胡 靜，孫君社，譚曉妍，胡紹峰，秦子芳，寧慧娟，張秀清,*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；2.農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100125）

響應(yīng)面法優(yōu)化檸檬酸去除香菇中鎘工藝

胡 靜1，孫君社2，譚曉妍1，胡紹峰1，秦子芳1，寧慧娟1，張秀清1,*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；2.農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100125）

為降低香菇中重金屬鎘的含量，本實(shí)驗(yàn)以干香菇為原料，采用檸檬酸為洗脫劑去除香菇中的重金屬鎘，并對去除方法進(jìn)行優(yōu)化。通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化方法，分析檸檬酸濃度、pH值和轉(zhuǎn)速對香菇中鎘去除率的影響。結(jié)果表明，采用檸檬酸作為洗脫劑，在濃度0.32 mol/L、pH 5.0、30 ℃、轉(zhuǎn)速70 r/min條件下，香菇中鎘的去除率達(dá)到最大，為57.0%，去除后香菇中鎘殘留量最高為0.41 mg/kg，低于國家限量標(biāo)準(zhǔn)0.5 mg/kg。同時(shí)采用該方法處理后，香菇中多糖及蛋白質(zhì)含量損失少，較好地保留了香菇中的營養(yǎng)成分。該方法對降低香菇中鎘的殘留具有一定的應(yīng)用參考價(jià)值。

香菇；鎘；檸檬酸；響應(yīng)面

香菇（Lentinus edodes）為世界第二大食用菌，屬擔(dān)子菌亞門，層菌綱，傘菌目，側(cè)耳科，香菇屬，是一種木腐性真菌[1]，主要分布在亞洲東南部，屬于熱帶亞熱帶環(huán)境中的真菌微生物[2]。香菇肉質(zhì)肥厚，味道鮮美，營養(yǎng)豐富，是我國重要的藥食同源真菌[3]。同時(shí)香菇中也含有豐富的藥效成分，如香菇多糖、香菇嘌呤及三萜類化合物等[4]，具有抗病毒[5]、抗腫瘤[6-7]、抗氧化[8-10]、降血脂[11-14]等功效，常用于臨床治療中的輔助治療[15]。

目前香菇生產(chǎn)多采用袋料栽培方式，但是在生長過程中香菇會(huì)富集袋料中的重金屬，其重金屬含量與栽培環(huán)境、栽培基質(zhì)和自身機(jī)制有關(guān)[16-17]，大多數(shù)重金屬通過被動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入組織[18-19]。Schlecht等[20]研究發(fā)現(xiàn)食用菌對鎘的富集效果較為顯著，其鎘的富集量為蔬菜的10 倍。賈彥[21]分析了北京市食用菌重金屬含量，發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)香菇樣品鎘超標(biāo)率達(dá)42.5%。食用菌中鎘主要分布在細(xì)胞壁上，其次分布在細(xì)胞質(zhì)和液泡中[22]。2015年新頒布的中華人民共和國供銷合作行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GH/T 1013—2015《香菇》中規(guī)定干菇中鎘（以Cd計(jì)）的限量標(biāo)準(zhǔn)為0.5 mg/kg。

針對香菇中重金屬鎘含量較高的情況，目前多從栽培香菇的袋料著手，控制原料的重金屬含量或添加外源物質(zhì)控制香菇中重金屬含量。邊銀丙[23]在袋料配方中提高石膏用量，通過鈣離子的競爭及pH值的改變，能有效降低香菇中鎘含量34%～45%。吳學(xué)謙[24]改變香菇培養(yǎng)料為50%～89%的斜發(fā)沸石粉、9%～42%的石灰石粉或石膏粉和2%～8%的硫酸鎂，可使栽培的香菇中重金屬含量降低10%～50%。但是當(dāng)前研究中對于采收后香菇子實(shí)體重金屬鎘的去除方法研究較少。檸檬酸作為一種有機(jī)酸，是常用的食品添加劑，也可作為環(huán)境友好型淋洗劑，在溫和酸性條件下可以絡(luò)合重金屬離子，以達(dá)到去除重金屬的效果，而且檸檬酸在好氧及厭氧條件下均可被生物降解[25]。單恩莉等[26]利用酶解結(jié)合檸檬酸浸泡處理對東海烏參中重金屬進(jìn)行去除，去除率達(dá)90%以上，且去除前后東海烏參中脂肪、蛋白質(zhì)、多糖成分無顯著變化。丁仲仲[27]利用檸檬酸去除壇紫菜中重金屬，去除效果良好，且去除前后壇紫菜感官和品質(zhì)無明顯變化。Wang Yi等[28]利用檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉（ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt，EDTA）和活性炭共同作用，對香菇多糖中重金屬鎘進(jìn)行去除，去除效果良好。

