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山西省食用菌中铅、镉含量检测及膳食暴露的风险评估

2020-05-27 286 上传者：管理员

摘要：为了解山西省境内生产基地所栽培食用菌中重金属污染状况，对被测食用菌中重金属进行安全性评价，并分析居民潜在膳食暴露风险，本文采集山西省境内5种种植普遍的食用菌样品158份，采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价食用菌中铅和镉的污染状况；采用原子吸收光谱法测定食用菌样品中危害较大的两种重金属元素铅和镉的含量，并与国家标准中污染物限量值进行比较；采用人体暴露健康风险评价模型，通过计算目标危害系数（THQ）的方法预测经食用菌摄入重金属铅和镉产生的健康风险。结果显示，所抽检的158份食用菌样品中，总体重金属含量水平都很低，仅有1个香菇样品超标，超标率为0.63%。5种食用菌的综合污染指数分别为香菇0.74，平菇0.31，杏鲍菇0.12，金针菇0.051，双孢菇0.27。食用菌中铅污染、镉污染及铅、镉综合污染的THQ均值都<1，表明山西省食用菌中铅、镉重金属对居民不会构成明显的健康危害。结果表明，山西省食用菌生产基地中香菇、平菇、杏鲍菇、金针菇、双孢菇等5种主要栽培的食用菌中重金属铅和镉的总体污染程度较低，食用菌中铅、镉对居民健康暴露危害较小，可放心食用。同时，应加大对栽培基质、栽培环境等的监管，从源头保证食用菌的质量安全。

关键词：
健康风险
膳食暴露
质量安全
重金属
风险评估
食用菌
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食用菌是指子实体硕大、可供食用的蕈菌，通称为蘑菇[1]。食用菌味美营养，含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素和碳水化合物，是低热量高蛋白食品，备受消费者的青睐[2]。山西省是一个山岭众多的中原省份，不仅适宜食用菌生产，也是一个食用菌消费大省。食用菌产业作为山西省一县一品、一村一业重要的朝阳产业，不仅是农民增收的重要途径，而且在改善农业产业结构上发挥着重要作用[3]。然而，随着工业和城市污染物的大量排放，环境中的重金属污染日益严重，存在迁移到食用菌中的风险。食用菌的重金属含量一般高于粮食和蔬菜等植物性食品，甚至也可能高于动物性食品[4]。为了了解山西地区食用菌中重金属元素的污染状况和健康风险，本研究通过对山西省食用菌中铅、镉两种重金属元素的检测分析，采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价食用菌中铅和镉的污染状况，并借鉴目标危害系数法[5,6,7]，针对我国人群体质对其部分参数修正后进行健康风险评估，预测经食用菌摄入重金属铅和镉产生的健康风险。

一、材料与方法

（一）样品的采集与检测

1.实验材料。

根据山西省食用菌产地和产量分布特点，在山西省7个地市21个县（包括运城的垣曲、万荣、曲沃、盐湖、临汾尧都区、阳泉的盂县、平定、晋城的泽州、高平、陵川、长治的壶关、长子、平顺、晋中的和顺、榆次、昔阳、榆社、大同的广灵、浑源、南郊和平城区），选取种植规模和销量比较大的食用菌生产基地，以随机取样的方式采集了香菇、平菇、金针菇、双孢菇、杏鲍菇等5个品种的158份食用菌样品，涵盖了山西省主要种植的食用菌种类。

2.试剂。

硝酸（优级纯，德国Merk公司）；铅元素标准溶液（GSB04-1742-2004，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；镉元素标准溶液（GSB04-1721-2004，国家有色金属及电子材料分析测试中心）。

3.仪器。

原子吸收分光光度计石墨炉部分（GF-AAS，德国耶拿公司ZEEnit700P型）；电热鼓风干燥箱（上海博迅公司GZX-9240MBE）；电子分析天平（METTLERTOLEDOMS-104S）。

4.试验方法。

食用菌样品采集后装入干净的聚乙烯塑料袋编号，立即运送至实验室，先除去样品表面附着的杂质，其次用自来水流动冲洗，继续用三级水冲洗3次，用干净的纱布吸干水分，再通过四分法缩分取样后匀浆，装入干净的聚乙烯塑料样品杯中待测。

