主题:【第十届原创】环境污染对食用菌的影响研究

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                      环境污染对食用菌的影响研究
   环境污染是主要导致食用菌产品质量受到威胁的主要原因,根据种类的分类可以分为:重金属、农药、及其它污染物质如甲醛、SO2、荧光增白剂,这些污染物质是学术专家们研究的热点。
1重金属
1.1食用菌栽培中重金属污染源分析
  重金属吸附在食用菌中分为两种情况:一是食用菌的菌体本身吸附重金属,其可以从栽培料吸附栽培料中的某些重金属;二是食用菌生长环境中的重金属通过食用菌的呼吸作用,使得土壤、空气、水中的重金属离子被吸附到食用菌的菌体内,参照食用菌栽培管理程序的规定,重金属的污染源主要有:土壤中的重金属污染、大气污染、水源污染和栽培料污染。
(1)土壤
所有的农产品生长资源是土壤。快速发展的工业使得各种重金属通过水、空气等各种介质进入土壤。黄雅琴等发现在土壤一植物系统中,重金属污染具有多源性、隐蔽性。食用菌与其他植物生长一样,也会从土壤中吸收某些重金属,而且有些食用菌在一些重金属的吸附具有选择性。张颖,曹艳茹等人通过对攀枝花19种野生食用茵中进行实验测试,研究认为食用菌富集土壤中的重金属,除Cu在食用鹅膏茵和香菇中含量低于国家标准外,结果表明5种重金属含量全部超过国家标准,Cu、Zn、Ni、Cd和Cr的最高吸附量分别是47.7 mg/kg、188.6 mg/kg、21.2 mg/kg、21.8 mg/kg和27.2 mg/kg,当中Cr和Cd的吸附浓度高于大部分其他研究结果。林汝楷,郑群力等人对武荑山多金属矿区的3份土壤样品以及绯红密孔茵、蘑菇、大环柄菇、云芝大型真菌标本进行了重金属含量检测,结果表明这些土壤样品达到轻度或重度污染,黄大斌、杨菁测定比较姬松茸栽培中复土的土样、产生的子实体重金属含量,得出土壤中的重金属含量与姬松茸子实体中的重金属含量成正相关的关系,认为降低姬松茸产品中重金属含量的关键是选用无重金属污染的或低重金属含量的土壤作为栽培姬松茸的覆土材料。因为不能分离红菇的菌丝,故无法进行人工栽培红歌,故而红菇主要的污染来源是土壤中的污染物。刘贵巧,王永霞等人实验表明野生菌红菇、草蘑中镉、铜、锰、铅被检出。
(2)栽培料
    人工栽培食用菌使用的培养料包括竹类、段木、甘蔗渣、木屑等。培养方式主要是:箱栽、床栽和露天竹林地等,栽培食用菌所用的木屑等会还有重金属,所以最终重金属会富集于食用茵子实体内。如果栽培料中的重金属含量较高,则对食用菌的质量安全留下潜在性的威胁,危害人体的健康。黄晨阳,张金霞证明在香菇栽培养料中不添加任何浓度的重金属元素,食用菌不同生长时期的栽培料均可以检出四种重金属离子的存在。随着栽培时间的增加,从菌丝萌发、菌丝满袋直到收获实体检测其中的重金属含量表明在香菇栽培过程中,污染添加的重金属元素会向菌棒中不断迁移,最后吸附于香菇子实体中,同时通过对去废菌棒中铅、镉、汞三种重金属的含量检测,发现三者达到最高。曲明清,邢增涛等认为食用菌在工厂化栽培程中,培养料中添加不同浓度的Hg、Pb、As、Cd, 研究杏鲍菇子实体产量的影响和这些元素在子实体中的富集规律,结果表明:随着在培养料中Hg、Pb、As、Cd的含量浓度的增加,子实体中这些重金属的含量也随之增加,而增加而且As、Hg、Cd会显著降低生物学效率。
(3) 水分
    水在食用菌的生长过程中是一个最不可缺少的条件,从菌丝生长到子实体的各个阶段都水需要水的作用。食用菌的生长环境是一个循环系统,空气和土壤中的金属离子会通过循环作用游离于水中,同时水中重金属离子会通过螯合、络合作用等富集在在栽培料中。故而水中所含有重金属会影响食用菌的生长。如果污水用来培养食用菌,则食用菌产品质量则发生明显变化,在少污染的区域,水源或土壤中的重金属元素会富集于食用菌体内。
