楊小紅,胡清秀**,韓立榮
(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所,北京 100081;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖南 長沙 410128)
平菇 (Pleurotus ostreatus) 是側(cè)耳屬 (Pleurotus) 中普遍栽培的糙皮側(cè)耳、鳳尾菇和白黃側(cè)耳等食用菌的統(tǒng)稱,是世界上栽培量最大的食用菌之一,也是我國發(fā)展速度較快、種植面積較廣、經(jīng)濟(jì)效益較高的食用菌種類[1]。目前,國內(nèi)外在平菇人工栽培、菌種選育、品種認(rèn)定、液體發(fā)酵、重金屬含量分析等方面做了大量的研究[2-4],并取得了一定的進(jìn)展。有關(guān)重金屬對食用菌子實(shí)體產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量安全影響的研究對杏鮑菇[5]、雙孢蘑菇[6]、金針菇[7]等已有報道,但關(guān)于培養(yǎng)料中重金屬元素對平菇生長代謝、產(chǎn)量和食用安全性方面的研究鮮有報道。近幾年的資料表明,因培養(yǎng)料受重金屬污染而影響食用菌產(chǎn)量和品質(zhì)的事件時有發(fā)生。因此,培養(yǎng)料的優(yōu)劣直接影響食用菌生產(chǎn)和菇農(nóng)的利益。為確保食用菌產(chǎn)品的質(zhì)量,促進(jìn)食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,著重研究了培養(yǎng)料中重金屬濃度對平菇子實(shí)體產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。
1.1.1 平菇菌株
平菇 (Pleurotus ostreatus)農(nóng)科P1號,來源于中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所食用菌研究開發(fā)中心實(shí)驗(yàn)室。
1.1.2 栽培培養(yǎng)基配方
棉籽殼90%、麥麩9%、石膏粉1%,料水比為1∶1.2。
1.1.3 試劑
氯化汞 (HgCl2)、 氯化鎘 (CdCl2·2.5H2O)、 三氧化二砷 (As2O3)、硝酸鉛 [Pb(NO3)2]為國產(chǎn)分析純試劑,栽培試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)溶液按GB/T602-2002《化學(xué)試劑-雜質(zhì)測定用標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備》中的方法配制。
采用常規(guī)袋栽技術(shù),選用長30 cm、寬15 cm、厚0.04 cm的高密度聚乙烯袋,每袋裝料0.5 kg(濕重),在拌料時,先將Hg、Cd、As、Pb栽培試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)溶液分別混勻于拌料用水中,再與培養(yǎng)料充分拌勻。每種重金屬設(shè)10個不同濃度處理 (見表1),每個處理重復(fù)10次 (即10袋)。測試和分析裝袋前培養(yǎng)基中4種重金屬的含量;按常規(guī)方法栽培管理,菌絲生長期間記錄菌絲生長狀況及速度,出菇期間觀察子實(shí)體生長過程中的形態(tài)變化;第一潮菇全部采收,統(tǒng)計鮮重;測定子實(shí)體中重金屬的含量。根據(jù)測定結(jié)果,分析培養(yǎng)基中不同濃度重金屬對平菇生長和產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
表1 平菇培養(yǎng)料中4種重金屬的處理濃度 (濕重)
1.3.1 菌絲生長速度測定
栽培種接種后,待菌絲長過菌包肩部時開始記錄,每隔4 d用記號筆在菌絲生長前端畫線,直尺直接測定,計算日平均生長速度。
1.3.2 產(chǎn)量測定及生物學(xué)效率計算
第一潮菇采收后立即用電子天平稱重。計算生物學(xué)效率。
1.3.3 重金屬元素測定
裝袋前收集的培養(yǎng)料和平菇第一潮子實(shí)體樣品均經(jīng)微波消解儀消解[8]后,分別按照國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T 5009.12-2003[9]、GB/T 5009.15-2003[10]、GB/T 5009.17-2003[11]和 GB/T 5009.11-2003[12]中的第一法測定 Pb、Cd、Hg和 As含量,并計算吸收富集系數(shù)。吸收富集系數(shù) (F)公式為:
