菌重金屬含量差異性分析，并進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

近些年，有關(guān)食用菌中重金屬含量的研究主要集中在前處理方法及測(cè)定方法上。常見(jiàn)的食用菌重金屬檢測(cè)前處理方法主要有：干式灰化法[9]、濕法消解法[10-11]、微波消解法[12-15]。郭楠楠等[16]采用不同的前處理方法如干式灰化法、濕法消解法和微波消解法對(duì)干香菇進(jìn)行消解處理，發(fā)現(xiàn)微波消解法處理樣品的回收率高于前兩者。鄧藝萍等[17]用微波消解和濕法消解分別測(cè)定了5 個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的金屬元素并進(jìn)行比較，得出微波消解法具有時(shí)間短、試劑用量少、污染低等優(yōu)勢(shì)。食用菌重金屬檢測(cè)方法的研究主要有原子吸收光譜法[18-20]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法[21-22]、原子熒光光度法[23]、電感耦合等離子體質(zhì)譜（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS）法[24]等。其中ICP-MS法被稱為微量元素檢測(cè)的金方法，具有檢出限低、準(zhǔn)確度高、線性范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)，可以分析元素的不同形態(tài)等特點(diǎn)[25-27]。解楠等[28]采用ICP-MS測(cè)定上海市場(chǎng)上銀耳、黑木耳、香菇等食用菌中重金屬砷（As）、鉛（Pb）、鎘（Cd）含量，發(fā)現(xiàn)ICP-MS具有對(duì)多種元素同時(shí)進(jìn)行快速檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。

食用菌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，有研究[29]根據(jù)GB 2762—2012《食品中污染物限量》規(guī)定的食用菌中Hg限量標(biāo)準(zhǔn)及聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織（Food and Agriculture Organization/World Health Organization，F(xiàn)AO/WHO）規(guī)定的每周Hg允許攝入量現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)云南野生牛肝菌的食用安全性。研究表明，不同產(chǎn)地、種類牛肝菌菌蓋、菌柄中總Hg含量存在明顯差異，少數(shù)牛肝菌總Hg含量超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，食用具有一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。張徐惠群等[30]采用原子吸收光度法和原子熒光光譜法測(cè)定北京地區(qū)市售的18 種食用菌中Pb、As含量，分析食用菌重金屬含量的整體趨勢(shì)，闡明不同品種食用菌的不同測(cè)量結(jié)果在概率分布上呈現(xiàn)正態(tài)分布和偏正態(tài)分布的趨勢(shì)，可用一定含量范圍即置信區(qū)間代表食用菌中Pb、As元素的含量，評(píng)估食用菌中Pb、As含量的健康風(fēng)險(xiǎn)，此外，還有采用污染指數(shù)法進(jìn)行食用菌污染評(píng)價(jià)。靶標(biāo)危害系數(shù)方法（target hazard quotients/total target hazard quotient，THQ/TTHQ）是美國(guó)環(huán)境保護(hù)局于2000年建立的一種用于評(píng)估人體通過(guò)食物攝取重金屬風(fēng)險(xiǎn)的一種評(píng)估 方法[31-32]，具有既能評(píng)價(jià)單一重金屬的潛在風(fēng)險(xiǎn)，又能評(píng)價(jià)多種重金屬?gòu)?fù)合暴露的健康風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。此外，THQ法是根據(jù)成人及兒童的平均體質(zhì)量而建立的風(fēng)險(xiǎn)分析方法，具有不同年齡段人群的不同參數(shù)，更能體現(xiàn)出不同年齡段人群中存在的健康風(fēng)險(xiǎn)，具有適用性較高的特點(diǎn)。該方法是基于假定污染物吸收劑量與攝取劑量相等，以實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的人體攝入的污染物劑量與參考劑量的比值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如果單一重金屬風(fēng)險(xiǎn)THQ值小于1， 說(shuō)明暴露人群并沒(méi)有明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)，反之，則可能存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)?？紤]到重金屬對(duì)人體的危害是由多種重金屬元素共同作用的結(jié)果，可用TTHQ表示多種重金屬?gòu)?fù)合風(fēng)險(xiǎn)，如果該值小于1，則說(shuō)明多種重金屬?gòu)?fù)合對(duì)暴露人群沒(méi)有明顯的影響，反之，則存在負(fù)面影響。與動(dòng)、植物相比，食用菌具有更強(qiáng)富集重金屬的能力，為了評(píng)估食用白玉菇攝入的重金屬與潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性，采用THQ評(píng)估非致癌的健康風(fēng)險(xiǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。然而不同的消解前處理技術(shù)與檢測(cè)方法對(duì)食用菌重金屬元素分析會(huì)有顯著影響，選擇高效樣品重金屬前處理技術(shù)，建立快速、準(zhǔn)確檢測(cè)方法，將為食用菌重金屬檢測(cè)及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估奠定基礎(chǔ)。

