广西双孢蘑菇栽培原料及子实体的硒和镉含量分析

吴圣进，陈雪凤，王灿琴，韦仕岩，苏启臣，张雯龙

(广西农业科学院微生物研究所，广西 南宁 530007)

【研究意义】双孢蘑菇(Agaricusbisporus)是人工栽培规模最大的食用菌品种之一，也是广西栽培最多的食用菌品种[1-2]。双孢蘑菇对栽培原料中的硒(Se)和镉(Cd)具有很强的富集能力，能将原料中的硒转化为可食用的蘑菇蛋白硒[3]。硒是人体必需的微量元素，具有调节机体免疫力、防癌及抗衰老等功能，但摄入过量也会导致硒中毒[4]。广西是我国少数富硒地区之一，拥有全国最大面积的连片富硒土壤资源，生产的富硒农产品资源丰富[5-6]，利用广西富硒地区天然原料栽培的双孢蘑菇普遍达到富硒水平[7]。镉是导致环境污染的主要重金属元素，与硒元素有一定的伴生关系[8]，双孢蘑菇子实体的硒和镉含量决定着富硒蘑菇产品的质量，施用适量硒肥能有效提高双孢蘑菇的硒含量和营养品质[9]。人为添加的硒多属于游离态，而天然原料中的硒多为有机结合态[10]，蘑菇对二者的吸收效率可能存在差异，且目前对双孢蘑菇中硒和镉的相互作用也未明确。因此，调查广西双孢蘑菇主产区蘑菇子实体及其栽培原料的硒和镉含量现状，对保障富硒蘑菇产品品质稳定和质量安全及打造天然富硒蘑菇产品具有重要意义。【前人研究进展】食用菌的富硒特性和富硒栽培是近年来研究的热点，其中报道最多的品种有糙皮侧耳、猴头菇、香菇、灵芝、金针菇、灰树花和黑木耳等[11-12]。已有研究表明，双孢蘑菇是富硒能力较强的食用菌品种之一，其菌丝和子实体均能富集几倍于培养基中的硒[10,13]。据Solovyev等[3]报道，在相同栽培条件下，双孢蘑菇子实体富硒能力强于糙皮侧耳、草菇、凤尾菇和榆黄蘑。胡婷等[12]也研究认为，双孢蘑菇对硒的吸收能力显著高于黑木耳、刺芹侧耳和灵芝，且双孢蘑菇对硒的吸收能力与基质中硒的形态有关，其中对亚硒酸钠的吸收显著高于硒酸钠。金顺姬等[14]研究发现，双孢蘑菇的富硒能力还受硒肥施用时期影响，其中在发酵期将硒添加于培养料产出的双孢蘑菇子实体硒含量最高。添加外源硒不仅能提高双孢蘑菇硒含量，还能改善双孢蘑菇的品质。Maseko等[13]研究表明，双孢蘑菇能将人工添加的无机硒吸收转化为有机硒，从而提高富硒食品安全性。张亮[15]研究表明，在栽培料中添加硒可使双孢蘑菇子实体的硒含量升高而铅含量显著降低。施怡等[9]研究显示，施用适量硒肥不仅能提高双孢蘑菇的硒含量，还提高其可溶性蛋白和总糖等营养成分含量。吴圣进等[7]研究发现，利用富硒地区生产的桉树皮等原料栽培双孢蘑菇，其硒含量可达富硒农产品标准，表明富硒双孢蘑菇也能利用天然富硒秸秆原料栽培获得。【本研究切入点】目前，针对富硒双孢蘑菇的报道多集中在人工添加硒栽培方面，有关双孢蘑菇对天然原料中硒富集作用及硒与镉相互作用的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】调查广西双孢蘑菇主产区栽培原料和子实体的硒和镉含量，并分析不同天然原料对蘑菇富硒的贡献及硒与镉的相互关系，为广西天然富硒双孢蘑菇栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