检测过程为：先称样2g左右，加硝酸5mL浸泡过夜，140℃高压消解4h，待冷却后旋出内罐于电热板上赶酸定容，最后调整原子吸收光谱仪至最佳状态后，上机检测，上机时和样品一起注入石墨炉5μL基体改进剂磷酸二氢铵溶液（20g/L）。石墨炉原子吸收最佳仪器条件见表1。检测方法依据GB5009.12-2017《食品安全国家标准食品中铅的测定》中第一法[8]、GB5009.15-2014《食品安全国家标准食品中镉的测定》[9]执行。本实验中铅的方法检出限为0.005mg/kg，定量限为0.02mg/kg；镉的检出限为0.001mg/kg，定量限为0.003mg/kg。

表1石墨炉原子吸收最佳仪器条件

（二）食用菌污染评价

根据GB2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》[10]进行判定，食用菌及其制品中铅的限量值为1.0mg/kg，新鲜食用菌（香菇除外）中镉的限量值为0.2mg/kg，香菇中镉的限量值为0.5mg/kg。同时，采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对食用菌的污染程度进行评价。

1. 采用单因子污染指数法，按公式（1）进行评价。

式中，Pi为污染指数，Ci为污染物的实测值，mg/kg;Si为评价标准。

2. 采用内梅罗综合污染指数法，按公式（2）进行评价。

式中，P为综合污染指数，Pave为平均单项污染指数；Pmax为最大污染指数。

（三）膳食暴露风险评估

本文借鉴美国环保署（USEPA）提出的人体暴露健康风险评价模型，针对我国人群体质对其部分参数进行修正后应用，选取现有的适合我国人群的暴露参数进行健康风险评价，评估人体每日通过食用菌摄入重金属所带来的健康风险。计算方法见公式（3）。

式中，C为食用菌中重金属的含量，mg/kg;FIR为食用菌每日摄入量，g/d;EF为暴露频率，d/a;ED为持续暴露时间，a;CF为转换因子，kg/g;WAB为平均体重，kg;TA为平均暴露时间，d;RFD为参考剂量，mg/（kg·d），表示在单位时间单位体重摄取的不会引起人体不良反应的污染物最大量；THQ为风险系数，表征单种污染物的膳食风险，当THQ<1时，认为风险较小或可以忽略，当THQ>1时，则认为存在膳食风险。

二、结果与分析

（一）不同种类食用菌中铅、镉重金属含量分析

通过对5个品种的食用菌样品中铅和镉的重金属含量进行检测分析，结果显示，158份样品中铅含量有83个样品检出，检出率为52.5%，没有铅含量样品超标，超标率为0%，含量范围为未检出～0.11mg/kg；镉含量有135个样品检出，检出率为85.4%,1个香菇样品中的镉超标，超标率为0.63%，含量范围为未检出～0.52mg/kg。对于未检出数据，按照世界卫生组织食品污染物含量低水平数据进行处理：污染物含量低于最低检出限（LOD）且样品未检出率<60%的，所有低于LOD的数据按1/2LOD赋值计算；样品未检出率≥60%的，按LOD赋值计算[6]。检测结果见表2。

由表2中检测结果可见，比较不同品种食用菌中铅的平均含量，则双孢菇>香菇>平菇>杏鲍菇>金针菇，而比较不同品种食用菌中镉的平均含量，则香菇>双孢菇>杏鲍菇>平菇>金针菇，香菇中镉的平均含量要远高于其他品种中镉含量，可见，香菇中的镉应引起重视。这与HATVANIN等[11]得出的香菇对Cd敏感的结论一致。徐丽红等[12]研究了香菇对培养基中主要有害重金属Pb、Cd、Hg、As和Cu的吸收富集规律，得到的结论也是香菇对镉富集能力最强。

表2不同品种食用菌中铅、镉的检测结果

（二）食用菌中铅和镉含量综合污染状况评估

采用内梅罗综合污染指数法对5种食用菌的综合污染状况进行了评价。在同一监测样品中若存在多种污染物时，按该样品中污染物最高质量分级数来确定该样品的质量分级，即以最高限制因素来计算，评价结果见表3。