本研究采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)（microwave digestion-inductively coupled plasma-mass spectrometry，MD-ICP-MS）建立同步測(cè)定白玉菇樣品中重金屬Pb、As、Cd分析方法，通過(guò)THQ/TTHQ評(píng)價(jià)白玉菇中重金屬對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)，旨在為白玉菇安全性評(píng)價(jià)與深加工產(chǎn)品的研發(fā)提供依據(jù)，也為其他食用菌的重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

隨機(jī)采集當(dāng)?shù)爻幸约稗r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)銷售的袋裝白玉菇、香菇、姬松茸和平菇樣品，各選取50 g樣品，用干凈食品袋包裝帶回實(shí)驗(yàn)室立即進(jìn)行洗滌、烘干處理。

30%過(guò)氧化氫（H2O2）、硝酸（HNO3） 廣州化學(xué)試劑廠；As 國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；Pb、Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液 上海麥克林生化科技有限公司。

MARS5微波消解儀 美國(guó)CEM公司；7500a電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 美國(guó)Agilent公司；超純水儀 美國(guó)Thermo公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品微波消解處理

食用菌樣品用去離子水洗凈后在50 ℃烘箱中烘干至質(zhì)量恒定，經(jīng)干燥后的樣品用食品多功能機(jī)粉碎成粉末，過(guò)80 目篩后用自封袋密封備用。精確稱量干食用菌粉0.500 0 g放入100 mL聚四氟乙烯消化容器中，加入4 mL HNO3和4 mL H2O2浸泡，加蓋密封。將消解管對(duì)稱放入微波消解儀中，開(kāi)啟通風(fēng)，按表1所列微波消解程序消解樣品。冷卻后取出消化液，轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，用超純水稀釋至刻度，搖勻，待測(cè)，同時(shí)做試劑空白和加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)。

表1 微波消解過(guò)程的參數(shù)Table 1 Parameters of microwave digestion procedure

1.2.2 樣品測(cè)定

1.2.2.1 ICP-MS儀器測(cè)定參數(shù)

參數(shù)的設(shè)定可直接影響ICP-MS儀器測(cè)定的靈敏度、精密度和檢出限。首先用質(zhì)譜調(diào)諧液調(diào)整儀器至最佳工作狀態(tài)，以排除質(zhì)譜干擾，然后采用內(nèi)標(biāo)校正法進(jìn)行校正，排除非質(zhì)譜干擾。最后將As、Pb、Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，與空白試劑、樣品溶液分別按表2的儀器工作參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，由工作站軟件分析數(shù)據(jù)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)樣品中3 種重金屬進(jìn)行定量。

表2 ICP-MS儀器設(shè)置參數(shù)和采集參數(shù)Table 2 ICP-MS parameter settings and acquisition parameters

