克氏原螯蝦不同組織微量金屬元素富集能力研究

劉 琴，郭遠(yuǎn)明，鐘 志，龍 舉，尤炬炬，何依娜，孫秀梅

(浙江海洋學(xué)院海洋與漁業(yè)研究所，農(nóng)業(yè)部漁業(yè)環(huán)境及水產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江舟山 316100)

克氏原螯蝦Procambarus clarkii屬甲殼綱Crustacea、十足目Decapoda、蜊蛄科Cambaridae，體形略似龍蝦，但比龍蝦小，俗稱“小龍蝦”，被列為入侵物種的新甲殼類水生動物[1]?？耸显r因其雜食性、生長速度快、適應(yīng)能力強(qiáng)而在當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中形成絕對的競爭優(yōu)勢，在世界各地均廣泛分布。其攝食范圍包括水草、藻類、水生昆蟲、動物尸體等，食物匱乏時(shí)亦自相殘殺?？耸显r較一般淡水蝦體型大，肉質(zhì)較多且鮮美，因而被世界各地的人食用。但克氏原螯蝦對污染的耐受力較強(qiáng)，在污染較嚴(yán)重的水體中也能存活，人們認(rèn)為克氏原螯蝦對污染物有富集作用而減少食用量。因此，對克氏原螯蝦進(jìn)行體內(nèi)污染物含量分布特點(diǎn)研究，對于保護(hù)生物多樣性、維護(hù)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展都具有十分重要的意義。

微量金屬元素是環(huán)境的重要污染物之一，因自身不能被自然界降解，各個(gè)行業(yè)均有金屬元素污染產(chǎn)生，其最終通過食物鏈在生物體內(nèi)逐步富集。微量金屬元素大多對人體毒性高，易被吸收，并在其一定組織內(nèi)積累，人體表現(xiàn)為慢性中毒，中毒后極難治愈[2-3]。本文采用微波消解-原子吸收法作為分析手段[4-7]，對克氏原螯蝦的肌肉、內(nèi)臟、鰓3個(gè)部位的3種微量金屬元素含量進(jìn)行測定，分析研究了克氏原螯蝦不同部位對微量金屬元素的富集能力的差異。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

克氏原螯蝦樣品分別采集于江西和湖北兩省克氏原螯蝦的養(yǎng)殖場，樣品采集后將單個(gè)蝦分成鰓、內(nèi)臟、肌肉三部分，將三部分分別合并勻漿后待用。

HNO3，H2O2、H3PO4等化學(xué)試劑均為優(yōu)級純，實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。銅、鎂、錳標(biāo)準(zhǔn)儲備液濃度均為1.000 mg/L。

1.2 儀器

美國VARIAN公司AA240DUO原子吸收光譜儀；瑞士METTLER-TOLEDO公司AE260電子分析天平；意大利Milstone公司Ethos 1微波消解系統(tǒng)；常州國華電器有限公司EH-35A型不銹鋼電熱板。

1.3 測定方法

1.3.1 樣品前處理

稱取0.5 g樣品于微波消解罐中，加入6 mL硝酸和2 mL過氧化氫溶液，浸泡、放置過夜，待氣泡冒盡，裝罐，放入微波消解，冷卻后取出，將罐蓋和罐壁上的消解液淋洗入罐中，把罐放在電熱臺板上加熱趕酸至近干，將消解液移入25 mL容量瓶中定容，同時(shí)做試劑空白。

1.3.2 微波消解系統(tǒng)條件

升溫：140 ℃、900 E/10 min，220 ℃、900 E/8 min；平衡：220 ℃、900 E/20 min；降溫：0 ℃/15 min。

1.3.3 樣品測定

3種微量金屬元素銅、鎂、錳采用AA240FS火焰原子吸收法檢測，測定前用1%HNO3逐級稀釋各標(biāo)準(zhǔn)貯備液，儀器測定參數(shù)見表1。

表1 火焰原子吸收法儀器條件Tab.1 Instrumental conditions of FAAS

2 結(jié)果分析

2.1 克氏原螯蝦不同部位微量金屬元素含量

利用微波消解-原子吸收法同時(shí)測定了克氏原螯蝦不同部位中的3種微量金屬含量，結(jié)果表明(表2)，不同部位的微量金屬含量分布不均勻。肌肉組織中銅含量平均值為6.39 mg/kg，內(nèi)臟組織和鰓組織中銅含量分別為肌肉組織中的3.8倍、5.1倍。肌肉組織中鎂含量平均值為364.96 mg/kg，內(nèi)臟組織和鰓組織中鎂含量均為肌肉組織中的0.6倍。肌肉組織中錳含量平均值為4.03 mg/kg，內(nèi)臟組織和鰓組織中錳含量分別為肌肉組織中的20倍、19倍。

表2 克氏原螯蝦不同部位微量金屬元素含量(n=25)Tab.2 Trace metal elements content of Procambarus clarkii(n=25)

