牛肝菌中含尼古丁成因研究报告

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发表于 2010-11-7 21:21:04 |显示全部楼层

牛肝菌中含尼古丁成因研究报告

彭云霞¹ 马晓刚¹ 李云飞¹ 熊清¹ 赵永昌² 车玥泉³刘自强⁴

（1、云南出入境检验检疫局技术中心昆明650028; 2、云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，昆明650054； 3、云南省牛肝菌协会，昆明650032；4、中国食品土畜进出口商会食用菌分会）

摘要：在2009年野生食用菌的生产季节，研究小组通过对尼古丁外源性污染的排查和内源性成因的验证等两方面的工作得出牛肝菌等食用菌含尼古丁是内源性次生代谢产物的结论，并对影响牛肝菌尼古丁含量水平的自然因素和牛肝菌中含尼古丁的风险评估依据进行了初步的研究。

关键词：牛肝菌尼古丁内源性次生代谢产物

一、研究方法及样本

1、检测方法

本项目组所采用的检测方法是中国正式公布的由云南CIQ实验室同Eurofins苏州实验室共同起草的进出口行业标准SN/T2397-2009《进出口食品中尼古丁检测方法》，同时近期云南CIQ实验室还参加了欧盟基准实验室CRL组织的国际实验室间能力验证实验，检测结果为满意结果。在11月4日-5日在德国汉堡由ESA协会主办的中欧尼古丁成因研究会已确认：对尼古丁的检测EUROFINS方法为筛选检测方法，云南CIQ方法为确证方法。

2、样本采集

2.1实验样本数量

2.1.1各类牛肝菌样本：700份，其中鲜样：100份、速冻样品73份，盐渍加工样品59份；干片468份；

2.1.2其它食用菌干片样本96份；

2.1.3云南主产区及四川、东北的食用菌生长周边环境样本55份进行尼古丁含量的检测：其中根系土壤样品30个，水样品 10个，大气样品15 份；

2.1.4 实验室培养的人工菌丝体四种: 本研究在实验室内人工培育了羊肚菌（Morchella esculenta）、暗褐色网柄牛肝(Phlebopus portentosus)、黑曲霉（Aspergillus niger ）、青霉菌（Penicillum sp.）等四种菌丝体。

2.2样本来源

2.2.1云南食用菌主产区的样本由项目组到产地直接采集后在实验室进行加工，其采集加工过程严格控制，保证样本不受任何外界环境的污染。

2.2.2 欧洲区的牛肝菌干片样本是在欧盟市埸上购买

2.2.3中国其它产区的实验样本由云南省牛肝菌协会会员在当地收购后提供给项目研究小组。

2.2.4大气样本委托云南省楚雄、思茅、丽江环境监测站对当地大气环境按相关技术规范进行采集。

2.2.5 真菌菌丝体由云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所提供，其菌菌丝体培养条件：

试验菌株在YPDA（0.2%酵母膏，0.2&蛋白胨，2%葡萄糖，1.2%琼脂粉）斜面上25℃培养7-8天，培养的菌丝接入YPD液体培养基（500mL的三角瓶装入200mL的培养基），接种后摇床振荡培养（250C,150rm）10天，每个菌株设三个重复，培养好后采用离心收集法收集菌丝体，8000rpm离心20分钟菌丝体培养液，弃上清收集沉淀即为培养所需的菌丝体，于40度下储存备用。同时使用不接入菌丝的培养基同上述操作条件同步培养进行空白实验。

3、实验结果的第三方验证

为保证实验结论的科学准确，本项目研究组专门送了9份比对样本到EUROFINS苏州实验室进行检测，同期也收集了由中国出口商送至欧洲第三方实验室检测结果的数据进行分析研究。

二、 试验结果数据

1、项目研究组的检测结果数据

表1人工培育的菌丝体中的尼古丁

样本名称	样本数量	尼古丁检出值（pg）
Morchella esculenta 羊肚菌菌丝体	3	15.8-77
Phlebopus portentosus暗褐色网柄牛肝	3	15.2-35.2
Aspergillus niger 黑曲霉	3	18.3-24.8
Penicillum sp.青霉菌	3	20.8-27.6
空白培养基	3	阴性