1.2.2.2 精密度與加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取食用菌干粉0.500 0 g，按樣品處理方法進(jìn)行處理，連續(xù)測(cè)定6 次，測(cè)量精密度；在樣品中分別加入As 0.5 mg/kg、Cr 0.05 mg/kg、Pb 1 mg/kg元素的標(biāo)準(zhǔn)液，每個(gè)元素重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值計(jì)算加標(biāo)回收率。

1.2.3 重金屬污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)GB 2762—2017《食品中污染物限量》[33]的規(guī)定，食用菌中各種重金屬最高允許限量標(biāo)準(zhǔn)為As 0.5 mg/kg、Pb 1.0 mg/kg及Cd 0.2 mg/kg。

1.2.4 重金屬接觸人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參數(shù)設(shè)置與計(jì)算

健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，THQ和TTHQ計(jì)算如式（1）、（2）所示：式中：各參數(shù)名稱和取值見(jiàn)表3。

表3 食用菌重金屬THQ分析參數(shù)取值Table 3 Values of the parameters used in the calculation of THQ for heavy metals

單金屬靶標(biāo)危害系數(shù)THQ大于1，表明該重金屬可引起人體健康風(fēng)險(xiǎn)，THQ值越大則表明該重金屬對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)越大；TTHQ為多金屬靶標(biāo)危害系數(shù)，表示多種重金屬?gòu)?fù)合污染導(dǎo)致的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)，TTHQ大于1，表明多種重金屬?gòu)?fù)合污染對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 19軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用Excel軟件進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 MD-ICP-MS法同步檢測(cè)白玉菇中重金屬As、Pb、Cd

2.1.1 線性回歸方程與檢出限

采用MD-ICP-MS法測(cè)定As、Pb、Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液（0、5、10、20、50、100、200、500 ng/mL），以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合回歸方程及相關(guān)系數(shù)（R2）。以3 倍的信噪比所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度計(jì)算檢出限?；貧w方程、線性范圍和檢測(cè)限如表4所示。

表4 金屬元素的線性回歸方程與檢出限Table 4 Linear regression equations and detection limits of heavy metal elements

由表4可知，As、Cd、Pb的線性范圍為0～100 μg/L， 各元素峰面積與其質(zhì)量濃度呈良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.999 5～0.999 6。儀器檢出限分別為0.3、0.01 μg/L和0.03 μg/L。

2.1.2 精密度和加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 樣品回收率和精密度實(shí)驗(yàn)（n=6）Table 5 Recoveries and precision (relative standard deviation) of spiked samples (n= 6)

由表5可知，加標(biāo)回收率在98.84%～100.92%之間，表明所建立的方法準(zhǔn)確、可靠。所有元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于6%，證明該方法的重復(fù)率高、精密度好。

2.2 白玉菇與及其他食用菌中As、Pb、Cd含量差異性

表6 食用菌中重金屬（As、Pb和Cd）的總體含量Table 6 Average contents of heavy metals (As, Cd and Pb) in edible fungi

如表6所示，3 種重金屬在食用菌中的含量差異較大，且每種重金屬含量變化范圍較寬，變異系數(shù)較高，表現(xiàn)為As（117.13%）＞Cd（108.11%）＞Pb（89.04%），說(shuō)明不同食用菌種類對(duì)同種重金屬的富集能力存在很大差異，與前人研究結(jié)果相同[37]，此外食用菌富集重金屬的量還可能受到環(huán)境條件（空氣、水、土壤）、栽培技術(shù)與原料等其他因素的影響[38]。對(duì)于超標(biāo)率而言，Cd的超標(biāo)率最高，達(dá)到58.33%，As為25%，Pb在這批食用菌中均未超標(biāo)。