2.2 克氏原螯蝦不同部位微量金屬元素比較

從表2可看出，不同部位的微量金屬元素含量各不相同。銅在鰓組織中富集量最多，其次為內(nèi)臟組織，最小為肌肉組織。鎂在肌肉組織中富集量最多，其次為內(nèi)臟組織，最小為鰓組織。錳在內(nèi)臟組織中富集量最多，其次為鰓組織，最小為肌肉組織。肌肉組織中3種微量金屬元素的含量高低順序?yàn)椋烘V＞銅＞錳。內(nèi)臟組織中3種微量金屬元素的含量高低順序?yàn)椋烘V＞錳＞銅。鰓組織中3種微量金屬元素的含量高低順序?yàn)椋烘V＞錳＞銅。

3 討論

微量金屬元素一般通過呼吸系統(tǒng)富集于克氏原螯蝦的鰓內(nèi)，通過消化系統(tǒng)進(jìn)行入內(nèi)臟。肌肉組織中富集銅、錳等微量金屬元素較少，表明克氏原螯蝦對銅、錳2種微量金屬元素的富集多集中于鰓組織和內(nèi)臟組織。鎂在各個(gè)組織中富集量肌肉鎂在克氏原螯蝦體內(nèi)肌肉組織中含量為267～753 mg/kg，在內(nèi)臟組織中含量為106～390 mg/kg，在鰓組織中含量為157～358 mg/kg，3個(gè)組織中平均值分別為肌肉組織364.96 mg/kg，內(nèi)臟組織241.43 mg/kg，鰓組織213.74 mg/kg，其肌肉、內(nèi)臟、鰓含量比值為1.7：1.1：1。從測定結(jié)果看，鎂在克氏原螯蝦各組織中的含量較均勻，表明克氏原螯蝦對鎂的需求較大，能高濃度富集，而鎂做為人體必須微量元素，可以激活人體內(nèi)多種酶的活性，是骨細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的必需微量元素，保持骨骼生長和維持[10]，可見鎂在克氏原螯蝦體內(nèi)的富集對克氏原螯蝦食用安全影響較小。杜希牧[11]研究結(jié)果表明每人每日攝入鎂的量為560～782 mg，單從克氏原螯蝦肌肉組織內(nèi)鎂的含量考慮，結(jié)合鎂在克氏原螯蝦肌肉組織內(nèi)平均含量值可大致估算出每人每日攝入克氏原螯蝦肌肉組織為1.3 kg。

錳作為一種人體必需微量元素，不僅參與人體的能量代謝、蛋白質(zhì)和核酸的合成，而且可以提高人體免疫和抗病能力[12-13]。錳在克氏原螯蝦肌肉組織含量為1.1～14 mg/kg，在內(nèi)臟組織中含量為10～202 mg/kg，在鰓組織中含量為8.6～226 mg/kg，3個(gè)組織中平均值分別為肌肉組織4.03 mg/kg，內(nèi)臟組織80 mg/kg，鰓組織75.2 mg/kg，其肌肉、內(nèi)臟、鰓含量比值為1：19.8：18.7。表明錳在肌肉組織的富集能力遠(yuǎn)小于內(nèi)臟和鰓，外部環(huán)境中的錳在進(jìn)入克氏原螯蝦體內(nèi)時(shí)，其絕大部分被其內(nèi)臟和鰓吸收富集，LAFOND等[14]對發(fā)錳含量與壽命長短的關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)壽命越長的人其發(fā)錳含量越高，劉莉等[15]也對此做出同一結(jié)論，并表示每日攝入錳的量為5～10 mg，單從克氏原螯蝦肌肉組織內(nèi)錳的含量考慮，結(jié)合錳在克氏原螯蝦肌肉組織內(nèi)平均含量值可大致估算出每人每日攝入克氏原螯蝦肌肉組織為1.8 kg。

銅在人體內(nèi)將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵才能使之形鐵血紅蛋白，體內(nèi)即使鐵充足，如沒有足夠的銅進(jìn)行氧化也會導(dǎo)致貧血[16]。銅在克氏原螯蝦肌肉組織含量為3.2～9.7 mg/kg，在內(nèi)臟組織中含量為2.9～87 mg/kg，在鰓組織中含量為21～80 mg/kg，3個(gè)組織中平均值分別為肌肉組織6.39 mg/kg，內(nèi)臟組織24.5 mg/kg，鰓組織32.7 mg/kg，其肌肉、內(nèi)臟、鰓含量比值為1：3.8：5.1。和錳一樣，內(nèi)臟和鰓對銅的吸收富集比肌肉組織要大，藺翠翠等[17]對銅在畜產(chǎn)品中安全性進(jìn)行研究，得出每日攝入銅的量為4.89 mg，單從克氏原螯蝦肌肉組織內(nèi)銅的含量考慮，結(jié)合銅在克氏原螯蝦肌肉組織內(nèi)平均含量值可大致估算出每人每日攝入克氏原螯蝦肌肉組織為0.76 kg。

人們食用克氏原螯蝦僅僅是其肌肉部分，其內(nèi)臟、鰓均丟棄。克氏原螯蝦各個(gè)部位的鎂含量均高于其他元素含量，表明鎂對克氏原螯蝦是一種非常重要的微量元素。同時(shí)鎂對于人體也是一種重要微量元素，錳和銅也是人體必需微量元素，而含量較高的內(nèi)臟和鰓均被丟棄，結(jié)合鎂、錳、銅每人每日攝入量，克氏原螯蝦對人體來說是一種較好的補(bǔ)充鎂、錳、銅的食物來源。

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