(4) 大气
    在大气污染高发的地方,空气中有害物质也影响食用菌中的重金属的耐受性。例如,检测到生长在树木上的刺芹侧耳和肝色牛舌菌中的Hg,主要源于大气中的Hg污染,TRAN-VAN-L指出,灵芝因为受到大气污染富集了放射性元素铯-137,所以检测当中元素铯-137可用作一种生物指示器。
1.2食用菌对重金属的富集
    在蘑菇属中第一个发现食用菌具有富集重金属富集能力,镉离子可以高水平地富集在蘑菇中。后面大量学者通过研究发现许多食用菌富集重金属的作用大大超过绿色植物,同时较多的大型真菌能富集较高浓度的重金属。STIJIVET在研究了10种食用菌吸收Hg的情况,得出当中8种食用菌的子实体具有有Hg离子的浓度大于栽培料中的Hg含量。另外,BRESSAG等研究糙皮侧耳富集Hg的能力,在糙皮侧耳的培养料含有Hg的情况下,所收获的子实体富集Hg的富集系数达到65~140。当栽培糙皮侧耳的栽培料中Hg的含量大于0.2 mg•kg-1时,糙皮侧耳正常的生长发育会受到影响。而当培养料上Hg离子浓度为0mg•kg-1时,子实体中Hg含量几乎接近于哦,糙皮侧耳很少富集Hg。施巧琴等研究发现,培养料添加Hg的浓度达到50mg/kg时,食用菌富集的Hg含量是空白组(未添加Hg的栽培料)的100多倍,在参照上述的处理下,得出吸收的Cd含量是空白组(未添加Cd的栽培料)中Cd含量的200多倍。雷敬敷研究也指出,严重污染栽培料时,Pb可能累积在黑木耳、香菇、凤尾菇的最大量可达150~200 mg/kg,而Pb在双孢蘑菇子实体内最大累积量可达30mg/kg。从上述可知,食用菌能够较强吸收吸收栽培料的重金属,同时不同食用菌富集重金属的能力不同、同种食用菌吸附不同重金属的能力也不同。即使食用菌在相同的生长条件下,不同的食用菌吸收重金属的能力存在大小的差异性。李开本等检测姬松茸子实体中的Cd的含量与对照的双孢蘑菇含量相差10多倍,由此可以得出这是由不同食用菌本身富集Cd的能力是不同的,因为食用菌本身的生物学特性决定的富集不同重金属的能力,与培养料无关。谢宝贵等人对具体研究了姬松茸、灵芝、金福菇菌丝富集重金属Hg、As、Pb、Cd的能力,结果表明:这姬松茸、灵芝、金福菇的菌丝对Pb、Hg、As、Cd等重金属富集作用程度是不同,不同种类的食用菌在不同浓度的重金属污染情况下,各种菇的富集能力存在很大的差别。
    从上述的国内外学者的研究可以得出结论,决定食用菌富集重金属的能力大小是食用菌本身的生物学特性,而当食用菌产生长环境中的土壤、水、大气、栽培基质中重金属含量增加时,食用菌的重金属富集能力会明显提高,从而导致食用菌产品中所含有的重金属含量超标。不少学者通过研究食用菌的重金属吸收机理得到防控食用菌富集重金属技术,其目的是降低食用菌中重金属的危害。例如从食用菌菌丝及其培养基的重金属背景值分析和食用菌富集有害重金属铅、汞、砷、镉的途径,通过在培养基人为添加不同浓度梯度的重金属,研究食用菌菌丝中重金属含量变化规律,建立累积重金属效应数学模型。通过该函数的的反函数和有关食用菌标准的限量标准,计算出生产栽培食用菌的环境中的重金属控制限值,再将控制限制数值使用与食用菌生产的质量管理控制体系中,从而降低栽培食用菌过程中的重金属富集作用。
2农药
    在生产食用菌过程中,病虫往往侵害食用菌。食用菌的栽培过程中的所采用的温度和湿度给其他病害微生物的生长提供了有力条件,另外食用菌本身营养丰富,具有特定的气味,可导致其他的病虫害的危害。在现今食用菌生产栽培过程中,常常使用以木屑、棉籽壳为主料,以麦麸、米糠等为辅料栽培食用菌,大大地增加食用菌的产量以及使得食用菌的质量提高,但同时使得其他的杂菌和病虫害的危害的规模也增加。由于栽培食用菌的菇房的长期使用,当中的杂菌及病虫害长期积累于生产环境中,使得菇房或者菇棚无法继续栽培生产食用菌。大幅度地降低病虫及杂菌的威胁是提高食用菌质量和产量的重要关键的环节,也是发展食用菌生产产业不可忽略的因素。由于食用菌从生长到收获的时间段短,化学农药防治食用菌见效快、易操作、易被人们所接受。