如表7所示，As、Pb、Cd的平均總含量在4 種食用菌中由高到低排序依次為姬松茸＞香菇＞平菇＞白玉菇，且不同食用菌中同一重金屬含量的變異系數(shù)均不同，這進(jìn)一步說(shuō)明了不同食用菌富集重金屬的能力不同。其中，白玉菇與香菇Cd超標(biāo)率達(dá)分別到達(dá)33.33%與100%；姬松茸中As與Cd的超標(biāo)率均達(dá)到100%；平菇中3 種重金屬的平均含量未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。食用菌受Cd污染最嚴(yán)重，其次是As。

表7 4 種食用菌中不同重金屬的含量Table 7 Contents of different heavy metals in four types of edible fungi

圖2 4 種食用菌的As、Pb、Cd平均含量及分布Fig. 2 Average contents and distribution of As, Pb, and Cd in four types of edible fungi

從圖2可知，同一重金屬在不同食用菌中含量差異較大，As主要分布在姬松茸中，白玉菇中最少，2者間相差近13.6 倍；Pb也是主要分布在姬松茸中，白玉菇中最低，2者間相差近15.7 倍；Cd則以姬松茸中的最高，平菇最低，2者間相差近50.7 倍。由此可知，重金屬的積累量與食用菌品種有關(guān)，而不同食用菌品種對(duì)栽培原料的要求不同，其中，姬松茸屬糞草生菌類，采用土壤栽培法，栽培基料中稻草70%、棉子殼10%、牛糞17.5%、尿素0.5%、過(guò)磷酸鈣1%、石膏1%，主要為稻草、麥草等作物的秸稈及牛糞、禽糞和化肥等粗放型物質(zhì)；白玉菇跟其他食用菌類相比是一種比較珍貴的食用菌，工廠化生產(chǎn)采用瓶栽培法，栽培基料為鋸木屑58%、棉籽殼20%、麥麩15%、玉米面5%、石膏1%、石灰1%等精細(xì)物料[39]。因此，食用菌重金屬的積累量受栽培原料等其他因素的影響。另外，與對(duì)應(yīng)的重金屬國(guó)標(biāo)值相比發(fā)現(xiàn)，姬松茸中As平均值超過(guò)國(guó)標(biāo)的4 倍；Pb在這4 種食用菌中均沒(méi)有超標(biāo)；姬松茸和香菇中，Cd平均值分別為國(guó)標(biāo)的8.9、3.8 倍，結(jié)果表明，白玉菇與其他幾種食用菌相比存在Cd殘留風(fēng)險(xiǎn)，姬松茸樣品中存在As、Cd安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 食用菌途徑攝入重金屬的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

表8 4 種食用菌中As、Pb和Cd的THQTable 8 THQ of As, Pb and Cd in the four types of edible fungi

如表8所示，對(duì)于成人而言，所有的香菇、姬松茸和平菇與部分白玉菇（33.33%）中單一金屬As THQ均 大于1，說(shuō)明成人攝入所采集的食用菌中的As對(duì)健康的危害程度最大；所有姬松茸與部分香菇（66.67%）中的Cd存在THQ值大于1，Cd危害程度其次，從單一重金屬總體的風(fēng)險(xiǎn)看，3 種重金屬成人THQ值由高到底排序?yàn)锳s＞Cd＞Pb，其中白玉菇與平菇存在As攝入健康風(fēng)險(xiǎn)較低，姬松茸與香菇存在As、Cd攝入健康風(fēng)險(xiǎn)較高。對(duì)于兒童而言，所有的香菇、姬松茸、平菇與白玉菇中單一金屬As THQ均大于1，說(shuō)明兒童攝入所采集的4 種食用菌中的As對(duì)健康的危害程度最大；所有姬松茸、香菇與部分白玉菇（33.33%）中的Cd存在THQ值大于1，Cd危害程度低于As，從單一重金屬總體的風(fēng)險(xiǎn)看，3 種重金屬兒童THQ值由高到底排序?yàn)锳s＞Cd＞Pb，其中As和Cd在兒童中的THQ值均超過(guò)1，說(shuō)明兒童進(jìn)食所采集的4 種食用菌存在As和Cd的膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)。

