香菇二氧化硫含量超标原因研究

徐丽红，吴应淼，郑蔚然，黎天天，王伟，叶长文，胡留菁

(1.浙江省农业科学院 农产品质量标准研究所，浙江 杭州 310021； 2.庆元县食用菌科研中心，浙江 庆元 323800；3.温洲医科大学 生命科学学院，浙江 温洲 325035)

香菇(Lentinusedodes)是世界第二大食用菌，也是我国特产之一[1-2]。研究表明，香菇含有多种营养物质，具有降血压、降胆固醇、预防肿瘤、增强免疫力等功能，是优质食用菌之一[3-5]。

我国是香菇第一大生产国和出口国，其中日本是中国主要的农产品(香菇)出口国[6]，但我国干香菇对日出口一直受二氧化硫问题的困扰，出口或国内市场曾多次检出干香菇二氧化硫超标[7-10]。日本“肯定列表”制度对干香菇的二氧化硫最高限量标准为30 mg·kg-1[11]。我国食品安全国家标准-食品添加剂使用标准(GB 2760—2014)对干制食用菌二氧化硫的允许残留量为50 mg·kg-1。地理标志产品 庆元香菇标准(GB/T 19087—2008)中对干制食用菌二氧化硫的允许残留量为200 mg·kg-1。日本食品卫生协会采用的干香菇二氧化硫检测方法有试验法A-蒸馏碱滴定法和试验法B-蒸馏比色法[12]。目前我国香菇二氧化硫检测方法通常采用GB/T 5009.34—2016食品中亚硫酸盐的测定方法。

浙江省林业科学研究院曾对香菇中有毒有害物质的残留进行分析研究认为，影响香菇质量安全的主要有毒有害物质是有害重金属镉和二氧化硫残留量超标，但并未对二氧化硫超标原因进行后续研究[13]。平华等[14]对北京和河北地区食用菌质量安全状况的调查显示，流通市场干香菇的二氧化硫残留总检出率为93.3%，检出范围在8.4～138.0 mg·kg-1，平均为48.9 mg·kg-1。根据NY/T 749—2003，允许残留量为50 mg·kg-1，超标率达40.0%，分析认为超标原因可能是产后保鲜、干制、贮藏中使用了危害质量安全的硫磺、亚硫酸盐等还原性护色剂、漂白剂等导致亚硫酸盐指标超标，从而导致人们对香菇产品质量安全产生担忧。但作者调研，据生产中有很多菇农及干香菇经营户反映，在产后保鲜、干制、贮藏中确实没有使用硫磺、亚硫酸盐等还原性护色剂、漂白剂，但是香菇二氧化硫超标现象却仍然存在。因此，进行香菇二氧化硫残留量超标原因的研究很有意义。

为了确保香菇产品质量安全，本文通过对香菇子实体进行不同生长期二氧化硫含量检测，以研究香菇子实体生长期间的二氧化硫含量变化模型。通过采用GB/T 5009.34—2003蒸馏滴定法及离子色谱法，研究香菇培养基中石膏用量对香菇二氧化硫含量的影响，以探明香菇二氧化硫超标的原因，为控制香菇生产中二氧化硫含量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

不同生长期香菇二氧化硫含量检测试验时间为2009年10月至2010年4月，供试香菇品种为庆元9015、庆科20。不同石膏用量香菇培养基试验时间为2011年4月21日至2012年4月30日，供试香菇品种为庆科20。检测所用的乙酸铅、盐酸、可溶性淀粉、无水Na2SO3、甲醛、氢氧化钠等化学试剂均为分析纯，所用检测仪器为美国戴安公司生产的DIONEXDX IC-3000离子色谱仪。

1.2 处理设计

香菇栽培试验在庆元县食用菌科研中心试验场进行，香菇二氧化硫含量检测在浙江省农业科学院农产品质量标准研究所进行。香菇室内发菌温度为22～23 ℃，室外棚内出菇为自然气温14～18 ℃，高棚层架袋栽。

香菇出菇期间每两天采菇1次，进行香菇子实体二氧化硫含量检测。根据香菇培养基中石膏用量不同设6个处理，各处理培养基配方：201处理为木屑74%、麸皮20%、糖1%、石膏5%、碳酸钙0；202处理为木屑76%、麸皮20%、糖1%、石膏3%、碳酸钙0；203处理(CK)为木屑78%、麸皮20%、糖1%、石膏1%、碳酸钙0；204处理为木屑78%、麸皮20%、糖1%、石膏0、碳酸钙1%；205处理为木屑78%、麸皮20%、糖1%、石膏0.5%、碳酸钙0.5%；206处理为木屑79%、麸皮20%、糖1%、石膏0、碳酸钙0。每处理配制60个菌棒，根据“香菇安全生产技术规范”进行生产栽培。