草本原料、畜禽粪便原料、发酵料及在广西推广栽培面积较大的双孢蘑菇品种As2796和W192子实体(七八成熟)样品分别从分布在广西各地的13家大型双孢蘑菇企业或种植大户采集(分别编号1～13)，各样品的基本信息见表1。原料样品采集后置于阴凉处风干备用，蘑菇子实体样品采集后切片，于60 ℃下烘干备用。

表1 广西双孢蘑菇及栽培原料样品的基本信息

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采集的草本原料、畜禽粪便原料、发酵料及As2796和W192蘑菇子实体样品各4份，每份样品3个重复。根据测定的各样品硒和镉含量数据进行栽培原料与发酵料硒含量、发酵料与蘑菇子实体硒含量、栽培原料与发酵料镉含量、发酵料与蘑菇子实体镉含量及蘑菇子实体硒和镉含量的相关分析。

1.2.2 测定指标及方法 样品的硒和镉含量委托南宁益谱检测技术有限公司测定。其中，硒含量参照国家标准GB 5009.93-2017《食品安全国家标准—食品中硒的测定》进行测定，镉含量参照国家标准GB/T 5009.15-2014《食品安全国家标准—食品中镉的测定》进行测定。

1.3 统计分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0对试验数据进行整理和统计分析(LSD法)。

2 结果与分析

2.1 双孢蘑菇子实体及其栽培原料的硒含量

2.1.1 子实体与栽培原料的硒含量水平 由表2可知，各编号草本原料的硒含量为0.068～0.233 mg/kg，其中1、2和9号草本原料的硒含量显著高于其他编号草本原料(P<0.05，下同)；畜禽粪便原料的硒含量为0.160～0.520 mg/kg，其中7号畜禽粪便原料的硒含量显著高于除12号外的其他编号畜禽粪便原料；发酵料硒含量为0.133～0.460 mg/kg，其中1、2、7和12号发酵料的硒含量显著高于其他编号发酵料硒含量；双孢蘑菇子实体硒含量为0.710～4.733 mg/kg，其中7号双孢蘑菇子实体硒含量显著高于其他编号双孢蘑菇子实体硒含量。畜禽粪便原料和发酵料的硒含量明显高于草本原料，双孢蘑菇子实体的硒含量明显高于草本原料、畜禽粪便原料和发酵料；双孢蘑菇子实体对硒的富集系数为5.34～10.45。说明双孢蘑菇具有很强的富硒能力，但不同来源栽培原料、发酵料和蘑菇子实体的硒含量均存在一定差异。

表2 双孢蘑菇子实体及其主要栽培原料的硒含量

2.1.2 栽培原料硒含量与发酵料硒含量的相关性 从图1可看出，草本原料和畜禽粪便原料硒含量均与发酵料硒含量呈极显著的正相关(P<0.01，下同)，其中，畜禽粪便原料硒含量与发酵料硒含量的相关系数大于草本原料硒含量与发酵料硒含量的相关系数，说明发酵料中的硒更多地来源于畜禽粪便原料而非草本原料。

图1 栽培原料硒含量与发酵料硒含量的相关分析结果Fig.1 Correlation analysis of the contents of Se between raw material and fermented material

2.1.3 发酵料硒含量与蘑菇子实体硒含量的相关性 从图2可看出，双孢蘑菇子实体硒含量随着发酵料硒含量的上升而增加，二者呈极显著线性正相关，相关系数R2为0.9318，线性方程为y=9.9596x-0.5787，说明栽培基质中的硒是双孢蘑菇子实体硒的主要来源。

图2 发酵料硒含量与蘑菇子实体硒含量的相关分析结果Fig.2 Correlation analysis of the contents of Se between fermented material and fruit body of mushroom

