陕西省食用菌中重金属含量及分布规律研究

王彩霞，刘宇，郭蓉，袁文婷，程国霞

陕西省疾病预防控制中心，西安 710054

食用菌由于其风味独特，营养丰富，含蛋白质、多糖、氨基酸、矿质元素和维生素等多种营养物质，而且其具有低热量、低脂肪和高维生素的特点，具有较高的食药用价值，深受消费者喜爱[1-2]，随着餐桌上“一荤一素一菇”模式的普遍推广，食用菌的安全问题已成为居民日常安全饮食的重要部分。食用菌处于食物链的较高端，以植物材料为生产原料[3]，所以其重金属的含量普遍高于同产区的其他类植物性产品。笔者拟通过对陕西省市售食用菌中重金属的监测结果进行统计分析，评价其污染程度和食用安全状况，对陕西居民食用菌中重金属的膳食暴露量进行评估，以期为居民合理膳食提供指导。

1 材料与方法(Materials and methods)

1.1 样品及制备

2013年2—9月，在陕西省10个地市(安康、宝鸡、汉中、商洛、铜川、渭南、西安、咸阳、延安和榆林)选择具有代表性和典型性的采样地点，包括超市、农贸市场和路边摊位等，按照简单随机抽样的方法进行样本采集，其中，新鲜食用菌135份(包括蘑菇类131份、木耳类4份)、干制食用菌100份(包括蘑菇类45份、木耳类55份)，总计235份。样品的制备过程：干样经粉碎处理后，装于聚乙烯塑料瓶中，冷藏保存；湿样经均质仪处理后，装于聚乙烯塑料瓶中，冷冻保存。

1.2 测定方法及质量控制

总汞采用以直接测汞法[4]为原理的测汞仪(DMA-80，意大利迈尔斯通公司)测定，检出限为0.001 mg·kg-1；总砷按照国标GB 5009.11—2014《食品中总砷及无机砷的测定》中氢化物发生原子荧光光谱法进行测定，检出限为0.01 mg·kg-1；铅按照国标GB 5009.12—2017《食品中铅的测定》中石墨炉原子吸收光谱法进行测定，检出限为0.005 mg·kg-1；镉按照国标GB 5009.15—2014《食品中镉的测定》中石墨炉原子吸收光谱法进行测定，检出限为0.001 mg·kg-1。除总汞采用直接测定法外，其余均选用湿式消解法作为样品前处理方法。

实验过程采用空白样、平行样和测定标准物质进行质量控制，标准样品测定结果如表1所示。

1.3 评价方法

1.3.1 单因子污染指数

污染指数(Pi)的计算：Pi=Ci/Si，其中，Pi为所计算出的重金属单项污染指数，Ci为样品中重金属的测定值(mg·kg-1)，本文选择平均值与P90(90%样品的含量低于的高值)分别进行评价，Si为样品中重金属的限量标准(mg·kg-1)。Pi值越大，受污染程度越大，一般认为，Pi<0.2为正常背景值水平；0.2≤Pi<0.6为轻污染水平；0.6≤Pi<1为中污染水平；Pi≥1为重污染水平，即超标[5]。

食用菌中重金属的安全性评价以《食品安全国家标准 食用菌及其制品》(GB7096—2014)[6]中规定的限量值为标准：Hg≤0.1 mg·kg-1、Pb≤1.0 mg·kg-1、As≤0.5 mg·kg-1、Cd≤0.5 mg·kg-1(食用菌制品)和Cd≤0.2 mg·kg-1(除香菇和姬松茸外的新鲜食用菌)、Cd≤0.5 mg·kg-1(香菇)。

1.3.2 尼梅罗综合污染指数

计算公式为P尼梅罗=[(Pave2+Pmax2)/2]1/2，式中：Pave为样品各单因子污染指数Pi的平均值，Pmax为各单因子污染指数中最大值。P尼梅罗≤0.7表明重金属含量的等级为安全、0.7～1.0为警戒线、1.0～2.0为轻污染、2.0～3.0为中污染、>3.0为重污染[7]。

1.4 食用菌的安全消费量

日均单位体重暴露量(Dig)，单位为mg·(kg·d)-1，计算公式如下。

式中：Ci表示某种菌类中重金属的含量(mg·kg-1)，Wi表示食用菌的日均摄入量(kg)，BW为体重(kg)，以人的标准平均体重60 kg计。食用菌的安全消费量为：(PTWI或PTMI)×BW/食用菌中各元素的平均含量。2010年联合国粮农组织和世界卫生组织下的食品添加剂联合专家委员会(JECFA)暂定汞每周允许摄入量(provisional tolerable weekly intake, PTWI)为4 μg·kg-1bw[8]；人体无机砷暂定的PTWI为15 μg·kg-1bw[9]，本文以总砷的暴露量为参考进行评估；JECFA暂定镉每月耐受摄入量(PTMI)为25 μg·kg-1bw；：JECFA取消了铅的可耐受量，本文仍以原定铅每周可耐受摄入量25 μg·kg-1bw来评价[10]。