表2 云南产区鲜牛肝菌子实体样本的检测结果

样本	样本数量	取样地	尼古丁含量（ug/kg）		平均含量（ug/kg）
1期牛肝菌	10	楚雄	33-71		57
	10	丽江	41-64		52
	10	思茅	28-88		63
	10	大理	42-92		65
	10	文山	38-79		61
2期牛肝菌	10	楚雄	19-48	35
	10	丽江	24-58	38
	10	思茅	27-49	41
	10	大理	26-45	39
	10	文山	23-53	36

备注：1期牛肝菌比2期生长期长

表3云南产区牛肝菌干片尼古丁的检测结果

样本名称	数量	产区	尼古丁含量（ug/kg）	平均含量（ug/kg）
牛肝菌干片A级（热风和土炉烤制）	15	大理	228-2060	756
	15	丽江	391-2789	1343
	20	楚雄	189-3045	1089
	15	文山	110-2031	897
	15	思茅	562-2991	1213
牛肝菌干片B级（热风和土炉烤制）	15	大理	455-5452	1798
	15	丽江	678-3512	1431
	20	楚雄	441-3881	1888
	15	文山	567-3078	1982
	15	思茅	334-3677	2011
牛肝菌干片C级（热风和土炉烤制）	15	大理	1797-4498	2458
	15	丽江	1899-5672	2321
	20	楚雄	2016-5122	2678
	15	文山	1688-4567	2201
	15	思茅	1908-6985	2532
牛肝菌干片D级（热风和土炉烤制）	15	大理	988-11234	3679
	15	丽江	2061-22134	4012
	20	楚雄	2455-34122	5618
	15	文山	2299-17899	4234
	15	思茅	2213-15767	3990
牛肝菌水洗干片A级	20	全省	155-13700	456
牛肝菌水洗干片B级	20	全省	936-7668	781
牛肝菌水洗干片C级	20	全省	845-17772	1887
牛肝菌晒干片	10	全省	989-21355	3889

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发表于 2010-11-7 21:22:49 |显示全部楼层

牛肝菌中含尼古丁成因研究报告

表4云南产区速冻及盐渍牛肝菌的检测结果

样本名称	数量	尼古丁含量（ug/kg）	平均含量（ug/kg）
速冻牛肝菌	73	8-168	18
盐渍牛肝菌	59	6-15	8

表5其它产区的牛肝菌干片的尼古丁含量

样本名称	数量	产区	尼古丁含量（ug/kg）	平均含量（ug/kg）
牛肝菌烤片	10	陕西	178-13345	2455
牛肝菌烤片	25	四川	452-65788	1678
牛肝菌烤片	5	湖北	119-1798	789
牛肝菌烤片	5	河南	345-3211	1332
牛肝菌烤片	5	辽宁	178-1997	998
牛肝菌干片	6	塞尔维亚	423-1645	588
牛肝菌干片	6	罗马尼亚	398-1336	899
牛肝菌干片	8	保加利亚	306-888	343
牛肝菌干片	6	马其顿	565-1788	634

表6其它食用菌尼古丁的检测结果

样本名称	数量	产区	尼古丁含量（ug/kg）	平均值
鲜松茸	10	云南	33-156	45
鲜羊肚菌	10	丽江	18-199	103
羊肚菌干片	10	丽江、四川	195-1899	388
鲜块菌	10	楚雄	6-32	15
冻干块菌	8	昆明	159-421	178
黑木耳	8	楚雄、丽江	128-302	234
香菇干片	20	中甸、楚雄、丽江、大理	110-324	145
干香菇	10	福建	20-178	88
干香菇	10	浙江	44-91	67

表7 欧洲产区不同等级牛肝菌干片的检测结果

级别	产地	样本数	尼古丁含量（ug/kg）
Original	保加利亚	4	148-374
Original	马其顿	4	456-812
Comercial	塞尔维亚	4	1414-1645
Industria	罗马尼亚	4	398-423

