不同顏色珍珠層的三角帆蚌組織中類胡蘿卜素含量的分析

聞海波，聶志娟，曹哲明，華丹，顧若波，徐跑

(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心農(nóng)業(yè)部淡水漁業(yè)和種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214081;2.弗吉尼亞理工及州立大學(xué)自然資源與環(huán)境學(xué)院，美國(guó)弗吉尼亞24061)

類胡蘿卜素是天然色素多烯色素的總稱，廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物界。自1928年Kuhn和Karrer首次闡明β-胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)以來(lái)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和報(bào)道了750多種類胡蘿卜素［1］。一些種類的類胡蘿卜素具有顯著的抗氧化、抗腫瘤和增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫力的功效［2］。大量試驗(yàn)證實(shí):類胡蘿卜素是水產(chǎn)品包括貝類肉色呈色的重要因素之一。因此，有關(guān)水產(chǎn)品中類胡蘿卜素的含量、結(jié)構(gòu)和功能的研究倍受關(guān)注。

已有研究表明，貝類 (包括雙殼類、腹足類、多板類及頭足類)體內(nèi)含有豐富的類胡蘿卜素［3］。但貝類自身不能合成類胡蘿卜素，主要通過(guò)食物鏈從藻類中攝取并在體內(nèi)沉積，并且一些類胡蘿卜素還可以被轉(zhuǎn)化為其它形式而積累［4］。水產(chǎn)品的肉色顯著影響其價(jià)格，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)類胡蘿卜素在水產(chǎn)品中的積累、分布及種類組成進(jìn)行了大量研究［5-9］。近幾年，國(guó)內(nèi)才開始關(guān)注海水貝類中類胡蘿卜素方面的研究，目前僅見對(duì)中國(guó)主要養(yǎng)殖海水貝類——扇貝［10-11］的一些報(bào)道。

三角帆蚌Hyriopsis cumingii是中國(guó)主要的淡水優(yōu)質(zhì)育珠蚌品種，目前世界上有70%以上的珍珠由三角帆蚌培育而成［12］。中國(guó)三角帆蚌所產(chǎn)珍珠色澤有白色、粉紅色、紫色，還有少量的黃色系列［13］，這與三角帆蚌珍珠層顏色的多樣性相一致。顏色是評(píng)價(jià)珍珠質(zhì)量的重要因素之一［14］。關(guān)于影響珍珠呈色的因素一直是珍珠培育研究中的熱點(diǎn)［15-18］，研究表明，類胡蘿卜素可能是決定珍珠顏色的重要因素之一。

同一個(gè)三角帆蚌個(gè)體，不同區(qū)域的珍珠層顏色也有所差異。由于珍珠層是由外套膜的外表皮分泌形成，不同顏色珍珠層的三角帆蚌組織及不同區(qū)域外套膜中的類胡蘿卜素是否存在差異有待研究。目前，關(guān)于不同顏色珍珠層的育珠蚌組織中類胡蘿卜素的含量分析國(guó)內(nèi)外未見報(bào)道。本研究中，作者通過(guò)測(cè)定不同顏色珍珠層三角帆蚌組織中類胡蘿卜素的含量，比較了類胡蘿卜素在不同組織中的分布差異，以期探究類胡蘿卜素在各組織中的沉積規(guī)律，為珍珠呈色機(jī)理的研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2010年1月于江西鄱陽(yáng)湖長(zhǎng)三島湖區(qū)采集三角帆蚌 (28°59'17.3″N，116°40'2.6″E)，并將其吊養(yǎng)于中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院科技成果轉(zhuǎn)化基地的試驗(yàn)池塘。4月份從池塘采樣后運(yùn)回淡水漁業(yè)研究中心淡水貝類實(shí)驗(yàn)室，暫養(yǎng)3 d，使三角帆蚌腸道排空后用于試驗(yàn)。試驗(yàn)蚌3～5齡，體質(zhì)量為262.5～587.5 g，殼長(zhǎng)為15.1 ～19.8 cm。

1.2 方法

1.2.1 取樣 切斷三角帆蚌前后閉殼肌，分別取外套膜的中央膜、邊緣膜、性腺、鰓絲 (內(nèi)外鰓絲)、肝臟，取樣的同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)外套膜珍珠層的顏色。其中外套膜的邊緣膜根據(jù)相應(yīng)區(qū)域珍珠層顏色的不同，分為前邊緣膜和后邊緣膜取樣。試驗(yàn)蚌外套膜的前邊緣膜、后邊緣膜及中央膜區(qū)域顏色見表1，顏色判定采用目視法［19］。

