◎李鵬程，肖俊江 ,彭亞平

（1.中央儲備糧青島直屬庫有限公司，山東 青島 266111；2.新鄉(xiāng)白鷺投資集團有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453011）

食用菌味道鮮美、營養(yǎng)豐富，不僅包含人體需要的礦物質元素，而且囊括大量蛋白分子及活性物質成分，富含蛋白、氨基酸、礦物質、多酚、多糖等有益成分[1-2]，使得菌體具備抗氧化、降低膽固醇、抗腫瘤等多種生物活性功能[3-4]，是自然界珍貴的綠色食材，深受廣大美食愛好者的青睞。然而，食用菌體內的重金屬對人類有一定危害，如鎘、鉛元素。食用菌對重金屬具有潛在的生物富集作用，可通過食用途徑危害人體健康，進而毒害機體器官[5]。伴隨著城市工業(yè)化發(fā)展，環(huán)境中鎘、鉛等污染日益嚴重，而環(huán)境污染物可進一步被植物、食用菌生物富集，大型真菌對土壤環(huán)境中的重金屬具有較強的生物富集、吸附遷移等作用。鎘、鉛重金屬元素長期蓄積身體內，可造成器官組織或機體嚴重損傷。

云南省位于我國西南地帶，最高海拔可達6 740 m，全境雨水充沛，陽光充足，適合野生食用菌的分化與生長。據資料統計，目前，云南野生食用菌種類為880 余種，其中可食用牛肝菌高達140 多種類，被譽為“野生食用菌王國”。

1 鎘、鉛物化特性探討分析

鎘在元素周期表位于第五周期IIB 族，主要儲藏于鉛鋅礦石中，其氧化態(tài)為+2 價及少量的+1 價，對人體呼吸道、腸道及器官造成毒害作用并易于累積體內。在工業(yè)化進程中，冶金、工廠及交通等向地球環(huán)境排放鎘元素3 萬余噸，約4/5 鎘元素經氣體下沉、降雨等方式進入環(huán)境土壤中，通過食物鏈飲食途徑蓄積人體內部；鎘不僅對人體心腦血管、生殖系統造成毒害，還危害神經系統、免疫系統及影響骨質疏松，聯合國糧食與農業(yè)組織已將鎘元素列為毒性元素之一，僅次于砷元素。

鉛元素位于周期表第六周期IVA 族，主要為+2、+4 價態(tài)，可以從鉛酸電池、含鉛廢物堆放等原因遷移至環(huán)境中，造成土壤、植物、河流和地下水鉛污染。鉛中毒不但影響人們的智商水平、骨骼生長，而且降低血紅素的產量、抑制血紅蛋白的生成，被世界貿易組織列為有毒性元素之一。鉛主要來源鉛礦石和金屬冶煉、鉛蓄電池工業(yè)等，已經超過周圍生態(tài)環(huán)境自凈能力，通過大氣循環(huán)、生物網和食物鏈匯集于營養(yǎng)消費頂端。經調研我國27 省份土壤表面鉛含量得知，云南省土壤鉛元素含量高達381.57 mg/kg，遠遠高于土壤環(huán)境背景值（26.0 mg/kg）。

2 食用菌鎘、鉛生物富集特性分析

食用菌對重金屬鎘、鉛生物富集的原因主要歸結為菌體自身因素和生長環(huán)境2 個方面影響。自身因素主要為不同品種、發(fā)育時期、不同生長部位及不同成熟度等；環(huán)境因素可分為礦山開采、工廠三廢及交通道路污染等方面。下面主要從食用菌菌體、生存環(huán)境對鎘、鉛生物富集進行分析。

2.1 食用菌菌體對鎘、鉛生物富集影響

食用菌不同生長部位對重金屬鎘、鉛具有生物吸附差異性。經統計云南9 種共計290 份牛肝菌的重金屬鎘、鉛含量，牛肝菌菌蓋鎘含量為0.36～20.89 mg/kg，鉛為0.21～4.42 mg/kg，菌柄鎘含量為0.07～19.91 mg/kg，鉛為0.59～18.48 mg/kg，表明牛肝菌不同部位對重金屬具有差異性，進一步分析后，同種牛肝菌不同地區(qū)的重金屬水平也有區(qū)別。在菌體鎘、鉛的數據調研分析中，91%牛肝菌菌蓋鎘含量大于菌柄，60%的牛肝菌菌蓋鉛含量低于菌柄，灰褐牛肝菌菌蓋明顯富集重金屬鎘元素，美味牛肝菌次之；鉛主要表現在灰疣柄牛肝菌和紅疣柄牛肝菌菌柄中，菌體鎘、鉛含量遠超過GB 2762-2017 所限定食用菌鉛含量（1.0 mg/kg）、香菇及食用菌鎘含量（0.5 mg/kg）。