2、其它实验室的验证实验结果

表8 不同等级不同地区牛肝菌干片的检测结果

（EUROFINS苏州实验室检测）

级别	产地	尼古丁含量（ug/kg）
A级	陕西	3370
A级	云南大姚	251
B级	陕西	689
B级	云南大姚	3978
C级	陕西	1268
C级	云南大姚	6512
D级	陕西	3007
D级	云南大姚	2713

表9 A级牛肝菌干片子实体不同部份的检测结果

（EUROFINS苏州实验室检测）

样本部位	产地	尼古丁含量（ug/kg）
菌帽	祥云	3470
菌柄	祥云	968

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发表于 2010-11-7 21:24:04 |显示全部楼层

牛肝菌中含尼古丁成因研究报告

Table 9 Italian Analysis Results on Dried Boletus Edulis

No.	Date	Commercial grade/ Year	Origin	Result (mg/kg)	Method	Laboratory
1	21/05/2009	Grade A 2008 crop	China	1.65	GC-MS	Neotron
2	02/09/2009	Grade A 2008 crop	China	1.28	GC-MS	Neotron
3	21/05/2009	Grade B 2008 crop	China	0.855	GC-MS	Neotron
4	11/09/2009	Grade B 2008 crop	China	0.995	GC-MS	Neotron
5	01/07/2009	Grade B 2008 crop	China	3.5	GC-MS	Neotron
6	11/06/2009	Grade SP 2008 crop	China	14.3	GC-MS	Neotron
7	21/09/2008	Grade A 2009 crop	China	0.507	GC-MS	Neotron
8	27/08/2009	Unknown 2009 crop	Bulgaria	0.99	GC-MS	Neotron
9	21/09/2009	Unknown 2009 crop	Bulgaria	0.24	GC-MS	Neotron
10	28/10/2009	Grade B 2009 crop	China	2.94	GC-MS	Neotron
11	26/11/2008	Mix 2008 crop	China	1.6	GC-MS	Chelab
12	05/01/2009	Mix 2008 crop	China	0.32	LC-MS	Chelab
13	05/01/2008	Mix 2008 crop	China	0.57	LC-MS	Chelab
14	11/02/2009	Mix 2008 crop	China	0.97	LC-MS	Chelab
15	11/02/2009	Grade B 2008 crop	China	3.5	LC-MS	Chelab
16	24/04/2009	Grade C 2008 crop	China	3.1	LC-MS	Chelab
17	09/03/2009	Mix 2008 crop	China	1.64	LC-MS	Chelab
18	08/06/2009	Mix 2008 crop	China	1.78	LC-MS	Chelab
19	24/06/2009	Mix 2008 crop	China	0.473	LC-MS	Chelab
20	24/06/2009	Grade B 2008 crop	China	1.18	LC-MS	Chelab
21	28/09/2009	Grade A 2009 crop	China	0.204	LC-MS	Chelab

表10 不同加工方式中牛肝菌中尼古丁的含量

干燥方法

样本数

产地

尼古丁含量水平（ug/kg）

尼古丁平均含量

（μg/kg）

非水洗牛肝菌干片

云南

210-12300

1278

水洗牛肝菌干片

云南

170-3540

678

备注:上述结果由进口商送到德国第三方实验室检测后提供

三、食用菌含尼古丁的成因来源分析

从上述实验数据中可以看出，尼古丁广泛存在于不同国家，不同地区、不同加工方式、不同种类的野生及人工种植的食用菌中。尽管本研究的实验验证因时间关系还只能是间接证据，但也足以证明食用菌中的尼古丁是内源产生的。

(一）尼古丁外源性污染的排查结果

1、尼古丁可能的污染源：含烟碱类农药的施用、加工中与烟草的接触污染及生长环境污染（大气、水、土）。

2、排查情况

（1）输欧牛肝菌的生长环境中含烟碱类农药的施用及污染情况排查：牛肝菌是野生产品，生长在海拔1400米以上的广大山林中，没有必要也不可能更做不到对其施用农药；而中国批准使用的含尼古丁的农药共5种，主要是用在人工种植的柑橘、苹果、茶、小麦、菜豆、黄瓜、甘蓝及十字花科植物中，这些作物主要种植在农田或坡地的无林地上，而牛肝菌生长的区域是有林地中，二者的种植区域是没有交叉的，不会因对其他作物施用农药而对牛肝菌造成污染；在牛肝菌的实际生长区域中，上述作物的种植区主要在居民集中的平地或坡地上，而牛肝菌则是生长在高于这些区域的山地上，由于水从高处往低处流，不会将低地处施用的农药带到高地上；而大气循环是在全球很大的一个范围内进行的，局部区域的农药施用并不总会因大气循环而对本区域的植物造成污染，对大气样本的检测实验数据也说明云南野生菌主产区的大气并不存在尼古丁的污染。