F=m1/m2
式中:m1為子實(shí)體中重金屬含量;m2為培養(yǎng)基中相應(yīng)重金屬含量。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS分析軟件進(jìn)行方差分析。
不同重金屬處理對平菇菌絲生長和平菇子實(shí)體產(chǎn)量的影響見表2。
由表2可以看出,培養(yǎng)料中添加了4種重金屬后,低濃度的Pb、Cd、Hg、As(處理2~處理5)沒有抑制菌絲的生長,與對照相比,菌絲生長速度差異均不顯著;但在較高濃度處理 (處理6~處理10)下,菌絲生長受到明顯抑制,生長速度極顯著降低,其中,Pb處理降低了13.85%~21.82%,Cd處理降低了13.71%~26.01%,Hg處理降低了7.69%~31.61%,As處理降低了11.05%~28.6%。
培養(yǎng)料中添加重金屬后對平菇子實(shí)體產(chǎn)量的影響,與對照相比,每種重金屬不同。添加Pb的處理2~處理4,其平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率較對照分別提高了17.30%、27.95%、24.23%,處理5~處理10的平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率與對照比無顯著差異;添加Cd的處理3和處理7,其平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率較對照分別提高12.45%和12.39%,處理9和處理10顯著降低 (分別降低14.37%、20.13%),其余處理影響不顯著;添加Hg的處理3~處理5,其平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率較對照分別提高了30.75%、28.29%、19.32%,處理2、處理6~處理8與對照比均無差異,處理9、處理10的平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率極顯著降低 (分別降低22.32%、21.53%);添加 As的處理2~處理 6,子實(shí)體產(chǎn)量和生物學(xué)效率隨As添加濃度的增加而增加,比對照提高了15.92%~51.47%,處理7與對照相比差異不顯著,處理8~處理10則較對照明顯降低 (分別降低33.49%、27.98%、 31.67%)。
由以上結(jié)果可以看出,平菇對Pb的耐受性最強(qiáng),在0.1 mg·kg-1~1.0 mg·kg-1的濃度范圍可促進(jìn)產(chǎn)量的提高,1.5 mg·kg-1~5.0 mg·kg-1的濃度范圍對產(chǎn)量無影響; 其次是As 和 Hg, As 在 3.0 mg·kg-1~5.0 mg·kg-1, Hg 在 1.0 mg·kg-1~2.0 mg·kg-1的濃度范圍使產(chǎn)量明顯下降;對Cd的耐受性最弱, 在 0.5 mg·kg-1~0.75 mg·kg-1的濃度范圍就表現(xiàn)出明顯的抑制作用。由此可得平菇菌絲體對4種重金屬耐受性的強(qiáng)弱次序?yàn)?Pb>Hg>As>Cd。
表2 不同重金屬處理對平菇菌絲生長和平菇子實(shí)體產(chǎn)量的影響
不同重金屬處理下,平菇子實(shí)體中4種重金屬的含量見表3。
表3 培養(yǎng)料中不同重金屬處理對平菇子實(shí)體累積的影響 (濕重)
在本試驗(yàn)設(shè)置的添加濃度范圍內(nèi),平菇子實(shí)體中4種重金屬的含量均是隨著培養(yǎng)料中相應(yīng)重金屬的含量的增加而增加,說明培養(yǎng)料中重金屬的含量直接影響食用菌產(chǎn)品中的重金屬含量。各處理重金屬富集系數(shù)最大值和平均值繪制柱狀圖見圖1。
圖1 平菇子實(shí)體對4種重金屬富集能力比較
從圖1可以看出,平菇對Cd的富集能力最強(qiáng),富集系數(shù)最高值為1.44,平均值為0.82;對鉛幾乎不富集,富集系數(shù)最高值為0.121,平均值僅為0.046,且隨著添加濃度增加,富集系數(shù)下降;對汞和砷的富集能力居中,其富集系數(shù)最高值和平均值分別為 0.376、0.204和 0.695、0.263。由此可得平菇對4種重金屬的富集能力強(qiáng)弱順序依次為 Cd>As>Hg>Pb。
依據(jù) 《無公害食品 食用菌》[13](NY/T5095-2006)、 《綠色食品 食用菌》[14](NY/T 749-2003) 標(biāo)準(zhǔn)中對食用菌鮮品重金屬限量的要求,對本菇子實(shí)體的安全性進(jìn)行評價,結(jié)果 (所有數(shù)據(jù)單位:mg·kg-1濕重) 如下。