2.2 双孢蘑菇子实体及其栽培原料的镉含量

2.2.1 子实体与栽培原料的镉含量水平 由表3可知，草本原料的镉含量为0.054～1.233 mg/kg，其中12号草本原料的镉含量最高，1和2号次之，三者显著高于其他编号草本原料的镉含量；畜禽粪便原料的镉含量为0.086～0.360 mg/kg，其中10和11号畜禽粪便的镉含量最高，且显著高于7、8和12号畜禽粪便的镉含量；发酵料的镉含量为0.197～0.880 mg/kg，其中1和2号发酵料的镉含量最高，显著高于其他编号发酵料的镉含量；双孢蘑菇子实体的镉含量为0.049～0.627 mg/kg，其中1和2号双孢蘑菇子实体的镉含量显著高于其他编号双孢蘑菇子实体镉含量。多个编号的草本原料(1、2、5、6、11和12号)镉含量超过绿色食品对食用菌栽培基质的镉含量要求(不高于0.300 mg/kg)，尤其是全州县龙水镇(2个点)和兴业县的草本原料镉含量分别高达0.957和1.233 mg/kg；牛粪原料1～6、9～11和13号间及鸡粪原料7和12号间的镉含量差异不显著(P>0.05，下同)，可能与同类畜禽粪便原料来源于相同产地有关；双孢蘑菇子实体对镉的富集系数为0.10～1.16。可见，双孢蘑菇对栽培基质中镉有一定的富集能力，但不同来源栽培原料、发酵料和蘑菇子实体的镉含量存在差异。

表3 双孢蘑菇子实体及其主要栽培原料的镉含量

2.2.2 栽培原料镉含量与发酵料镉含量的相关性 从图3可看出，发酵料镉含量随着草本原料镉含量的升高而增加，二者呈极显著线性正相关，相关系数R2为0.783，线性方程为y=0.5312x+0.2202；发酵料镉含量与粪便原料镉含量无显著相关性。可见，草本原料中的镉是发酵料镉的重要来源。

图3 栽培原料镉含量与发酵料镉含量的相关分析结果Fig.3 Correlation analysis of the contents of Cd between cultivation material and fermented material

2.2.3 发酵料镉含量与蘑菇子实体镉含量的相关性 从图4可看出，双孢蘑菇子实体镉含量随着发酵料镉含量的升高而增加，二者呈极显著线性正相关，相关系数R2为0.4728，线性方程为y=0.5753x+0.063，说明栽培基质中的镉是双孢蘑菇子实体中镉的重要来源。

图4 发酵料镉含量与蘑菇子实体镉含量的相关分析结果Fig.4 Correlation analysis of the contents of Cd between fermented material and fruit body of mushroom

2.3 不同双孢蘑菇品种的硒和镉含量比较

分别对全州县龙水镇、全州县绍水镇和苍梧县3个栽培点双孢蘑菇品种As2796和W192的子实体硒和镉含量进行比较，结果(图5)表明，在相同栽培点采用相同原料和相同配方的情况下，As2796和W192子实体的硒和镉含量差异不显著。说明2个双孢蘑菇品种对硒和镉的富集能力相近。

2.4 双孢蘑菇子实体硒和镉含量的相关性

对双孢蘑菇镉富集系数与子实体硒含量进行相关分析，结果(图6)表明，双孢蘑菇镉富集系数与子实体硒含量呈显著负相关，说明提高蘑菇子实体硒含量有利于降低其对镉的吸收量。

图6 双孢蘑菇子实体硒含量与镉富集系数的相关分析结果Fig.6 Correlation analysis between content of Se in fruit body of mushroom and the BCF of Cd