（2）输欧牛肝菌的生长及加工中与烟草的接触污染情况排查：第一：牛肝菌必须生长在较高海拨的有林地上，保持比平地或坡地低的温度及较少的阳光直射，而烤烟必须生长在平地或坡地的无木地上，阳光的照射能促进其有机物质的合成，二者的最适生长温度、湿度及阳光照射条件是不一样的，所以二者的生长区域相距甚远，更不可能交叉,不存在所谓根系延伸污染的问题。且牛肝菌的生长区域海拨高于烤烟种植区域，不会存在水流带来的污染。所以，在生长过程中不会出现与烟草接触带来污染。

第二：目前云南出口牛肝菌的生产加工企业是严格按食品加工卫生控制规范要求进行质量控制管理的，在生产区内都严禁吸烟，更不可能在加工区内出现吸烟的情况。而且，就算有个别企业管理有问题，在生产过程偶然出现个别人员吸烟，那牛肝菌中的尼古丁也只会出现在少量的个别产品中，而不会被欧方普遍检出。云南牛肝菌干片的生产方式采用的是传统的热风干燥，这种热风干燥与烤烟房并无任何关系。香味是烤烟最重要的品质指标之一，牛肝菌自身的芳香气味浓郁，就决定了其根本没有可能与烤烟在同一生产区域内进行干燥加工，对烤烟种植人员来说，烤烟的经济价值远高于牛肝菌，是决不会允许牛肝菌的气味进入其烤烟房的，这对其烤烟气味会有很坏的影响，会降低其经济价值。云南省烟草行业在全省范围内实施了烟草烤房的标准化管理非常严格，也不会允许出现这种情况的。

（3）牛肝菌生长环境（大气、水、土）的污染情况检测排查：检测结果显示云南野生菌主产区大气、土壤、水等环境样本的尼古丁含量极低，只是PPB级，而中国四川、东北产区土壤中尼古丁含量同云南食用菌主产区含量相当，云南食用菌的生长环境并没有存在尼古丁的污染。同时包括欧盟国家在内的各类实验室在全球范围内产区的各类野生食用菌都检出了尼古丁，其平均含量水平并不存在显著差异。证实了各类野生食用菌中尼古丁的存在同环境因素污染无关。此外如果是人为污染存在，其食用菌中的尼古丁只可能是偶然性地能在少数样本中检出，不可能在中欧各个检测机构所有受检的食用菌样本中都能检出。

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发表于 2010-11-7 21:24:58 |显示全部楼层

牛肝菌中含尼古丁成因研究报告

（二）尼古丁是食用菌内产品内源性次生代谢产物的实验论证

1、鲜牛肝菌子实体尼古丁的检测情况

100份鲜牛肝菌子实体试验样本均由研究人员亲自到产区采集，其无一例外地均检出了尼古丁，鲜品中尼古丁的含量在35-65ug/kg.

2、除牛肝菌外，担子菌门中其它科属食用菌中均可检出尼古丁。被检出尼古丁的食用菌是：野生菌类中的美味牛肝菌、羊肚菌、松茸、块菌、黑木耳、榛蘑、虎掌菌、鸡油菌、青头菌、冬虫夏草等；人工菌中的香菇、平菇、木耳等。不同种属、不同菌龄其含量水平有所不同。

3、对实验室内人工培养的4种菌丝体进行了尼古丁检测，结果均检出了尼古丁。检出尼古丁的真菌类物种既包括了担子菌门的多种食用菌子实体及人工菌丝体，同时也能在黑曲霉和青霉菌等真菌的菌丝体中检出、证实了尼古丁是真菌类物种生长过程中产生的一种普遍存在的次生代谢产物，但其生物学产生机理还有待进行深入的科学研究。