2 结果与分析(Results and analysis)

2.1 干、鲜食用菌中重金属的监测结果

对新鲜和干制食用菌中的镉、汞、铅和砷4种重金属进行检测与统计，结果如表2所示，干食用菌中镉、汞和砷的超标率分别为7.00%、1.00%和6.00%，鲜食用菌中汞的超标率为2.96%，两者均不存在铅超标的情况。干食用菌中重金属的检出率较高，其中，砷、镉和汞的检出率分别为77.00%、68.00%和68.00%，干、鲜食用菌中铅的检出率分别为34.81%和32.00%，差异甚微。GB7096—2014没有考虑新鲜食用菌中大量水分对重金属含量的稀释，对干、鲜食用菌中重金属的污染限量规定没有差异，所以干食用菌的检出率和超标率较高，并不能说明在重金属含量方面干食用菌品质较差。

表2 干、鲜食用菌中重金属的监测结果Table 2 The contents of heavy metal in dried and fresh edible mushrooms

注：菌类中砷、汞、铅和镉的检出限分别为0.01、0.001、0.005和0.001 mg·kg-1，低于检出限按检出限的1/2统计。
Note: The detection limits of arsenic, mercury, lead and cadmium in fungi are 0.01, 0.001, 0.005 and 0.001 mg·kg-1, respectively. When the values of heavy metal were lower than the detection limits, counted by half of the detection limits.

镉、汞、铅和砷元素在调查的食用菌样品中含量范围较宽，其中，由于4份鲜蘑菇样品汞含量超标，致使其含量范围最宽，最高含量为0.796 mg·kg-1，为标准限量值的8倍，说明部分食用菌存在食用安全问题。

2.2 蘑菇类与木耳类中重金属的污染情况

对市售蘑菇类和木耳类中的4种重金属含量进行统计分析，结果表明，蘑菇类中镉、汞、铅和砷的平均含量分别为0.0632、0.0206、0.0576和0.0663 mg·kg-1，木耳类中镉、汞、铅和砷的平均含量分别为0.0662、0.0137、0.0555和0.0779 mg·kg-1，2类食用菌中4种重金属含量基本处于相同水平。干、鲜食用菌相比较，干制蘑菇类镉和砷平均含量为0.181和0.175 mg·kg-1，明显高于其他类，数据如表3所示。

2.3 陕西省10个地级市食用菌中重金属的污染情况

表4分别对陕西境内10个地级市间干、鲜食用菌的重金属含量进行比较，发现不同地级市间食用菌中重金属含量差异较大，同一地级市干、鲜食用菌中重金属含量差异较大。就鲜食用菌而言，宝鸡地区由于存在鲜蘑菇样品汞含量超标情况，致使样品整体平均含量为0.122 mg·kg-1，明显高于其他地区；干食用菌样品中，镉含量较高的地区为咸阳、渭南、汉中、延安和安康5个地区，汞含量较高的地区为咸阳、延安、汉中和安康，铅含量以西安地区的鲜食用菌为最高，砷含量较高的为汉中和商洛。这表明，10个地级市间干、鲜食用菌中4种重金属含量没有明显的规律和相关性。

2.4 食用菌重金属污染状况评价

食用菌污染状况以国家标准GB7096—2014中的重金属限量作为标准，采用单因子污染指数(Pi)、尼梅罗综合污染指数(P尼梅罗)分别对其进行评价，由于新鲜香菇中镉限量为0.5 mg·kg-1，不同于其他新鲜食用菌中镉限量0.2 mg·kg-1，所以对鲜香菇中重金属含量另做评价，如表5所示。

表3 蘑菇类与木耳类中重金属的含量Table 3 The contents of heavy metals in mushroom and fungus

注：P90表示90%的样品含量低于该值。
Note: P90 means that 90% of the sample content is lower than this value.

表4 陕西10个地区食用菌中重金属的含量Table 4 The contents of heavy metals in edible fungi in 10 areas of Shaanxi Province

以食用菌中重金属的平均含量进行评价，新鲜蘑菇中汞的Pi为0.23、干制蘑菇中镉和砷的Pi分别为0.36和0.35，这表明，上述样品存在轻度污染，其余重金属的Pi值均低于0.2，为正常背景值水平；食用菌的P尼梅罗≤0.7，这表明重金属含量的等级为安全；通过比较可知，重金属污染程度为：干制蘑菇>干制木耳类>新鲜蘑菇(除香菇外)>新鲜香菇>新鲜木耳。