3 讨 论

硒是人体必需的微量元素之一，但摄入过量对人体有害。富硒食品是人体硒素营养的重要来源，根据全国供销行业标准GH/T 1135-2017《富硒农产品》中的界定，富硒食用菌的适宜硒含量为0.10～5.00 mg/kg[16]。已有研究表明，在无人工添加硒情况下使用天然辣木[17]、桉树皮[13]栽培秀珍菇和蘑菇可获得天然富硒食用菌，采用天然小橡木原料可生产出天然富硒食用菌[18]。本研究结果表明，采用稻草、玉米芯、杏鲍菇菌渣等天然原料均可生产出天然富硒双孢蘑菇，其子实体的硒含量为0.710～4.733 mg/kg。据报道，在人为施用无机硒情况下，双孢蘑菇对硒的富集率在2.0以上，子实体硒含量随着添加硒酸盐浓度的提高而增加，极易超出富硒食用菌标准范围[9，19]。本研究中，双孢蘑菇对天然原料中的硒也具有很强富集作用，其子实体硒含量与天然原料中的硒含量呈极显著正相关；双孢蘑菇对天然原料硒的富集系数达5.34～10.45，可能与天然原料中硒含量相对较低有关，因为硒浓度越低蘑菇子实体对硒的富集率越高[9]。可见，生产富硒蘑菇产品的关键是控制栽培基质中硒的含量范围。栽培基质即发酵料中的硒含量取决于原料中的硒含量，广西栽培双孢蘑菇的草本原料和畜禽粪便原料中的硒含量均与发酵料硒含量呈极显著正相关，其中后者的相关系数高于前者，且同一栽培点粪便原料硒含量高于草本原料硒含量，说明两种原料对发酵料硒含量均有显著贡献，其中畜禽粪便原料的贡献更大，是广西双孢蘑菇栽培基质硒营养成分的主要来源。

1、2和3分别表示龙水镇、绍水镇和苍梧县1，2，3 represented Longshui town，Shaoshui town and Cangwu county，respectively

已有许多研究表明，双孢蘑菇对镉有较强的富集作用[20-23]，且镉超标现象时有发生[22]。在广西食用菌主产区，双孢蘑菇镉含量在0.049～0.627 mg/kgDW范围，换算为鲜菇镉含量后，均未超过食品安全国家标准GB 2762-2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》。本研究结果表明，广西不同栽培点双孢蘑菇的镉含量存在明显差异，发酵料中的镉含量与蘑菇子实体镉含量呈显著正相关，说明子实体镉含量受培养料镉含量影响较明显，与李艳艳等[22]的研究结果一致。其中，发酵料镉含量与草本原料镉含量呈显著正相关，说明草本原料镉含量对培养料镉含量的影响较大。不少栽培点草本原料的镉含量在0.300 mg/kg以上，高于绿色食品对食用菌栽培基质的要求，尽管产出的蘑菇产品镉含量均低于1.000 mg/kg，符合绿色食品要求，但仍需高度重视草本原料的镉超标风险。

目前广西推广栽培的双孢蘑菇品种有As2796、W192、A15和福35，其中As2796和W192的推广面积最大；A15是美国品种，菌种获取不便、价格高、栽培技术要求高，仅有个别企业少量种植；福35是刚引进的新品种，仅在广西玉林市1家企业投产试用。本研究采用As2796和W192作为双孢蘑菇的代表品种开展试验，发现As2796和W192的子实体对硒和镉的富集能力无明显差异，其子实体对镉的富集系数为0.10～1.16，远低于对硒的富集系数，说明双孢蘑菇对天然原料中硒的富集强于对镉的富集；双孢蘑菇的镉富集系数与子实体硒含量呈显著负相关，说明双孢蘑菇对硒吸收的增加有利于减少镉的累积。双孢蘑菇中硒与镉的相互作用在不少农作物上也有报道，戚宵晨[24]通过叶面喷施硒肥，结果在提高甜樱桃硒含量的同时可降低其镉含量；陈火云等[25]通过叶面喷施硒肥可提高油菜籽的硒含量而降低镉含量；管文文等[26]研究发现施用硒肥可抑制水稻对镉的累积并提高大米硒含量。由于本研究样品来自不同食用菌产区，双孢蘑菇对镉的吸收还受原料种类、土壤和环境等多种内外因素的影响，因此，双孢蘑菇子实体硒与镉的相互关系有待进一步探究。

4 结 论

广西生产的双孢蘑菇普遍属于天然富硒双孢蘑菇产品，且无镉超标现象；双孢蘑菇硒素营养直接来源于其发酵料，而发酵料中的硒主要来源于畜禽粪便原料，其次是草本原料；富硒栽培原料不仅能提高双孢蘑菇子实体的硒含量，还有利于降低其对镉的富集积累。