4、来自全世界各产区的牛肝菌干片及其它食用菌产品均可以检出尼古丁，在11月4日-5日“中欧牛肝菌中尼古丁成因研讨会”和12月3日CIAA向欧盟消保司的陈述会上除本项目组外、法国、意大利、德国等国的研究机构交流的检测数据也毫无争议地证实了这一事实的存在。各国的实验检测数据充分证实了含尼古丁的食用菌包括了野生食用菌和人工种植食用菌，二者的生长环境控制和生长方式完全不同。尼古丁广泛存在的事实也从一个方面说明食用菌中尼古丁是一种内源性代谢产物。

四、影响各类牛肝菌中尼古丁含量水平的主要因素的实验研究

各产区的牛肝菌干片中均可检出尼古丁：欧洲4个国家26份样本尼古丁含量在306-1645 ug/kg ；云南产区尼古丁的平均含量为986 ug/kg（398份样本）；中国其它产区样本尼古丁的平均含量为822 ug/kg（50份样本）。同一产区但不同等级的牛肝菌尼古丁含量水平不一，但不同级别在不同产区其含量水平并不呈现同样的变化规律（见上表3，5，7，8），说明了牛肝菌含量水平同产地因素无关。但项目研究小组发现等级低的样本其尼古丁含量水平普遍较高，为此进行了有针对性的检测分析，发现了影响牛肝菌中尼古丁含量水平的主要因素是：

1、自然受损后牛肝菌干片中尼古丁含量显著增加 ,在对同一贸易等级牛肝菌干片的实验发现，受损后的牛肝菌子实体中尼古丁含量值明显较高（见表10）。

表11受损样本中的尼古丁含量

样本名称	数量	尼古丁含量范围（ug/kg）
受损牛肝菌干片全样	10	2597-7989
受损牛肝菌干片帽样	10	8189-18989
受损牛肝菌干片柄样	10	6751-10223

这一现象在对新鲜松茸的实验中也同样证实了，结果见表12，同时我们取同一子实体牛肝菌干片按受损及非受损部份分别检测了尼古丁，见表13。

表12 新鲜松茸样本受损前后尼古丁含量

样本名称	数量	尼古丁含量范围（ug/kg）
鲜松茸全样	10	13-77
受损鲜松茸全样	10	157-305

表13 A级别中同一牛肝菌干片自然受损后的尼古丁

样本	数量	尼古丁含量范围（ug/kg）
未受损的子实体部分	5	64-83
受损的子实体部分	5	226-456

上述实验结果从内源性次生代谢产物的角度可以得到合理的科学解释：菌体在受刺激后因生物体出于自我保护的本能应激反应而产生应激物质尼古丁，这种应急反应在生物界的其他物种中是普遍存在的。从此点出发我们可以对下述实验结果进行科学的解释如下：

（1）为什么鲜牛肝菌子实体同牛肝菌干片中尼古丁的含量水平并不呈现干鲜比9倍的关系（此换算比例应只是适用于外来污染物），而是增高很多。

鲜牛肝菌子实体其干燥过程同样是一种外来损害的刺激，其会随着这种外来刺激而不断产生尼古丁直至转换酶失活，这样就使尼古丁含量水平会积累增高。

（2）为什么速冻及盐渍牛肝菌中尼古丁检出值较低。

因为一是尼古丁是极易溶于水，我们分取速冻菌中水样和速冻菌子实体分析，发现其水中尼古丁含量高于子实体部分的含量，二是速冻及盐渍都能很快地使子实体中的反应酶失活，尼古丁产生的时间进程短。

4、牛肝菌子实体不同部位的尼古丁含量不一，其孢子产生器官菌管中的含量最高，说明其产生的尼古丁可能与其生殖活动有关。

采集了鲜牛肝菌样本和对同一子实体牛肝菌干片样本按菌帽和菌柄分别进行检测发现不同等级菌帽中尼古丁的含量均高于菌柄, 其中含量最高部位是菌管，EUROFINS苏州实验室的检测数据也证实了这一点（表9、14、15、16）。