表1 三角帆蚌外套膜不同區(qū)域珍珠層的顏色Tab.1 Nacreous layer colors in different areas of mantle in triangle pearl mussel Hyriopsis cumingii

1.2.2 各組織中類胡蘿卜素的提取 提取方法參考Yanar等［20］的方法并略作改動(dòng)。每只試驗(yàn)蚌解剖后分離不同組織，分別剪碎混勻，精確稱量0.5 g，加入等量無(wú)水硫酸鈉和5 mL丙酮 (分析純)充分勻漿;另加入5 mL丙酮潤(rùn)洗勻漿器2次，一并轉(zhuǎn)入10 mL具塞試管中，用錫紙避光密封，在4℃下保存3 d后，以4000 r/min離心10 min，取上清液，用J1100紫外分光光度計(jì)在480 nm處測(cè)定吸光度，類胡蘿卜素含量的計(jì)算按照 Foss等［21］的方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS軟件分析不同顏色珍珠層三角帆蚌各組織中類胡蘿卜素的含量，用Excell 2003軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同組織中類胡蘿卜素的含量

三角帆蚌外套膜的中央膜、邊緣膜、性腺、鰓絲及肝臟5種組織中類胡蘿卜素的含量見圖1。各組織中類胡蘿卜素的含量依次為:肝臟＞性腺＞邊緣膜＞鰓絲＞中央膜。其中肝臟中的含量最高，為(134.8±61.7)mg/kg，極顯著高于其它4種組織(P＜0.01)，而其它4種組織中的含量差異均不顯著 (P＞0.05);外套膜中央膜含量最低，為 (43.6±14.9)mg/kg。

圖1 三角帆蚌不同軟體組織中類胡蘿卜素的含量 (n=8)Fig.1 Carotenoid levels in different tissues of triangle pearl mussel Hyriopsis cumingii

2.2 白色與紫色珍珠層邊緣區(qū)的個(gè)體間各組織中類胡蘿卜素含量的比較

以三角帆蚌邊緣區(qū)珍珠層顏色為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，白色珍珠層和紫色珍珠層個(gè)體的肝臟、性腺、鰓絲和中央膜組織中類胡蘿卜素的含量見表2。統(tǒng)計(jì)分析表明:邊緣區(qū)為白色與紫色 (包括淡紫色)珍珠層的個(gè)體間，肝臟、性腺、鰓絲和中央膜組織中類胡蘿卜素的含量均無(wú)顯著差異 (P＞0.05)。

表2 白色與紫色珍珠層邊緣區(qū)的個(gè)體間各組織中類胡蘿卜素含量的比較Tab.2 Carodeniod contents in different tissues of triangle pearl mussel H.cumingii with white and purple nacre colors in margin mantle area(mean±S.D.，n=5) mg/kg

2.3 同一個(gè)體中不同顏色珍珠層邊緣膜組織中類胡蘿卜素含量的差異

試驗(yàn)蚌中有5只個(gè)體的外套膜邊緣膜前端、后端珍珠層存在顏色差異:前端為白色，其組織中類胡蘿卜素含量為 (48.5±19.5)mg/kg;后端為淡紫色或紫色，類胡蘿卜素含量為 (77.9±21.4)mg/kg。為消除個(gè)體差異，對(duì)配對(duì)樣本進(jìn)行T檢驗(yàn)，結(jié)果顯示:同一個(gè)體后端外套膜邊緣膜中類胡蘿卜素的含量顯著高于前端區(qū)域(P=0.01)。表明外套膜組織中類胡蘿卜素的含量與珍珠層顏色存在明顯的相關(guān)性。