1.3 样品采集及检测

在香菇出菇期间，每两天采菇后，用冷冻保鲜盒邮寄至浙江省农科院质标所，采用GB/T 5009.34—2003食品中亚硫酸盐的测定方法中蒸馏滴定法进行鲜香菇二氧化硫含量检测。待第二潮香菇收获时，在每处理的菌棒中定点采取生长较好的10个菌棒上的香菇，做好标记区分各段所产香菇，分别采用GB/T 5009.34—2003食品中亚硫酸盐的测定方法中蒸馏滴定法和离子色谱法检测香菇二氧化硫含量。选择203、206处理种植前、种植后的栽培基质，以及相应基质上生长的第一、二、三、四潮香菇干样，用离子色谱法检测栽培基质及香菇干样中的硫酸盐、亚硫酸盐含量(以二氧化硫残留总量计)。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel软件分析。

2 结果与分析

2.1 生长期间香菇二氧化硫含量的变化

在香菇子实体生长期间，每两天采菇1次，检测其二氧化硫含量变化，建立香菇子实体生长期间的二氧化硫含量变化模型。由图1可知，庆元9015、庆科20香菇子实体在生长中期二氧化硫含量较低，最低分别在第19、23天和第17、21天，达50 mg·kg-1；而生长前期和后期较高，均达250 mg·kg-1以上。

图1 两种香菇生长期间的二氧化硫含量变化

2.2 蒸馏法检测不同石膏用量培养基对香菇二氧化硫残留量的影响

采用国标蒸馏滴定法检测不同石膏用量培养基对香菇二氧化硫残留量的影响。对照203处理为目前生产中常用的固定培养基配方。

由表1可知，根据GB/T 5009.34—2003中蒸馏法检测第二潮鲜香菇中游离态亚硫酸盐含量(以二氧化硫残留量计)表明，处理203与处理204、206、205间有极显著差异，处理204、206第二潮鲜香菇中游离态亚硫酸盐含量比处理203分别减少54.6%和56.9%。

第二潮蒸馏法检测干香菇中，游离态亚硫酸盐含量(以二氧化硫残留量计)检测表明，处理203与处理204、206间有极显著差异，处理204、206中游离态亚硫酸盐含量比处理203分别减少61.15%和75.20%，说明培养基中添加石膏会导致香菇中游离态亚硫酸盐含量的增加。

注：同列无相同大小写字母分别表示处理间在0.01和0.05水平差异显著。

2.3 离子色谱法检测不同石膏用量培养基对香菇二氧化硫残留总量的影响

由表1可知，采用离子色谱法检测第二潮鲜香菇总亚硫酸盐含量(以二氧化硫残留总量计)表明，处理203与处理204、206间有极显著差异，处理204、206第二潮鲜香菇总亚硫酸盐含量比处理203分别减少54.6%和55.0%。

采用离子色谱法检测第二潮干香菇总亚硫酸盐含量表明，对照处理203与处理204、206间有极显著差异，处理204、206第二潮干香菇总亚硫酸盐含量比对照203分别减少57.34%和64.60%。以上研究结果同样说明，香菇培养基中不添加石膏，则香菇中总亚硫酸盐含量(以二氧化硫残留总量计)可降低50%以上。

2.4 不同石膏用量对培养基及香菇干样中硫酸盐含量的影响

由表2可知，用离子色谱法检测种植前后基质中硫酸盐(以二氧化硫残留总量计)含量表明，均表现为处理203(石膏1%)比处理206(石膏0)高，且种植后香菇干样中硫酸盐含量均比种植前低。第一、二、三、四潮香菇干样中硫酸盐含量检测结果显示，均表现为处理203(石膏1%)比处理206(石膏0)高，说明香菇中硫酸盐含量的产生是内源性的，以吸收培养基中的硫酸根为主。