在本試驗(yàn)重金屬Pb的添加范圍 (0.091~5.03)內(nèi),平菇子實(shí)體中Pb的含量最大值為0.175,低于無公害食品標(biāo)準(zhǔn)和綠色食品標(biāo)準(zhǔn)1.0和0.3的限量指標(biāo),再次證明平菇對Pb的弱吸收性。
培養(yǎng)料中Cd濃度在0.087~0.20范圍內(nèi),子實(shí)體中Cd含量最高為0.170,2個標(biāo)準(zhǔn)均符合;當(dāng)培養(yǎng)料中Cd濃度為0.350時,子實(shí)體Cd含量為0.270,超出了2標(biāo)準(zhǔn)0.2的限量指標(biāo)。
Hg在培養(yǎng)料濃度在為0.0161~0.483范圍內(nèi),子實(shí)體Cd含量最高為0.03,2個標(biāo)準(zhǔn)均符合;當(dāng)培養(yǎng)料中Hg濃度為0.875時,子實(shí)體Hg含量為0.06,超出了綠色食品標(biāo)準(zhǔn)0.03的限量指標(biāo);當(dāng)培養(yǎng)料中Hg濃度為1.88時,子實(shí)體Hg含量就達(dá)到0.560,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出無公害食品標(biāo)準(zhǔn)0.1的限量指標(biāo)。
As在培養(yǎng)料濃度在0.0424~1.023時,子實(shí)體As最高含量為0.1652,低于2個標(biāo)準(zhǔn)的限量指標(biāo);在濃度1.964時,子實(shí)體含量為0.22,超出了綠色食品的限量指標(biāo)0.2;在培養(yǎng)料濃度3.08時,子實(shí)體含量為0.51,接近無公害食品限量指標(biāo)0.5的要求。
據(jù)上述分析,依據(jù) 《無公害食品 食用菌》 (NY/T5095-2006)得出,培養(yǎng)料中4種重金屬的粗略安全限量值為: Cd<0.350, Hg<1.88, As<4.03。
依據(jù) 《綠色食品 食用菌》 (NY/T 749-2003) 得出,培養(yǎng)料中4種重金屬的粗略安全限量值為:Cd<0.350,Hg<0.875, As<1.964.
通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)料中添加重金屬后,對平菇菌絲生長速度、子實(shí)體產(chǎn)量和質(zhì)量的影響是一致的。在本實(shí)驗(yàn)設(shè)置的重金屬添加濃度范圍內(nèi),在較低濃度下,對平菇菌絲生長的影響不顯著,可顯著提高平菇的產(chǎn)量和生物學(xué)效率,子實(shí)體中的重金屬含量也在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi);但較高濃度的重金屬則對菌絲的生長產(chǎn)生一定的抑制作用,顯著降低子實(shí)體的產(chǎn)量和生物學(xué)效率,同時嚴(yán)重影響了平菇的食用安全性。所以,無論從生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率考慮還是從產(chǎn)品安全角度考慮,都需要控制食用菌栽培基質(zhì)中重金屬的含量,規(guī)定其安全限量值。
研究還發(fā)現(xiàn),4種重金屬在子實(shí)體中的累積隨著培養(yǎng)料中相應(yīng)重金屬含量的增加而增加,這一結(jié)論與他人[15,16]的研究結(jié)果一致。平菇菌絲體對4種重金屬耐受性的強(qiáng)弱次序?yàn)镻b>Hg>As>Cd,平菇子實(shí)體對4種重金屬的富集能力強(qiáng)弱順序?yàn)?Cd>As>Hg>Pb。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,初步獲得培養(yǎng)料中4種重金屬的粗略的安全限量值:依據(jù) NY/T5095-2006標(biāo)準(zhǔn),Cd<0.35 mg·kg-1濕重, Hg<1.88 mg·kg-1濕重, As<4.03 mg·kg-1濕重; 依據(jù) NY/T 749-2003 標(biāo)準(zhǔn), Cd<0.35 mg·kg-1濕重,Hg<0.88 mg·kg-1濕重, As<1.96 mg·kg-1濕重。
以上所得只是很粗略的安全限量值,由于平菇對Pb的吸收富集作用很弱,試驗(yàn)設(shè)置的添加濃度相對偏低,因而未得到培養(yǎng)料安全限量值,還需進(jìn)一步試驗(yàn);或者將培養(yǎng)料和子實(shí)體中重金屬含量進(jìn)行一定的統(tǒng)計分析以獲得更為準(zhǔn)確的安全限量值。
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