表9 4 種食用菌重金屬的TTHQTable 9 TTHQ of heavy metals in the four types of edible fungi

如表9所示，對(duì)成人和兒童而言，所有食用菌均存在重金屬TTHQ值大于1的情況，且姬松茸＞香菇＞ 平菇＞白玉菇，兒童攝入3 種重金屬的TTHQ值均高于成人，此外，4 種食用菌重金屬的TTHQ的總體平均值均超過(guò)1。本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，從多種重金屬?gòu)?fù)合風(fēng)險(xiǎn)看，成人和兒童如果攝入此批姬松茸、香菇存在潛在風(fēng)險(xiǎn)較高，而平菇和白玉菇則潛在健康風(fēng)險(xiǎn)較低，食用菌種類不同，對(duì)重金屬的富集能力差異較大，這不僅跟食用菌的培養(yǎng)料有關(guān)，當(dāng)培養(yǎng)料中重金屬含量升高時(shí)，一般情況下該重金屬在食用菌中的含量也會(huì)隨之升高[40]，而且食用菌菌蓋（富含孢子）與菌柄（網(wǎng)狀多孔通道）結(jié)構(gòu)的差異性[41]會(huì)影響重金屬積累量，食用菌本身的富集能力的差異，例如食用菌種類、子實(shí)體形態(tài)部分、發(fā)育階段、菌絲年齡和生化成分差異性也可能導(dǎo)致不同食用菌中重金屬的含量差異較大[42]。

表10 單一重金屬對(duì)成人和兒童的復(fù)合健康風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率Table 10 Contribution ratios of single heavy metals in edible fungi to TTHQ for adults and children

如表10所示，As的貢獻(xiàn)率最高，表明4 種食用菌對(duì)成人和兒童的復(fù)合健康風(fēng)險(xiǎn)主要由As引起，其次是Cd。因此從多種重金屬?gòu)?fù)合風(fēng)險(xiǎn)看，As和Cd是這4 種食用菌中的主要重金屬污染物，應(yīng)引起重視。

3 結(jié) 論

建立MD-ICP-MS同步測(cè)定白玉菇中As、Pb、Cd的方法，在一定范圍內(nèi)，回歸方程線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)大于0.999 5，適合食用菌重金屬快速準(zhǔn)確檢驗(yàn)。將此方法用于檢測(cè)市售采集的白玉菇中重金屬含量，并與其他3 種菌菇（姬松茸、香菇和平菇）對(duì)比重金屬含量差異性，研究發(fā)現(xiàn)，白玉菇與香菇、姬松茸和平菇相比，重金屬的總體平均量最低，姬松茸中的重金屬含量最高，4 種食用菌重金屬的平均含量As＞Cd＞Pb，其中As與Cd均高于國(guó)標(biāo)值，Cd的陽(yáng)性超標(biāo)率高于As和Pb，表明不同食用菌富集重金屬的能力具有很大差異。靶標(biāo)危害系數(shù)法THQ研究結(jié)果顯示，從單一重金屬看，3 種重金屬成人與兒童的THQ值排序均為As＞Cd＞Pb，且As和Cd的THQ值均大于1，說(shuō)明成人和兒童均存在As和Cd的膳食攝入潛在風(fēng)險(xiǎn)，其中As對(duì)健康的危害程度最大；從多種重金屬的總體復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)看，所有食用菌3 種復(fù)合重金屬TTHQ值均大于1，而且白玉菇與其他3 種食用菌對(duì)成人和兒童的復(fù)合健康風(fēng)險(xiǎn)主要由As引起，其次是Cd，研究提示食用菌栽培過(guò)程中栽培料及土壤水質(zhì)等各環(huán)節(jié)的重金屬含量的控制，對(duì)于保證食用菌的安全性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，該研究將為白玉菇等食用菌深加工產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量安全性評(píng)價(jià)提供科學(xué)理論依據(jù)。