表2 基质和香菇干样中硫酸盐含量 mg·kg-1

2.5 不同石膏用量对培养基及香菇干样中亚硫酸盐含量的影响

由表3可知，用离子色谱法检测种植前、种植后培养基中的亚硫酸盐(以二氧化硫残留量计)含量：结果种植前均未检出，种植后培养基中的亚硫酸盐含量与培养基石膏用量不相关。第一、二、三、四潮香菇干样中的亚硫酸盐含量均以203(CK、石膏1%)处理的比206(石膏0)处理高。说明香菇中亚硫酸盐的产生是内源性的，其中以吸收培养基中的硫酸根为主，经香菇代谢形成亚硫酸根。

表3 离子色谱法检测基质及香菇干样中亚硫酸盐含量 mg·kg-1

3 讨论

食品中的亚硫酸盐主要来源是食品生产工艺中用于漂白、防腐、脱色和抗氧化的添加剂，这些添加剂包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾和利用硫磺燃烧产生的二氧化硫(SO2)[16]。加工食品半成品中的亚硫酸盐类在进一步的加工、加热工程中，大部分变为SO2挥发散失，但用量过多可造成残留，并破坏食品中营养成份[17]。为此，我国在GB 2760—2011 食品安全国家标准食品添加剂使用标准中对食用菌等食品分别规定了漂白、防腐剂最大使用量，以二氧化硫残留量计≤50 mg·kg-1。CAC(国际食品法典委员会)标准规定食品的二氧化硫残留限量为生制品100 mg·kg-1，熟制品30 mg·kg-1。美国FDA规定，凡食品中含有亚硫酸盐超过10 mg·kg-1，必须在食品标贴上注明本食品含有亚硫酸盐。

测定食品中二氧化硫(以二氧化硫含量计)含量的方法有离子色谱法、盐酸副玫瑰苯胺法、电化学法等[18-22]，本文采用GB/T 5009.34—2003食品中亚硫酸盐的测定方法中第2法：蒸馏法。蒸馏法适用范围为色酒及葡萄糖浆、果脯。在密闭容器中对样品进行酸化并加热蒸馏，以释放出其中的二氧化硫，释放物用乙酸铅溶液吸收。吸收后用浓盐酸酸化，再以碘标准溶液滴定，根据所消耗的碘标准溶液计算出样品中的游离态亚硫酸盐含量(以二氧化硫含量计)。蒸馏使干扰物质与目标物分离，能有效消除试样中有色物质等的基体干扰。而离子色谱法的测定原理是采用离子交换-电导检测法，所检测的是香菇总亚硫酸盐含量(以二氧化硫残留总量计)，包括游离态和结合态亚硫酸盐含量，所以结果值较高。

分析干、鲜香菇中亚硫酸盐(S02)成分可能的三个主要来源：一是香菇培养基质中的硫化物成分代谢进入子实体，如在培养基中加入过量的硫酸钙等；又如保鲜香菇采用亚硫酸钠、偏亚硫酸钠或硫代硫酸钠抑制鲜香菇褐变，进行化学保鲜，均可造成硫化物含量超标。二是在栽培管理过程中使用带有硫化物的成分被子实体所吸附，如采用煤炉直接在菇棚内升温降湿促进花菇形成时，可能造成大量的二氧化硫被香菇子实体所吸附。三是在烘烤加工过程中因使用煤或木材等燃料，而烘干机的燃料炉灶堂与烘房之间结构不密闭，造成燃烧产生的硫化物气体被子实体所吸附。但本试验所用的干、鲜香菇在栽培、烘烤加工过程中决无第二、三种来源，也未采用化学保鲜。

鲜香菇和干香菇风味不同，干香菇在干燥复水、烹饪过程中较鲜香菇生成更多的呈味成份[23-25]。香菇的挥发性成分主要是一些含硫和八碳的化合物。其中，二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、甲硫基二甲基三硫醚、1，2，4-三硫杂环戊烷、香菇精是香菇的特征风味成分。研究发现，香菇中含有18种以上挥发性含硫化合物[26]。干香菇采用蒸馏法检测其亚硫酸盐类物质，会在试验过程中发生转化，产生某种含硫化合物，从而出现假阳性。因此，干香菇亚硫酸盐的形成，除了子实体吸收培养基中的硫酸根为主外，可能还有部分含硫化合物的干扰。孙敏华等[27]研究表明，培养基中加入有吸收能力的矿物质料，可以减少香菇中二氧化硫含量，其原因为矿料吸附了培养基中的含硫化合物，降低了香菇中二氧化硫含量。

4 小结