本研究以檸檬酸為洗脫劑，通過單因素試驗(yàn)考察檸檬酸濃度、pH值及轉(zhuǎn)速[29-32]對香菇中鎘去除率的影響，在此基礎(chǔ)上利用響應(yīng)面分析法對鎘去除方法進(jìn)行優(yōu)化，得到檸檬酸去除鎘的適宜方法條件。同時(shí)對處理前后香菇中蛋白質(zhì)和多糖含量進(jìn)行了測定，較好地保留了香菇中的有效成分，得到了營養(yǎng)豐富、重金屬含量符合標(biāo)準(zhǔn)的香菇。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選取不同主產(chǎn)地、鎘含量較高的香菇傘為實(shí)驗(yàn)材料，為了便于后續(xù)加工，將香菇進(jìn)行切片處理。

100 mg/L鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液 百靈威科技有限公司；苯酚、硫酸、硝酸、葡萄糖、氯化鎘、無水乙醇、檸檬酸、硫酸鉀、硫酸銅、甲基紅、EDTA、硼酸、氫氧化鈉、過氧化氫、溴鉀酚綠均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

SPD50型自動(dòng)凱式定氮儀、SPT20消解爐 北京三品科創(chuàng)儀器公司；ICP 6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 美國Thermo Fisher公司；MARS 5. MARS 6微波消解儀 美國CEM公司；TM-1901型雙光束紫外-可見光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；搖床太倉豪成儀器有限責(zé)任公司。

1.3 方法

1.3.1 鎘去除工藝流程

香菇傘→均勻切片（厚度1～5 mm）→加入洗脫劑（選擇合適的洗脫劑濃度、pH值、轉(zhuǎn)速）→搖床洗脫→烘干、粉碎→鎘含量測定。

1.3.2 香菇中重金屬鎘的測定

采用微波消解系統(tǒng)消解樣品，于電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀中測定香菇中鎘含量。鎘去除率的計(jì)算公式如下所示：

式中：C0為處理前香菇中鎘含量/（mg/kg）；C為處理后香菇中鎘含量/（mg/kg）。

1.3.3 洗脫劑的確定

本實(shí)驗(yàn)選取水、檸檬酸溶液及 EDTA溶液分別作為香菇中重金屬鎘的洗脫劑，主要考察這3 種洗脫劑去除香菇中重金屬鎘的效果。選擇料液比1∶10、濃度0.16 mol/L、pH 6.0、轉(zhuǎn)速150 r/min實(shí)驗(yàn)條件，通過比較香菇中重金屬鎘的去除率確定最佳洗脫劑。

1.3.4 單因素試驗(yàn)

選取上述實(shí)驗(yàn)選定的溶液作為單因素試驗(yàn)的洗脫劑，以蒸餾水處理為對照組（CK），分別考察洗脫劑濃度、pH值和轉(zhuǎn)速3個(gè)因素對重金屬鎘去除率的影響。

1.3.5 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化

通過單因素試驗(yàn)確定影響鎘去除率的主要因素和最佳水平范圍，根據(jù)響應(yīng)面中的Box-Behnken原理，選擇洗脫劑濃度、pH值和轉(zhuǎn)速3 個(gè)因素，設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Coded levels and corresponding actual levels of the independent variables used in response surface design

1.3.6 蛋白質(zhì)與多糖含量的測定

根據(jù)GB/T 15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的測定》和NY/T 1676—2008《食用菌中粗多糖含量的測定》，采用凱氏定氮法和苯酚-硫酸法對處理前后的香菇進(jìn)行蛋白質(zhì)和多糖含量的測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 洗脫劑的確定

在料液比1∶10、洗脫劑濃度0.16 mol/L、pH 6.0、轉(zhuǎn)速150 r/min的條件下，分別選用不同的洗脫劑對香菇中重金屬鎘進(jìn)行去除，探討不同洗脫劑對重金屬鎘去除率的影響，結(jié)果如圖1所示，蒸餾水對香菇中重金屬鎘的去除率僅為10.4%，相比而言，EDTA和檸檬酸對鎘去除率較高，去除率分別為55.4%和40.1%。但EDTA對眼睛、皮膚有一定刺激作用，GB 2760—2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定EDTA在食品中最大添加量為0.25 g/kg，而且EDTA作為吸附劑時(shí)，具有廣泛的配位性能，幾乎能與所有金屬離子形成配合物[33]，易對香菇中營養(yǎng)成分造成損失。檸檬酸作為低分子質(zhì)量有機(jī)酸的一種，不僅本身可生物降解，而且對重金屬的解吸具有明顯的促進(jìn)作用[34]，因此實(shí)驗(yàn)選擇檸檬酸作為鎘的去除劑。

