摘要 為探求抑制香菇鎘富集的方法，開發(fā)鎘污染防控技術(shù)，設(shè)置實(shí)驗(yàn)室菌絲培養(yǎng)和大棚袋式栽培2 個(gè)階段試驗(yàn)，分析培養(yǎng)條件及外源添加物對(duì)香菇菌絲及子實(shí)體中鎘含量的影響。結(jié)果顯示，在溫度10～30 ℃范圍內(nèi)隨著培養(yǎng)溫度升高，菌絲鎘含量呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢(shì)；在pH 4～8 范圍內(nèi)隨著培養(yǎng)基pH 值升高，菌絲鎘含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)；在含鎘的液體培養(yǎng)基中分別添加5 mmol/L Ca（NO3）2、KNO3和 Mg（NO3）2 ，發(fā)現(xiàn)Mg2+能明顯抑制菌絲對(duì)鎘的富集；隨著香菇子實(shí)體發(fā)育成熟，鎘含量逐漸降低，不同部位鎘含量呈現(xiàn)菌褶gt;菌蓋gt;菌柄；在培養(yǎng)料中分別添加硫酸鎂、硫酸鋅、活性炭和沸石，發(fā)現(xiàn)添加50 mg/kg 硫酸鎂、60 mg/kg 硝酸鋅和2.5% 活性炭，能使子實(shí)體鎘含量下降42.8%、46.9% 和50.3%。上述研究表明，培養(yǎng)條件和外源添加物對(duì)香菇菌絲體和子實(shí)體鎘含量具有一定的影響，可通過外源添加物抑制香菇對(duì)鎘的富集作用。

關(guān)鍵詞 香菇； 鎘； 溫度； 金屬陽離子

中圖分類號(hào) S646.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1000-2421（2024）02-0109-05

香菇（Lentinula edodes）營養(yǎng)豐富、味道鮮美，具有特殊香味，兼具食用和藥用價(jià)值。鎘是對(duì)人體有害的重金屬之一，前人研究發(fā)現(xiàn)香菇對(duì)環(huán)境中鎘存在一定的富集作用［1-2］，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致香菇鎘含量超標(biāo)［3-4］。隨著人們生活水平的提高，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全越來越受到重視。香菇鎘超標(biāo)不僅影響了香菇出口貿(mào)易，制約香菇產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)消費(fèi)者健康也造成了威脅［5-6］。筆者研究了培養(yǎng)條件和外源添加物對(duì)香菇菌絲及子實(shí)體鎘含量的影響，分析了香菇鎘富集的規(guī)律，旨在探求抑制香菇鎘富集的方法，為研發(fā)香菇鎘污染防控技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試菌株和栽培料配方

香菇栽培品種：“秋栽7 號(hào)”，保存于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)菌種實(shí)驗(yàn)中心。

香菇栽培料配方：木屑78%、麩皮20%、石膏2%、含水量60% 左右。

PDA 固體培養(yǎng)基：馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、加水定容至1 L，自然pH。

麥芽浸膏液體培養(yǎng)基：麥芽浸膏20 g、酵母浸膏1 g、蛋白胨1 g、葡萄糖20 g，加水定容至1 L，自然pH。

1.2 不同溫度和pH值下香菇菌絲鎘含量測(cè)定

參照筆者所在課題組前期獲得的1 mg/kg 鎘即能較為明顯地影響香菇菌絲生長的試驗(yàn)結(jié)果［6］，制備含1 mg/kg 鎘的PDA 固體培養(yǎng)基，將高壓滅菌后的培養(yǎng)基均勻分裝到培養(yǎng)皿中，冷卻后鋪上玻璃紙，再接種菌絲塊。將培養(yǎng)皿分別放置于10、15、20、25 和30 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)，5 次重復(fù)，25 d 后收集菌絲并檢測(cè)鎘含量。

采用與上述相同的方法，制備pH 值分別為4、5、6、7、8 的PDA 培養(yǎng)基并接種菌絲塊。培養(yǎng)皿分別放置于25 ℃培養(yǎng)，5 次重復(fù)， 25 d 后收集菌絲并檢測(cè)鎘含量。

1.3 外源金屬離子處理下香菇菌絲鎘含量測(cè)定

在麥芽浸膏液體培養(yǎng)基中，分別添加終質(zhì)量濃度為0、0.5、1.0、5.0 和10 mg/L 的鎘離子。對(duì)照組不添加試驗(yàn)物質(zhì)，處理組分別添加終濃度為5 mmol/L的Ca（NO3）2、KNO3 和 Mg（NO3）2。每組3 個(gè)重復(fù)，25 ℃避光靜置培養(yǎng)15 d，去離子水沖洗，收集菌絲并檢測(cè)鎘含量。