表14 鲜牛肝菌不同部位样本的尼古丁含量（同一子实体分部位进行检测）

样本	样本数量	尼古丁平均含量（ug/kg）
菌帽	10	89
菌柄	10	32

表15同一子实体牛肝菌干片（A1级）分部位检测尼古丁的含量情况

样本	尼古丁含量（ug/kg）
菌管	954
菌柄	344
菌盖	381

表16同一子实体牛肝菌干片（B级）分部位检测尼古丁的含量情况

样本	尼古丁含量（ug/kg）
菌管	178
菌柄	69

五、牛肝菌干片中含尼古丁的食用风险分析评估及相关建议

1．尼古丁的化学结构及性质评估：

尼古丁又称烟碱，CAS号 54-11-5 ，分子式 C10H14N2，相对分子质量162；

化学名称为：1一甲基一2(3 一吡啶基) 吡咯烷，

结构式为：

烟碱来源于自然界，无残留。天然的烟碱在室温下为无色或淡黄色的油状液体，在20℃密度为1．007 1，沸点为247℃ 。当pH值>10时，主要以烟碱分子态存在，能与多种酸进行成盐反应，所生成的盐大多易溶于水和有机溶剂.

2、食用菌中尼古丁的限量合理性评估

2.1首先一个基本的事实是美味牛肝菌在中欧两国都有悠久的食用历史，从未发生过任何食用安全事件。此外，茄科植物天然含有尼古丁是公认的科学事实，我们实验检测了番茄（尼古丁检测值是68ug/kg）、茄子(尼古丁测定值25ug/kg)，其中的尼古丁含量同鲜牛肝菌相当，而茄子则是WHO/FAO所推荐的十大健康食品之一，对其食用并无任何限制。

目前，欧盟对牛肝菌干片的临时限量是2.3mg/kg,瑞士为4.5mg/kg（干蘑菇）。欧盟制定临时限量的科学依据是什么？同时因野生牛肝菌中尼古丁显然不是使用杀虫剂后残留所致，是内源次生代谢产生，因此野生牛肝菌中尼古丁限量不应适用396/2005号法规中0.01ppm的限量要求。

2.2、确定尼古丁的限量应充分考虑牛肝菌产品的食用方式

据调查牛肝菌干片的食用方式主要有二类：一是打碎磨细后作为调味料使用，二是直接食用。前者的日摄入量极低，而后者则需要浸泡清洗后再烹制食用，此过程中微量的尼古丁将被溶解于水中，在食用子实体中含量极小。为此我们近期进行了如下实验:将牛肝菌干片样本按食用方式先浸泡半小时、取出再煮沸半小时后测试其尼古丁的含量，实验结果见表17

表17牛肝菌干片样本烹饪前后的尼古丁含量（ug/kg）

样本	1号	2号
实验处理前	13558	11978
实验处理后	1007	571

上述实验结果显示经食用加工后高尼古丁含量水平的牛肝菌干片中尼古丁的含量会明显降低10-20倍，完全符合现行临时限量要求，因此现时所依据的暴露评估数据并不完善。

3、相关建议

实验数据已经证实由于牛肝菌等野生食用菌中尼古丁的含量多少与多种自然生长综合条件有关，是人为不可控的，现在要确定野生食用菌中尼古丁的自然本底值是很困难的事。同样的事例也发生在香菇中：香菇中的甲醛已被证实为香菇内源性代谢产物，干香菇中的甲醛含量范围为5-1500mg/kg,平均含量达266mg/kg。但现今各主要贸易国并未对香菇中的甲醛制定任何限量，因为专家认为由香菇中氨基酸自然代谢产生的甲醛会在食物的烹饪过程中挥发，不会对人体产生致癌等危害，而尼古丁同样也属极其容易挥发的物质，其天然含量比甲醛低了近二个数量级,制定限量同样不合理。欧盟官方应充分考虑到牛肝菌中的尼古丁是内源性次生代谢产物、美味牛肝菌食用历史悠久从未有任何急性中毒的案例，将尼古丁作为豁免物质取消含量设限的要求，保证中欧牛肝菌贸易的正常进行，确保产业链上各方的合法生存权益。