3 討論

3.1 類胡蘿卜素在不同組織中積累的差異

本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):三角帆蚌肝臟中類胡蘿卜素的含量極顯著高于性腺、邊緣膜、鰓絲及中央膜中的含量。這表明肝臟可能是三角帆蚌類胡蘿卜素轉(zhuǎn)化和沉積的主要器官，而性腺中的類胡蘿卜素含量?jī)H次于肝臟，這與鄭懷平等［10］對(duì)華貴櫛孔扇貝的研究結(jié)果類似，即無(wú)論是橘黃殼色還是棕色殼色的扇貝性腺中類胡蘿卜素的含量均顯著高于外套膜、鰓絲及閉殼肌。Louda等［22］對(duì)棕色貽貝Perna perna組織中類胡蘿卜素的含量研究表明:雌貝每克干質(zhì)量可積累3～4 mg類胡蘿卜素二醇和環(huán)氧衍生物，而雄貝較低，僅為0.7 mg，表明組織中類胡蘿卜素的含量可能與性腺的發(fā)育狀態(tài)及貝類的營(yíng)養(yǎng)水平有密切關(guān)系。由此筆者認(rèn)為，本試驗(yàn)中未區(qū)分雌、雄三角帆蚌，可能是導(dǎo)致不同個(gè)體間類胡蘿卜素差異較大的原因之一。

由于類胡蘿卜素的存在使得一些食用貝類的肉色呈現(xiàn)鮮艷的橘黃色或紅色［23］。李寧等［11］的試驗(yàn)也證實(shí)了扇貝肌肉呈現(xiàn)橙色主要是由于類胡蘿卜素的作用。因此，不同種類的類胡蘿卜素對(duì)貝類肉色呈色具有不同的效果。此外，Maoka等［23］對(duì)不同棲息水域的3種蜆科物種體內(nèi)的類胡蘿卜素種類組成進(jìn)行了分析和鑒定，共發(fā)現(xiàn)了43種類胡蘿卜素，4種為新的種類，故認(rèn)為貝類體內(nèi)類胡蘿卜的種類與棲息環(huán)境的餌料種類密切相關(guān)。如多甲藻素僅存在于棲息在半咸水域的Corbicula japonica體內(nèi)，葉黃素和綠藻黃素僅存在于棲息在淡水水體的C.sandai和C.leana體內(nèi);而墨角藻黃素和硅藻黃質(zhì)及其衍生物在這3種蜆科物種體內(nèi)中均有發(fā)現(xiàn)［7-8］。因此，對(duì)三角帆蚌組織中類胡蘿卜素的分離純化和種類鑒別將是下一步要開展的工作之一。

3.2 類胡蘿卜素含量與珍珠層顏色之間的關(guān)系

本研究中，以邊緣區(qū)珍珠層顏色為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，分析了不同珍珠層顏色的兩種三角帆蚌組織中類胡蘿卜素含量的差異，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)白色珍珠層與紫色珍珠層個(gè)體間的肝臟、性腺、鰓絲及中央膜組織中類胡蘿卜素的含量有顯著區(qū)別。而對(duì)同一個(gè)體的白色與紫色珍珠層區(qū)域外套膜邊緣膜組織中類胡蘿卜素的含量比較發(fā)現(xiàn)，紫色區(qū)域含量顯著高于白色區(qū)域。鄭懷平等［10］研究發(fā)現(xiàn):扇貝類胡蘿卜素含量不僅存在明顯的組織差異，還與殼色有關(guān)，橘黃殼色的扇貝4種組織中類胡蘿卜素含量均顯著高于棕色殼色的個(gè)體。外套膜組織類胡蘿卜素含量的差異可能是三角帆蚌珍珠層顏色差異的重要原因之一，而類胡蘿卜素種類的差異是否會(huì)影響珍珠層顏色還有待進(jìn)一步的分析。

此外，珍珠層顏色與珍珠顏色性狀一樣，其判斷一般采用目視法，往往會(huì)出現(xiàn)較大的人為差異。三角帆蚌珍珠層顏色存在明顯的多樣性，并存在一些過(guò)渡色，使得試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)珍珠層顏色的判斷具有一定難度，這可能影響不同區(qū)域外套膜的取樣，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。因此，建立珍珠或珍珠層顏色的判定標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)更加準(zhǔn)確的顏色判定儀器將對(duì)珍珠顏色的研究具有重要意義。

類胡蘿卜素能夠在貝類的軟組織中轉(zhuǎn)化和積累，從而改變?nèi)馍?，但是否?huì)在硬組織中 (如貝殼)轉(zhuǎn)化和沉積尚未見相關(guān)報(bào)道。本試驗(yàn)中，作者僅對(duì)三角帆蚌軟組織中類胡蘿卜素的含量進(jìn)行了初步測(cè)定，今后將進(jìn)一步對(duì)珍珠層中類胡蘿卜素的含量及其組成種類進(jìn)行測(cè)定分析，以探討珍珠的呈色機(jī)理。

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