圖1 不同溶劑對鎘洗脫率的影響Fig. 1 Effects of different solvents on the removal of cadmium

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

圖2 3 種因素對鎘去除率的影響Fig. 2 Effects of three factors on the removal rate of cadmium

在檸檬酸pH 6.0、轉(zhuǎn)速150 r/min的條件下，分別按照檸檬酸濃度為0.02、0.04、0.08、0.16、0.32 mol/L進(jìn)行香菇中重金屬鎘的去除，探討檸檬酸濃度對香菇中重金屬鎘去除率的影響。由圖2A可知，隨著檸檬酸加入量的不斷增大，鎘的去除率逐漸增大，這可能是因?yàn)樵黾訖幟仕釢舛瓤梢栽黾訑U(kuò)散速率，使檸檬酸與鎘離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物[34]，從而降低香菇中鎘的含量。當(dāng)檸檬酸濃度為0.32 mol/L時(shí)去除率達(dá)到49.0%，濃度為0.16 mol/L時(shí)去除率為47.1%。

在檸檬酸濃度0.16 mol/L、轉(zhuǎn)速150 r/min的條件下，分別按照檸檬酸pH值為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0進(jìn)行香菇中重金屬鎘的去除，探討檸檬酸pH值對香菇中重金屬鎘去除率的影響。由圖2B可知，隨著溶液pH值的降低，香菇中鎘去除率不斷提高，這可能是因?yàn)榈蚿H值條件下，鎘的去除效率主要受到質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的影響，隨著pH值的升高，溶液中的質(zhì)子數(shù)逐漸減少，此時(shí)，去除效率取決于酸根對重金屬的絡(luò)合能力[27]。在中等酸性條件下，檸檬酸對重金屬鎘的絡(luò)合作用效果較好。

在檸檬酸濃度0.16 mol/L、pH 6.0的條件下，分別按照轉(zhuǎn)速為50、100、150、200、250 r/min進(jìn)行香菇中重金屬鎘的去除，探討轉(zhuǎn)速對香菇中重金屬鎘去除率的影響。由圖2C可知，轉(zhuǎn)速對去除率影響差異顯著，提高搖床轉(zhuǎn)速，可以加快鎘離子的擴(kuò)散速率，提高去除效果。轉(zhuǎn)速在100 r/min時(shí)，去除率達(dá)到最高，為43.7%。

2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)分析結(jié)果Table 2 Experimental design and results for response surface analysis

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance of regression model

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇檸檬酸濃度、檸檬酸pH值和轉(zhuǎn)速為考察因素，使用Design-Expert 8.0軟件，以鎘去除率為指標(biāo)，設(shè)計(jì)三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。通過對表2數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到回歸方程為：對擬合的模型進(jìn)行方差分析及回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果見表3。模型P值小于0.05，即表明該模型顯著，失擬項(xiàng)不顯著（P=0.2333＞0.05），說明殘差是由隨機(jī)誤差引起的；模型決定系數(shù)R2=0.86，說明模型對試驗(yàn)擬合程度較好，能夠真實(shí)地反映各影響因素與響應(yīng)值之間的關(guān)系，因此可以利用該方程對香菇中重金屬鎘的去除率進(jìn)行分析和預(yù)測。模型中A對響應(yīng)值的影響顯著

（P＜0.05），說明檸檬酸濃度是影響香菇中重金屬鎘去除率的重要控制因素；3 個(gè)因素對鎘去除率的影響大小依次為檸檬酸濃度＞pH值＞轉(zhuǎn)速。

2.3.2 檸檬酸去除香菇中鎘的響應(yīng)面分析

圖3 各因素交互影響鎘去除率的響應(yīng)面圖Fig. 3 Response surface plots showing the effect of various factors on the removal rate of cadmium

觀察圖3中各因素之間兩兩相互作用的響應(yīng)面圖形，分析其對香菇重金屬鎘去除率的影響。以圖3b為例，等高線呈橢圓形，說明檸檬酸濃度和轉(zhuǎn)速的交互作用對鎘的去除率影響較大。在所涉及的實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，固定檸檬酸濃度，隨著轉(zhuǎn)速的不斷增加，鎘的去除率呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。固定轉(zhuǎn)速，鎘的去除率呈先上升后趨于平穩(wěn)的趨勢。