以食用菌中重金属的偏高含量P90进行评价，干制蘑菇中镉的Pi值为1.12≥1，表明部分蘑菇样品存在重度污染情况，干制蘑菇砷的Pi值为0.92，表明部分干蘑菇样品中砷含量处于中度污染水平；干制蘑菇的P尼梅罗为0.93，表明干制蘑菇中部分重金属含量较高的样品的污染程度达到警戒线水平。

2.5 食用菌的安全消费量

由于未查到居民食用菌的消费量数据，不能计算食用菌中重金属的暴露量，所以，利用食用菌中重金属的平均含量结合JECFA推荐的最大可耐受量，计算得出陕西地区居民食用菌中各元素所对应的安全消费量，以安全消费量的数值大小来反映居民经食用菌所致重金属暴露的安全性，即安全消费量越高，食用安全性越高。结果如表6所示(因新鲜木耳的样本数量太少，代表性不足，未对其安全消费量进行计算)，新鲜蘑菇中砷对应的安全消费量最高为4.46 kg·d-1，干制木耳中汞对应的安全消费量最低为0.25 kg·d-1，均明显高于居民正常的膳食消费，可见，陕西地区食用菌中重金属的安全性良好，居民经食用菌所致重金属的暴露水平基本安全，但还需加强检测与监督管理的力度，勿使含重金属较高的食用菌流入消费环节。

表5 食用菌污染指数Table 5 The pollution index of edible fungi

注：Pi表示某一种金属的单因子污染指数，P尼梅罗表示4种金属的尼梅罗综合污染指数。
Note:Pimeans the single factor pollution index of a certain metal;PNemerowrepresents the Nemerow comprehensive pollution index of four metals.

表6 食用菌的安全消费量Table 6 The safe consumptions of edible fungi (kg·d-1)

3 讨论(Discussion)

对2013年陕西省食用菌中重金属的检测结果进行统计分析，发现干食用菌中重金属的含量明显高于鲜食用菌，蘑菇与木耳中重金属含量差异较小，整体上，陕西地区食用菌中镉、汞、铅和砷的平均含量分别为0.0633、0.0189、0.0571和0.0692 mg·kg-1。据文献报道，重庆市主要食用菌中镉、汞、铅和砷的平均含量分别为0.40、0.13、1.14和0.04 mg·kg-1 [11]，四川地区食用菌中镉、汞、铅和砷的平均含量分别为0.33、0.11、0.33和0.24 mg·kg-1 [12]，土耳其食用菌中镉和铅的平均含量分别为0.542～2.380和1.97～15.36 mg·kg-1 [13]，与之相比，陕西地区食用菌中重金属含量较低，不存在明显重金属污染情况。文献[14]报道了北京市昌平区干、鲜食用菌中铅含量分别为0.00307和0.00197 mg·kg-1、镉含量分别为0.00076和0.00014 mg·kg-1，与之相比，陕西地区食用菌中重金属含量较高。文中的调查为历史性回顾数据，希望能为相关方面的研究提供横纵向对比分析的基础。

比较了蘑菇类和木耳类中重金属的含量，发现2类菌中4种重金属含量基本处于相同水平，说明在陕西地区2类菌的生长培育环境及对重金属的吸附富集能力没有导致其重金属含量出现明显差异；通过10个地级市间干、鲜食用菌中重金属含量的比较分析，发现10个地级市间以及干、鲜食用菌间4种重金属的含量各有高低，无明显规律性，这与菌类的生长培育环境及不同菌种对重金属的吸附富集能力不同有关[15]，建议各地级市相关部门根据当地环境条件选择适合本地培育的重金属吸附能力较低的菌种进行生产指导。

按照国家食用菌卫生限量标准(GB7096—2014)对食用菌中重金属含量进行污染程度评价，以重金属的平均含量进行评价，发现蘑菇存在镉和砷的轻度污染，木耳存在镉的轻度污染，其余重金属含量均为正常背景水平；以重金属的偏高含量P90进行评价，发现部分蘑菇中镉存在重度污染，部分含镉较高的木耳和含砷较高的蘑菇属于中度污染水平。在所调查的食用菌样品中，部分样品重金属含量较高，其中干制食用菌中存在7份镉超标、6份砷超标情况，可能与其干制加工过程的污染有关，有关部门应加强相关生产过程的监管力度，分析其可能引入污染的原因，避免造成二次污染；鲜食用菌中存在少数汞超标样品，可能与其种植环境有关，建议相关部门应加强监管与监测的力度，从源头控制污染。

本文对食用菌中各重金属元素的安全消费量进行了计算，发现干制木耳中总汞的安全消费量最低，为0.25 kg·d-1，鲜有居民日常膳食的消费量可达到安全消费量，但食用菌仅是居民日常膳食中的一部分，其对居民日常膳食中重金属暴露量的贡献有限，所以文中所得的食用菌安全消费量仅供参考。