1.4 子實(shí)體不同發(fā)育階段的鎘含量分析

試驗(yàn)在湖北省隨州三里崗鎮(zhèn)食用菌栽培基地進(jìn)行。采集同一批秋季層架栽培試驗(yàn)中生長的香菇子實(shí)體，生長發(fā)育階段劃分為：j1（菌蓋和菌柄未分化，菌蓋直徑lt;1 cm）、j2（菌蓋和菌柄開始分化，菌蓋直徑1～3 cm）、j3（菌蓋和菌柄已分化，但菌蓋未開傘，直徑4～6 cm）、j4（菌蓋部分開傘，菌蓋直徑7～9 cm）和j5 階段（菌蓋完全開傘，直徑gt;9 cm），分別檢測(cè)鎘含量。

1.5 子實(shí)體不同部位的鎘含量分析

采集子實(shí)體發(fā)育處于上述j4 階段的商品菇，洗凈，去菇腳，自然晾干，用解剖刀分為菌蓋、菌柄和菌褶，分別檢測(cè)鎘含量。

1.6 栽培料中外源添加物對(duì)香菇子實(shí)體鎘含量的影響

香菇栽培采用隨州本地秋季層架栽培管理方式。栽培料配方為木屑36 kg、麩皮8.6 kg、石膏0.86 kg，自來水適量，22 cm×60 cm 聚乙烯菌袋裝料，共50 袋。在上述栽培料配方中，分別添加不同濃度的硫酸鎂、硫酸鋅、沸石和活性炭（見表1），設(shè)空白對(duì)照。參考前人研究，僅分析統(tǒng)計(jì)第一潮子實(shí)體的鎘含量［7］。

1.7 鎘含量檢測(cè)與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

稱取約200 g 香菇子實(shí)體樣品，去掉菌柄基部約0.5 cm，蒸餾水洗凈，自然晾干，55 ℃烘干至恒質(zhì)量。粉碎后過孔徑0.18 mm 篩，保存于干燥器中。菌絲烘干磨碎，保存于干燥器中。依照《GB 5009.15-2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測(cè)定》，石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鎘含量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用IBM SPSS Statistics 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)均以Mean±SD 表示，以方差分析Duncan’s比較各組間參數(shù)差異，以Plt;0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)香菇菌絲鎘含量的影響

在10～30 ℃香菇菌絲鎘含量隨溫度升高而呈上升趨勢(shì)。在10 ℃條件下，菌絲吸附量僅為1.3 mg/kg，25 ℃ 時(shí)吸附量達(dá)到最高點(diǎn)2.9 mg/kg，在25～30 ℃時(shí)菌絲鎘含量趨于平穩(wěn)（圖1）。

2.2 pH值對(duì)香菇菌絲鎘含量的影響

pH 4～8 范圍內(nèi)，隨著pH 值上升菌絲鎘的吸收量呈先升后降。pH 為4 時(shí)菌絲鎘含量最低；當(dāng)pH 為6～7 時(shí)菌絲鎘含量達(dá)到最高含量5.8 mg/kg，且與其他處理存在顯著性差異。當(dāng)pH 值為8 時(shí)，菌絲鎘含量下降（圖2）。

2.3 不同的金屬離子對(duì)香菇菌絲鎘含量的影響

當(dāng)鎘質(zhì)量濃度為0.5、1.0、5.0、10 mg/L 時(shí)，Mg2+使香菇菌絲中鎘含量分別下降9.5%、20.0%、10.5%、33.9%；添加Ca2+對(duì)菌絲中鎘含量沒有產(chǎn)生明顯影響；添加K+時(shí)，當(dāng)鎘質(zhì)量濃度為5.0 mg/L 時(shí)，反而提高了菌絲中鎘含量，對(duì)抑制菌絲鎘富集沒有作用（圖3）。

2.4 香菇不同生長發(fā)育階段子實(shí)體鎘含量

香菇不同生長發(fā)育階段子實(shí)體鎘含量在0.67～1.05 mg/kg。隨子實(shí)體逐漸成熟鎘含量均呈遞減趨勢(shì)，即j1gt; j2gt; j3gt; j4gt; j5（圖4）。

2.5 香菇子實(shí)體不同部位的鎘含量

香菇j(luò)4 期子實(shí)體不同部位的鎘含量在 0.22～1.21 mg/kg，菌褶、菌蓋和菌柄之間鎘含量存在顯著性差異（Plt;0.05），且菌褶gt;菌蓋gt;菌柄（圖5）。

2.6 外源添加物對(duì)子實(shí)體鎘含量的影響

在第一潮菇中，采收達(dá)到采收期的商品菇進(jìn)行鎘含量測(cè)定。分析表明，添加50 和150 mg/kg硫酸鎂分別使香菇子實(shí)體鎘含量顯著下降了42.8%和37.6%；添加40、50 和60 mg/kg 硫酸鋅分別使香菇子實(shí)體鎘含量顯著下降了35.1%、37.5% 和46.9%；添加沸石粉使香菇鎘含量有一定幅度降低，但未達(dá)到顯著水平；添加1.5% 和2.5% 活性炭分別使香菇子實(shí)體鎘含量顯著下降27.2% 和50.3%（圖6）。