2.3.3 最佳方法條件的確定與驗(yàn)證

利用Design-Expert 8.0軟件分析得出最大響應(yīng)值對應(yīng)的因素條件為檸檬酸濃度0.32 mol/L、pH 5.0、轉(zhuǎn)速70 r/min，且模型預(yù)測重金屬鎘去除率為59.6%。為證實(shí)預(yù)測結(jié)果，按最佳去除方法條件重復(fù)實(shí)驗(yàn)3 次，得到重金屬鎘去除率為57.0%，鎘的殘留量為0.41 mg/kg，低于國家限量標(biāo)準(zhǔn)0.5 mg/kg。實(shí)測值與預(yù)測值之間偏差較小，因此說明應(yīng)用響應(yīng)面法優(yōu)化得到的提取條件是準(zhǔn)確可靠的。

2.4 檸檬酸洗脫對香菇有效成分的影響

圖4 不同香菇樣品鎘去除率Fig. 4 Removal rate of cadmium from different Letinous edodes samples

對于不同的香菇樣品，采用優(yōu)化得到的方法進(jìn)行重金屬鎘的去除，結(jié)果如圖4所示，3 種香菇鎘含量均有明顯降低，平均去除率為52.4%。采用凱氏定氮法和苯酚-硫酸法對香菇中蛋白質(zhì)和多糖的含量進(jìn)行測定（圖5），未經(jīng)處理的香菇蛋白質(zhì)含量為24.3%，處理后的香菇蛋白質(zhì)含量為21.3%，僅降低3%；未處理的香菇多糖含量為8.37%，處理后的香菇多糖含量為8.04%，僅降低0.33%，洗脫前后香菇中多糖、蛋白質(zhì)含量無顯著性差異，較好地保留了香菇中的營養(yǎng)成分。

圖5 最佳工藝條件對營養(yǎng)成分的影響Fig. 5 Effect of the optimized treatment for cadmium removal on nutrient retention

3 結(jié) 論

香菇作為一種營養(yǎng)豐富的食用菌，備受人們青睞，但是重金屬鎘污染問題日益嚴(yán)重，影響了香菇市場的進(jìn)一步發(fā)展，因此研究其重金屬鎘的去除方法具有重要的實(shí)際價(jià)值。本研究通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)，對檸檬酸洗脫去除香菇重金屬鎘的方法進(jìn)行了優(yōu)化，得到采用檸檬酸作為洗脫劑，在濃度0.32 mol/L、pH 5.0、 30 ℃、轉(zhuǎn)速70 r/min條件下，香菇中鎘的去除率達(dá)到最大，去除率為57.0%，相當(dāng)于0.16 mol/L EDTA處理時(shí)所得到的去除率。隨后將該方法應(yīng)用到不同香菇樣品中，結(jié)果顯示鎘去除率均在48%以上，平均去除率為52.4%，且去除后香菇中鎘含量均符合國家限量標(biāo)準(zhǔn)；該方法處理前后香菇中蛋白質(zhì)和多糖含量無顯著性差異，對香菇營養(yǎng)成分沒有造成明顯損失。本實(shí)驗(yàn)得到的香菇鎘的去除方法能顯著降低香菇中鎘的含量，對現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

[1] 高興洋, 安辛欣, 趙立艷, 等. 真空低溫油炸和真空冷凍干燥對香菇脆片品質(zhì)及揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(17): 88-93. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201517017.

[2] 李月梅. 香菇的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 微生物學(xué)通報(bào), 2005, 32(4): 149-152. DOI:10.3969/j.issn.0253-2654.2005.04.030.

[3] 李小凡, 王常青, 訾艷, 等. 香菇柄中水溶性蛋白的提取及組成分析[J]. 食品工業(yè)科技, 2015, 36(9): 343-345. DOI:10.13386/ j.issn1002-0306.2015.09.066.

[4] 元向東. 香菇菌絲體多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗氧化活性分析[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2016, 42(8): 203-207. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ ts.201608036.

[5] ZHAO Y M, WANG J, WU Z G, et al. Extraction, purification and anti-proliferative activities of polysaccharides from Lentinus edodes[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2016, 93: 136-144. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2016.05.100.