2.1食用菌农药标准
    国家于2013年3月1日起实施具有唯一强制性的食品安全国家标准《食品中农药最大残留限量》(GB2763-2012) 。特别的是食用菌是作为主要农产品第一次单列一类,关于检测食用菌产品的农药最大残留限量项有17项、农药有23种。食品安全标准作为食品法律法规体系的重要组成部分之一,也为保障食品质量安全提供重要手段。
目前我国全面规定食用菌中农药规范使用准则,在NYT749-2012《绿色食品 食用菌》中,对农药残留、食品添加剂限量进行了规定,具体含量的规定如表1-2所示
表1-2 食用菌农药指标及检测方法
Table 1-2 Pesticide indicators and detection methods of mushroom 
项目        限量(mg/ kg)        规定使用的标准
六六六        ≤0. 05        NY/T 761
滴滴涕        ≤0. 05        NY/T 761
毒死蜱        ≤0. 05        NY/T 761
乐果        ≤0. 02        NY/T 761
溴氰菊酯        ≤0. 05        NY/T 761
氯氰菊酯        ≤0. 05        NY/T 761
多菌灵        ≤1        NY/T 1680
敌敌畏        ≤0. 5        NY/T 761
百菌清        ≤ 2        NY/T 761
同时中华人民共和国农业行业标准NY/T2375-2013规定了在食用菌栽培过程上可登记使用的化学药剂包括:二氯异氰尿酸钠(防治霉菌)、咪鲜胺錳盐(双孢蘑菇褐腐病、白腐病)、噻菌灵(防治霉菌)。GB7096-2014 《食用菌及其制品》中农药残留限量值应符合国标GB 2763,国家于2014年发布的GB2763-2014 食品中农药最大残留限量规定规定了食品中 2,4-滴等387种农药3650项最大残留限量。国外的国家对食用菌产品的农残限量比较严格。如到2000年WHO、FAO,制订了食用菌的12种农药的残留限量标准。全球范围内大部分国家:如欧盟、印度、日本、韩国等对农药最大残留限量标准都参照该标准制订。另外,日本的“食品残留农业化学品肯定列表制度”将所有各种食品中农业化学品在的残留归入了限量管理。
2.2栽培食用菌使用的农药
    虽然,我国现阶段对食用菌的生产栽培规范操作、技术规程等指定了一系列的标准,登记可使用的农药有:咪鲜胺锰盐可湿性粉剂、噻菌灵可湿性粉剂、咪鲜胺可湿性粉剂、4.3%高氟氯氰•甲阿维乳油、百菌清•福双美可湿性粉剂、氟虫腈悬浮剂、百菌清•二氯异氰可湿性粉剂、二氯异氰尿酸钠可溶性粉剂。但是由于病虫害不断生物进化使得对应农药种类太少、菇农未安全限量使用农药、标准不全面,导致食用菌从菌丝到子实体的生产过程中,农药残留量增加,从而降低食用菌的质量安全。目前我国在食用菌栽培上使用的农药会根据作用对象的不同分为主要两个大类:杀菌剂、杀虫剂。
(1)杀虫剂
食用菌在生产过程中,常常受到虫害,但是针对一个种属的食用菌,没有专门的的农药来防治虫害。目前菇农通常会使用果蔬的杀虫剂。如有机磷类敌敌畏、毒死蜱等;拟除虫菊酯类联苯菊酯、溴氰菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯等;敌敌畏、敌杀死、虫螨克、敌百虫等,具有降低虫害作用。
(2) 杀菌剂