2.2 環(huán)境對食用菌鎘、鉛生物富集影響

環(huán)境因素對食用菌吸附重金屬鎘、鉛具有重要影響，包含土壤環(huán)境、大氣沉降、工業(yè)采礦和交通尾氣等因素。在云南省22 株灰褐牛肝菌對重金屬鎘生物富集實驗中發(fā)現，菌體鎘與土壤總鎘含量、總碳、總氮、pH、電導率、總溶解性有機碳和土壤機械組成影響程度高，并進一步量化環(huán)境因素對菌體鎘的影響。在波蘭西里西亞研究野生食用菌實驗中，測得食用菌菌體鎘含量最高可達84.3 mg/kg，鉛最高含量為102.0 mg/kg，表現菌體重金屬高生物富集效應，并表明菌體鎘主要與基因和環(huán)境因素相關，例如土壤pH、有機碳含量、酶活性。實驗證明，土壤總有機碳、總氮、總硫和總鎂含量與菌體鎘含量具有重要相關性。研究食用菌菌體重金屬含量及其金屬有效態(tài)與根際效應相關性，根系分泌物、細胞新陳代謝物質豐富菌體根際微環(huán)境營養(yǎng)成分。根系微生物分泌有機物質或生理代謝等活動促使重金屬富集與食用菌根際環(huán)境，促進食用菌對重金屬的吸附。另外，根系分泌的粘膠物質對重金屬鎘、鉛具有絡合作用，進一步將重金屬鎘、鉛穩(wěn)定在根際環(huán)境中，促進菌體對重金屬的吸收。

3 食用菌鎘、鉛生物富集因素分析

食用菌對鎘、鉛生物富集因素分別為被動吸附（即胞外物質與重金屬相結合吸附在菌體表面）和主動吸附（即重金屬與菌體活性基團相結合遷移至細胞質內與蛋白、多肽等物質相結合）。

3.1 食用菌對重金屬被動吸附因素研究

重金屬鎘、鉛元素經外界環(huán)境附在菌體表面，菌體細胞壁組織器官將鎘、鉛阻隔于細胞外部，與細胞壁活性基團相互結合，形成堅韌屏障，是進一步阻止重金屬輸入細胞內部的重要途徑，可有效減輕鎘、鉛等元素對細胞的毒害。當重金屬與菌體細胞壁結合點達到飽和時，重金屬離子將通過被動運輸方式進入細胞內部，與細胞基質相結合，形成化學結合物，降低重金屬活性，減輕重金屬對菌體的毒害作用。在生物富集過程中，離子交換模式是被動吸附作用中的關鍵機制，細胞壁有效成分可截留大量鎘元素（最高可達83.2%），僅有少量鎘元素遷移至細胞質結構中。

3.2 食用菌對重金屬主動吸附因素研究

真菌細胞壁中的黑色素大分子與幾丁質、葡聚糖等小分子物質充實細胞壁結構并將重金屬鎘、鉛元素吸附在菌體表面，提升了菌體耐鎘、耐鉛的能力，重金屬進入細胞內部可與蛋白成分相結合。目前，已經發(fā)現存在生物體內部的金屬與蛋白或肽鏈相結合的種類有鎘磷蛋白、金屬硫蛋白、類金屬硫蛋白以及植物螯合肽。銅伴侶蛋白（ATX1）具有抗氧化功能，廣泛存在微生物體內，并對重金屬鎘做出響應，增強菌體對重金屬的抗性。另外，鎘離子可以替代銅離子結合ATX1 蛋白分子，可借助mRNA 干擾技術與基因超表達功能表征MiATX1 與菌體鎘抗性的重要相關性。

在菌體鎘富集因素研究中，大型真菌的基因轉錄、基因序列和微生物作用及土壤載體蛋白（鐵、錳和鋅蛋白）方面值得深入研究。另外，菌體內液泡、細胞核也可作為鎘富集分析的重點方向。在Cystoderma carcharias 對重金屬鎘吸附實驗中，討論金屬硫蛋白半胱氨酰硫醇鍵與重金屬鎘相關性，采用菌體cDNA表達文庫確定轉錄本，CcMT1（GenBank：MN729625）對鎘耐受性極高。借助色譜分析發(fā)現，大量CcMT1 與鎘的結合物存在菌體內部，判斷CcMT1 可以作為菌體重金屬鎘的儲藏配體。

4 結語

食用菌成長周期短，易于分化與生長，除自身富含大量營養(yǎng)成分外，還具備重金屬生物吸附特性。關于菌體吸附重金屬因素研究實驗，除考慮菌體生長環(huán)境、部位結構和品種類型外，尤其要關注食用菌基因性狀表達屬性及土壤載體蛋白方向，為進一步分析食用菌菌體生物富集重金屬機理提供參考，同時為環(huán)境土壤中重金屬污染進行生物修復技術研究提供理論基礎。此外，出于食品安全考慮，政府有關部門在重視野生食用菌重金屬膳食安全問題的同時，要不斷加強食用菌安全管理工作，健全食用菌消費安全長效機制。