表35种食用菌中铅、镉的综合污染状况

（三）食用菌中铅和镉摄入健康风险评估

基于山西省食用菌中的铅、镉检出浓度，根据参考文献对相关参数进行取值（见表4），计算成人通过食用菌摄入重金属铅、镉的日均暴露量和膳食风险，结果见表5，可以看出，成人摄入铅、镉后的平均风险系数THQ分别为0.007和0.085，远低于警戒值1，说明山西省食用菌重金属总体摄入风险比较小。但有一个香菇样本的镉的风险系数大于1(THQ值为1.004），与食用菌中镉含量有关，对居民健康有一定风险。进一步分析发现，5种食用菌除金针菇外，香菇、平菇、杏鲍菇、双孢菇中镉污染的THQ值大于铅污染THQ值，与食用菌中铅、镉含量有关，同时也说明4种食用菌中镉污染对人体健康存在的相对潜在风险大于铅。另外，过量摄入此次调查中THQ相对高的食用菌会增加重金属暴露风险。

表4食用菌健康风险计算参数取值

表5食用菌中重金属Pb、Cd健康风险评价

三、结论与讨论

山西省7个地市21个县的5种食用菌中铅、镉两种重金属的检测结果表明，158份食用菌样品中，铅含量范围为未检出～0.11mg/kg，有83个样品检出，检出率为52.5%，没有铅含量超标样品，超标率为0%；镉含量范围为未检出～0.52mg/kg，有135个样品检出，检出率为85.4%,1个香菇样品中的镉超标，超标率为0.63%，总体重金属含量水平较低。5种食用菌的综合污染指数分别为香菇0.74，平菇0.31，杏鲍菇0.12，金针菇0.051，双孢菇0.27。山西省食用菌生产基地中香菇、平菇、杏鲍菇、金针菇、双孢菇等5种主要栽培的食用菌中重金属铅和镉的总体污染程度较低，可放心食用。成人通过食用菌摄入铅、镉后的平均风险系数THQ分别为0.007和0.085，远低于警戒值1，说明山西省食用菌重金属总体摄入风险比较小。但有一个香菇样本的镉的风险系数大于1(THQ值为1.004），与其镉含量有关，对居民健康还是有一定风险。进一步分析发现，5种食用菌除金针菇外，香菇、平菇、杏鲍菇、双孢菇中镉污染的THQ值大于铅污染的THQ值，与食用菌中铅、镉含量有关，同时也说明4种食用菌中镉对人体健康存在的潜在风险大于铅，香菇中的镉应引起重视。食用菌中重金属主要风险来源包括两个方面，一是外部因素，栽培环境的空气、水、覆土、栽培基质等被重金属污染；二是自身因素，不同种类食用菌对某些重金属元素具有一定的富集吸收能力，造成食用菌产品中重金属含量高。因此，今后一方面应加大对栽培基质、栽培环境等的监管，从源头保证食用菌的质量安全；另一方面，应更深入研究不同种类食用菌对重金属富集吸收能力及生长过程中含量变化规律，结合膳食暴露情况，对每日摄入量提出更科学合理的建议。

参考文献：

[1]王皋.不同食用菌重金属含量测定及富集能力初步研究[D].邯郸:河北工程大学,2017.

[2]林霞.试论食用菌产业现状及前瞻[J].科技创新与应用,2015(32):290-301.

[3]王笑,葛成林.浅谈山西省食用菌产业发展现状及改善措施[J].区域种业,2015(12):25-27.

[4]崔艳丽,王恺丰,等.新疆昌吉地区食用菌中汞和镉含量的分析检测[J].食品安全质量检测学报,2016,7(12):5064-5068.

[5]王北洪,刘静,等.栽培食用菌重金属含量的测定及健康风险评价[J].食品安全质量检测学报,2016,7(2):490-496.

[6]孙晓薇,于磊,等.河南大枣铅镉污染及膳食暴露风险评估[J].粮食与饲料工业,2019(8):26-31.

[7]何巧,曹赵云,等.我国部分市售富硒大米中硒含量与膳食暴露评估[J].农产品质量与安全,2019(3):14-19.

[8]国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.GB5009.12-2017食品安全国家标准食品中铅的测定[S].北京:中国标准出版社,2017.

[9]国家卫生和计划生育委员会.GB5009.15-2014食品安全国家标准食品中镉的测定[S].北京:中国标准出版社,2014.

[10]国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.GB2762-2017食品安全国家标准食品中污染物限量[S].北京:中国标准出版社,2017.

[12]徐丽红,吴应淼,陈俏彪,等.香菇对培养基中有害重金属的吸收富集规律及临界含量值[J].浙江农业学报,2007,19(3):211-215.