1.甲醛:栽培料和菇房的杀菌。
2.硫磺粉:菇房的消毒使用器皿的杀菌。
3.70%甲基托布津粉剂:通过甲托主要防治蘑菇上褐斑病、褐腐病、软腐病。
    4.氯溴异氰尿酸:主要用于杀灭各种细菌、病菌,可安全使用、方便、使用剂量少、杀菌效果好等特点。
5.克霉灵也叫甲帕霉素,由在食用菌生产中广泛使用,主要杀死病原微生物。
6.多菌灵又名棉萎灵、苯并咪唑44号。该农药是广谱性杀菌剂,可以防治多种作物由真菌(如半知菌、多子囊菌)引起的病害,具有明显的杀菌效果。
7.硫酸链霉素:主要防治蘑菇细菌性病害,如斑点病黄色单孔菌病、干腐病、菌褶病,同时增加蘑菇的鲜亮度,从而提高蘑菇品质。
8.百菌清:属于低毒杀菌剂,防治锈病、炭疽病、白粉病、霜霉病。
2.3降低食用菌农药残留量的途径
    现阶段降低食用菌及其产品中农药残留的途径有两条:一条是合理规范使用农药,如按照国标《农药合理使用准则》中使用农药的种类、剂量、方法等规范使用农药。另一条是尽量使用低毒农药或者使用生物农药,该途径的目的是尽可能降低大部分农药的高毒高残留量作用。
2.3.1农药残留研究
    至今,我国在食用菌上使用的农药没有相对应的国家标准来具体规定如何使用,食用菌中农药残留的研究没有特定的农药。张太成通过气相色谱法研究毒死蜱、氯氰菊酯、溴氰菊酯在的最终残留量,平菇中最终残留量分别0.014mg/kg、0.293mg/kg、0.015mg/kg。榆黄蘑子实体中所检测到的六六六、滴滴涕、氯氰菊酯残留量分别是0.01mg/kg、0.306mg/kg、0.021mg/kg,平菇和榆黄蘑子实体中未检出毒死蜱和溴氰菊酯。另外除了滴滴涕,其它农药的残留量均低于国标中最大残留限量。说明滴滴涕较强于富集性于平菇和榆黄蘑子实体。胡清秀等在对平菇、香菇以及蘑菇上使用16种农药进行污染,再检测农药残留量。采用农药喷施、覆土、拌土3种方式,检测几种食用菌的农药残留量,结果表明均未超出国家限量标准。以上可以得出在国家标准或者农业标准或者企业标准的规定中,合理使用农药,选择适当的使用时间、合适的农药和合适的施药方式,这些措施都会使得食用菌中农药残留值大大小于在标准中农药残留量,从而保证食用菌的安全。曲明清对三种食用菌子残留农药的检测方法以及六种农药在对应的栽培料中残留进行研究,从而得到六种农药降解半衰期,结论得出在培育食用菌中应该严格控制DDT、毒死蜱和多菌灵等农药使用,尽量在生产源头减少食用菌的污染。樊中臣研究中得出,平菇子实体内联苯菊酯、甲氰菊酯、高效氯氰菊酯和溴氰菊酯等 5 种类农药的消解规律,另外发现拟除虫菊酯类农药从栽培料中向平菇子实体中转移规律以及平菇的生长过程中,栽培料中的联苯菊酯等5种农药被平菇吸收,从而得出栽培料中拟出菊酯类农药不会对食用菌质量产生影响。
2.3.2控制农药残留方法
    在栽培食用菌的过程中会受到病虫害的危害,不可避免使用农药,因此应当合理规范使用农药。周学政提出安全使用农药的八大原则:在使用农药前熟悉农药的特性、根据要防治的病虫害挑选合适的农药、在喷施农药时使用合理的浓度、最大程度上使用具有植物性的农药以及微生物试剂、采用高效低毒低残留的农药,禁止使用剧毒农药、几种农药相互交替使用。谢道同分析污染食用菌质量的来源,阐述了食用菌无公害生产的要求和技术标准,提出在生产食用菌实现规范化,即GMP和ISO9000系列,提出在食用菌生产中农药施用应参照N Y/T 39322000《绿色食品农药使用准则》。另外,袁炎长提出在防治害虫时可以采用黑光灯;发酵培养料,可以杀死线虫和瘿蚊。此外,还可通过改善环境,调整温度等,最终做到食用菌无公害生产。
3其它有害物质