3 討論

3.1 溫度和pH對(duì)菌絲鎘含量的影響

本研究中，隨著溫度的升高菌絲鎘含量呈先上升后平穩(wěn)的趨勢(shì)，原因可能是溫度在一定程度上對(duì)香菇菌絲吸附鎘有促進(jìn)作用，該結(jié)果與呂明姬等［8］對(duì)牛肝菌的研究一致，這是由于菌絲吸附重金屬鎘是一個(gè)吸熱的過程，溫度高有利于此過程的進(jìn)行，因此，適度地降低菌絲生長溫度有助于降低菌絲重金屬鎘的含量［9］。而隨著pH 的升高菌絲鎘含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，原因可能是pH 越低，香菇菌絲表面由于水合氫離子的作用使得整個(gè)菌絲表面呈現(xiàn)正電荷，排斥環(huán)境中的鎘離子，阻止菌絲對(duì)重金屬鎘的吸附，當(dāng)環(huán)境呈現(xiàn)堿性時(shí)，促進(jìn)金屬離子與細(xì)胞壁的官能團(tuán)結(jié)合，沉淀在細(xì)胞表面［10］。

3.2 不同金屬離子對(duì)香菇菌絲鎘含量的影響

李三暑等［11］在進(jìn)行姬松茸（A. blazei）菌絲液體培養(yǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在Cd2+、P 和Ca2+中任何一種元素進(jìn)入菌絲體的量增加時(shí)，另外2 種將會(huì)減少。賈彥［4］發(fā)現(xiàn)金針菇培養(yǎng)基中鋅濃度增加會(huì)減少子實(shí)體鎘的含量。喬鑫等［12］發(fā)現(xiàn)在液體培養(yǎng)基中添加適量Zn2+可有效抑制香菇菌絲對(duì)鎘的吸附。本試驗(yàn)中，Mg2+對(duì)抑制香菇菌絲吸附鎘有明顯作用，而Ca2+和K+沒有明顯抑制作用。不同金屬陽離子對(duì)鎘吸附的影響并不一致，可能與金屬陽離子的特性、濃度及離子進(jìn)入細(xì)胞的方式有關(guān)，表明環(huán)境中特定金屬陽離子會(huì)影響香菇菌絲對(duì)鎘的吸附。

3.3 香菇子實(shí)體不同發(fā)育階段和部位鎘含量

Kala? 等［13］認(rèn)為食用菌子實(shí)體鎘含量的差異是由菌絲體菌齡或者干物質(zhì)稀釋作用引起的。本研究發(fā)現(xiàn)香菇子實(shí)體越成熟鎘含量越低，推測(cè)子實(shí)體形成時(shí)菌絲已將鎘吸附轉(zhuǎn)運(yùn)至原基中，隨著子實(shí)體生長，干物質(zhì)積累，使得鎘離子被逐漸稀釋。

Thomet 等［14］發(fā)現(xiàn)野生食用菌大孢蘑菇（Agari?cus macrosporus）不同部位鎘含量呈現(xiàn)菌褶gt;菌蓋gt;菌柄，而Seeger［15］發(fā)現(xiàn)A. aestiralis 菌褶中鎘含量最低。本研究發(fā)現(xiàn)香菇鎘含量的順序?yàn)榫辡t;菌蓋gt;菌柄，這種不同食用菌鎘分布的差異可能與鎘離子轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制有關(guān)。

3.4 外源添加物對(duì)子實(shí)體鎘含量的影響

參考前人研究報(bào)道［16-17］和前期試驗(yàn)結(jié)果，本研究將硫酸鎂、硫酸鋅、沸石和活性炭添加到香菇栽培料中，結(jié)果表明一定濃度的硫酸鎂、硫酸鋅和活性炭能明顯降低香菇子實(shí)體鎘的含量。金屬M(fèi)g2+ 和Zn2+與Cd2+在香菇菌絲表面可能存在競(jìng)爭(zhēng)性吸附，而活性炭的作用可能與其對(duì)鎘離子的吸附有關(guān)。其中低含量Mg2+的效果好于高含量，表明Mg2+對(duì)抑制香菇鎘富集有一定作用，但過高濃度的Mg2+抑制效果會(huì)變差，原因是Mg2+作用在50 mg/kg 左右即可達(dá)到飽和；添加沸石使香菇鎘含量有一定幅度降低，但未達(dá)到顯著水平，可能與試驗(yàn)誤差有關(guān)。

以上結(jié)果表明，在栽培料中添加一定濃度的外源物質(zhì)，抑制香菇對(duì)鎘的富集，提高產(chǎn)品品質(zhì)，是值得探索的技術(shù)路徑。

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（責(zé)任編輯：邊書京）