[6] 喬艷明, 陳文強(qiáng), 解修超, 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化香菇胞外多糖提取工藝[J]. 食用菌學(xué)報(bào), 2015, 22(3): 69-73. DOI:10.16488/ j.cnki.1005-9873.2015.03.015.

[7] CAO X, LIU R, LIU J, et al. A novel polysaccharide from Lentinus edodes mycelia exhibits potential antitumor activity on laryngeal squamous cancer cell line Hep-2[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2013, 171(6): 1444-1453. DOI:10.1007/s12010-013-0441-6.

[8] 宋力, 王紅軍, 常梁梁, 等. 香菇中抗氧化成分的提取工藝研究[J]. 食品科技, 2012, 37(2): 243-246. DOI:10.13684/j.cnki. spkj.2012.02.021.

[9] 王謙, 齊悅歌. 以香菇柄為主料固態(tài)發(fā)酵血芝提取液的抗氧化活性研究[J]. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào), 2016, 7(2): 682-685.

[10] MI R L, HOU J G, BEGUM S, et al. Comparison of constituents, antioxidant potency, and acetylcholinesterase inhibition in Lentinus edodes, Sparassis crispa, and Mycoleptodonoides aitchisonii[J]. Food Science and Biotechnology, 2013, 22(6): 1747-1751. DOI:10.1007/ s10068-013-0276-5.

[11] 王淑蕾, 梁敬鈺, 唐慶九. 香菇嘌呤的研究進(jìn)展[J]. 菌物學(xué)報(bào), 2012, 31(2): 151-158. DOI:10.13346/j.mycosystema.2012.02.001.

[12] 蘇倩倩, 陳貴堂, 裴斐, 等. 不同干燥方式對香菇品質(zhì)及甲醛含量的影響[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(17): 33-38. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201517007.

[13] 張小利, 夏春燕, 王慧清, 等. 超微粉碎對香菇多酚組成及抗氧化活性的影響[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(11): 42-49. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201511009.

[14] ENMAN J, ULRIKA ROVA A, BERGLUND K A. Quantification of the bioactive compound eritadenine in selected strains of shiitake mushroom (Lentinus edodes)[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry, 2007, 55(4): 1177-1180. DOI:10.1021/jf062559+.

[15] 彭敏, 金德珍. 香菇的藥理作用以及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 醫(yī)藥前沿, 2012, 2(14): 126-127. DOI:10.3969/j.issn.2095-1752.2012.14.109.

[16] 王北洪, 劉靜, 姚真真, 等. 栽培食用菌重金屬含量的測定及健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J]. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào), 2016, 7(2): 490-496.

[17] PEI D, XIE H, SONG H, et al. Bioconcentration factors and potential human health risks of heavy metals in cultivated Lentinus edodes in Chengdu[J]. Journal of Food Protection, 2015, 78(2): 390-395. DOI:10.4315/0362-028X.JFP-14-336.

[18] 徐麗紅, 吳應(yīng)淼, 葉長文, 等. 重金屬鎘在香菇品種中的積累比較[J]. 食用菌學(xué)報(bào), 2006, 13(4): 91-94. DOI:10.3969/j.issn.1005-9873.2006.04.012.

[19] 吳陽. 香菇鎘富集規(guī)律及其控制方法初步研究[D]. 武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013: 8-10. DOI:10.7666/d.Y2394381.

[20] SCHLECHT M T, SAUMEL I. Wild growing mushrooms for the Edible City? Cadmium and lead content in edible mushrooms harvested within the urban agglomeration of Berlin, Germany[J]. Environmental Pollution, 2015, 204: 298-305. DOI:10.1016/ j.envpol.2015.05.018.

[21] 賈彥. 北京市食用菌重金屬含量調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[D]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué), 2007: 18-29. DOI:10.7666/d.y1107782.

[22] 李三暑, 雷錦桂, 陳惠成. 鎘、磷、鈣在姬松茸細(xì)胞內(nèi)的積累和分布特征及其交互作用[J]. 食用菌學(xué)報(bào), 2001, 8(4): 24-27. DOI:10.3969/j.issn.1005-9873.2001.04.006.

[23] 邊銀丙. 一種抑制香菇對重金屬鎘富集量的方法: 103570473[P]. 2014-2-12.

[24] 吳學(xué)謙. 一種可阻斷香菇吸附重金屬的礦質(zhì)培養(yǎng)料: 101417902[P]. 2009-4-29.

[25] 黃翠紅, 孫道華, 李清彪, 等. 利用檸檬酸去除污泥中鎘、鉛的研究[J]. 環(huán)境污染與防治, 2005, 27(1): 73-75. DOI:10.3969/ j.issn.1001-3865.2005.01.022.