    食用菌除了受到前文提到的重金属、农药两类有毒危害外,目前的文献还提到荧光增白剂、甲醛、二氧化硫及等也使得食用菌的质量受到危害。标准NY/T 1257-2006 《食用菌中荧光物质的检测》规范了如何检验食用菌中荧光增白剂。目前的标准NY/T1373-2007《食用菌中亚硫酸盐的测定方法》规定了食用菌中的检测二氧化硫方法。
3.1甲醛
甲醛在食用菌栽培过程中作为消毒剂,不规范使用消毒剂会让食用菌中甲醛含量超出标准。有相关研究指出,部分食用菌如香菇会产生甲醛,影响香菇品质。日本科学家Tsurumi研究发现,鲜香菇含甲醛10.6×10-6,在烘干5d后,含量上升至175×10-6,存放时间较长的干香菇含甲醛266×10-6。Kenshiro Fujimoto实验终于得出,香菇中的甲醛通过酶的作用由一种硫代2谷氨酸半胱氨酸缩氨酸形成的,它是香菇中重要的芳香成份。Tsurumi经研究进一步证实,当参与甲醛形成的某些酶失去活性,则甲醛的形成过程受阻,而该酶失活的条件是在60℃加热20min、于80℃下加热5min或者90℃加热1min。当在烹饪香菇及其制品的温度会蒸发90%以上甲醛,所以在人体食用香菇不会造成实质性的伤害。在2005年,杨雪娇等抽查东莞市食用菌,对食用菌中甲醛含量进行检测。共抽查130份食用菌,抽查结果发现在木耳、银耳和茶树菇中未检出甲醛,甲醛在香菇干品中检出率100%,平均值164 mgPkg。林树钱等对从香菇栽培到上货架的整个过程中,香菇中甲醛含量进行检测,结果得出在栽培主辅料和菌丝生长甲醛含量很低。而新鲜生产出的香菇的甲醛含量大幅度上升,含量高达115~150 mg/kg。甲醛在香菇中的的生成机理,可能受到香菇所含的挥发性芳香成分硫代γ-谷氨酸作用。
3.2  SO2   
二氧化硫是一种无色透明的具有刺激性气味,该气体易溶于水,能和水反应生成亚硫酸。另外,食品中所含有的其他含硫化合物,通常作为还原剂。SO2 及其他亚硫酸盐与食品中其他组分发生氧化还原反应,导致食品中的氧化酶的活性降低,从而防止食品的褐变,同时使食品外观保持鲜艳。另外,二氧化硫对微生物有抑制作用。所以在食品生产加工中,二氧化硫通常作为防腐剂和漂白剂使用。食用菌及其制品在生产加工中通常也使用到SO2 。二氧化硫作为添加剂应用在食用菌加工中,但是过量使用二氧化硫会危害人体的健康。食用菌国内外的食品标准中关于食用菌中SO2 的含量残留都有具体的规定,部分国家的标准甚至要求不得检出二氧化硫。我国GB7096-2003《食用菌卫生标准》标准规定了二氧化硫的残留量。日本“肯定列表”规定食用菌中二氧化硫最高限量为30ppm。国国家质量监督检验检疫总局对辽宁、吉林、黑龙江、福建等六个省份的食用菌产品质量进行抽检,食用菌个别产品二氧化硫的含量超过国家强制性标准《食用菌卫生标准》所规定的SO2残留量。
3.3荧光增白剂
荧光增白剂别名是荧光剂、荧光漂白剂,是一种荧光染料(白色染料),能增加物质的白度和光泽,荧光剂不能作为食品添加剂。某些不法商家为了获取利润,会在食用菌表面涂抹荧光剂或者用含有荧光剂的包装材料包装食用菌。广州农药残留质量监督检验中心第一次例行抽检蔬菜和食用菌(来自蔬菜批发市场、超市和农贸市场),样品共计15个,其中有4个样品测得含有荧光增白剂。
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内容很丰富,分析的到位,可以去投稿。
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好原创,应该早点发,看的人多了,得奖机率就大了。
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刚看到此篇被举报抄袭了,唉
是否需要考虑引入专业点的评审人员?论坛内部的不少版友,对参赛作品原创性的把关,或许远远不够
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