[26] 單恩莉, 林賽君, 薛亞平, 等. 東海烏參重金屬脫除工藝的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2013, 34(16): 239-244. DOI:10.13386/ j.issn1002-0306.2013.16.032.

[27] 丁仲仲. 壇紫菜中重金屬脫除技術(shù)研究[D]. 寧波: 寧波大學(xué), 2014: 39-43.

[28] WANG Y, WANG C, CHENG W, et al. Removal of cadmium from contaminated Lentinula edodes, by optimized complexation and coagulation[J]. Food Science & Nutrition, 2016, 5(2): 215-222. DOI:10.1002/fsn3.384.

[29] 閔甜, 王林, 曹珂, 等. 微波-檸檬酸浸出城市污泥中重金屬[J]. 應(yīng)用化工, 2012, 41(12): 2081-2084. DOI:10.16581/j.cnki.issn1671-3206.2012.12.049.

[30] 郭曉方, 衛(wèi)澤斌, 許田芳, 等. 不同pH值混合螯合劑對土壤重金屬淋洗及植物提取的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2011(7): 96-100. DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2011.07.016.

[31] SUN L, LIU H Q, WEI G X, et al. Removal of heavy metals from contaminated soils by washing with citric acid and subsequent treatment of soil-washing solutions[J]. Advanced Materials Research, 2014, 937: 646-651. DOI:10.4028/www.scientific.net/AMR.937.646.

[32] 胡群群, 李志安, 黃宏星, 等. 檸檬酸促進(jìn)土壤鎘解吸的機(jī)理研究[J]. 生態(tài)環(huán)境, 2011(8): 1338-1342. DOI:10.3969/ j.issn.1674-5906.2011.08.025.

[33] 王顯海, 劉云國, 曾光明, 等. EDTA溶液修復(fù)重金屬污染土壤的效果及金屬的形態(tài)變化特征[J]. 環(huán)境科學(xué), 2006, 27(5): 1008-1012. DOI:10.3321/j.issn: 0250-3301.2006.05.035.

[34] 許超, 夏北城, 林穎. 檸檬酸對中低污染土壤中重金屬的淋洗動(dòng)力學(xué)[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2009, 18(2): 507-510. DOI:10.3969/ j.issn.1674-5906.2009.02.022.

Removal of Cadmium from Lentinus edodes Using Citric Acid: Optimization of Processing Conditions Using Response Surface Methodology

HU Jing1, SUN Junshe2, TAN Xiaoyan1, HU Shaofeng1, QIN Zifang1, NING Huijuan1, ZHANG Xiuqing1,*
(1. College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Chinese Academy of Agricultural Engineering, Beijing 100125, China)

The removal of the heavy metal cadmium in dried Lentinus edodes using citric acid content was optimized using a combination of one-factor-at-a-time method and response surface methodology. The removal efficiency of cadmium was investigated as a function of three independent variables: citric acid concentration, pH and rotation speed. It turned out that the maximum removal rate of cadmium of 57.0% was obtained under the following optimized conditions: citric acid concentration 0.32 mol/L, pH 5.0, and rotation speed 70 r/min. After the treatment, the maximum residual cadmium content was 0.41 mg/kg, lower than the national limit of 0.5 mg/kg. Meanwhile, low losses of polysacccharides and proteins were observed suggesting good retention of nutrients in L. edodes. The proposed method could have a high application potential for reducing residual cadmium in L. edodes.

Lentinus edodes; cadmium; citric acid; response surface methodology

10.7506/spkx1002-6630-201714028

TS201.6

A

1002-6630（2017）14-0181-06

胡靜, 孫君社, 譚曉妍, 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化檸檬酸去除香菇中鎘工藝[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(14): 181-186.

10.7506/ spkx1002-6630-201714028. http://www.spkx.net.cn

HU Jing, SUN Junshe, TAN Xiaoyan, et al. Removal of cadmium from Lentinus edodes using citric acid: optimization of processing conditions using response surface methodology[J]. Food Science, 2017, 38(14): 181-186. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201714028. http://www.spkx.net.cn

2016-12-05

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（21576142）；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（2017SP001）

胡靜（1993—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)檎婢嗵切再|(zhì)及代謝調(diào)控。E-mail：hujing9293@126.com

*通信作者：張秀清（1976—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)榇紊x及調(diào)控。E-mail：xiuqingzhang@cau.edu.cn