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    蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素的影響因素及來源

    2016-10-18 06:03:22趙海燕張雙靈于志州
    食品科學 2016年18期
    關鍵詞:蛤蜊營養(yǎng)元素淤泥

    趙海燕,張雙靈,楊 若,于志州

    (青島農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院,山東 青島 266109)

    蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素的影響因素及來源

    趙海燕,張雙靈,楊若,于志州

    (青島農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院,山東 青島 266109)

    探討產(chǎn)地、季節(jié)、品種對蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素含量的影響,解析蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素含量與養(yǎng)殖地淤泥和海水中相關元素含量間的關系。于2014年5月和9月在青島市、南通市和大連市海岸采集花蛤、文蛤及養(yǎng)殖地淤泥和海水樣品,測定樣品中金屬營養(yǎng)元素含量,分別進行方差分析和Pearson相關分析。結果顯示,蛤蜊中Mg、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn含量受產(chǎn)地的影響,Ca、Cu、Zn含量受季節(jié)的影響,Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn含量與品種有關;Na、Mg、Ca、Co、Cu含量與淤泥中相關元素的含量密切相關,而10 種金屬營養(yǎng)元素含量與海水中相關元素含量相關性均不顯著。本研究表明,蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素含量受產(chǎn)地、季節(jié)、品種的影響,其來源除淤泥、海水外,還有其他途徑。

    蛤蜊;金屬營養(yǎng)元素;產(chǎn)地;季節(jié);品種;淤泥;海水

    食物中天然存在的金屬營養(yǎng)元素種類較多,如Na、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、Co等,它們與人類的生命活動及健康關系極為密切。適當?shù)臄z入能維持人體的正常生理功能,攝入過量、不足或不平衡都會在不同程度上引起人體生理的異常,影響人的發(fā)育、智力、精神狀況等,并且它們在抵抗疾病方面也起著非常重要的作用[1-3]。而這些營養(yǎng)元素大多數(shù)在體內不能自行合成,主要來自外來食物的攝入。蛤蜊生活于淺海泥沙灘之中,其肉可食,肉質細嫩、味道鮮美,營養(yǎng)成分豐富,高蛋白、低脂肪,且富含F(xiàn)e、Ca、Zn、Se、維生素等多種成分,具有抗腫瘤、抗凝血等生理功能[4-6],是中國重要的海產(chǎn)經(jīng)濟貝類之一,市場上較為常見的品種如花蛤(Ruditapes philippinarum)和文蛤(Meretrix meretrix)。目前,國內外關于蛤蜊中金屬元素方面的研究主要集中于重金屬污染方面,分析人們通過消費蛤蜊而攝入重金屬的健康風險,或評估其作為海洋環(huán)境污染指示器的可行性[7-11],關于其金屬營養(yǎng)元素研究方面鮮有報道。

    蛤蜊中的金屬營養(yǎng)元素含量可能受生長環(huán)境的影響,不同養(yǎng)殖地淤泥、海水等金屬營養(yǎng)元素含量不同,可能導致蛤蜊中元素含量不同[12-13]。不同季節(jié)的氣候條件不同,蛤蜊的生理活動不同,可能也會導致其中元素含量的差異[14-16]。另外,不同品種的蛤蜊由于代謝的差異,金屬營養(yǎng)元素的含量也可能不同[17]。本研究主要調查蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素的含量,分析不同產(chǎn)地、季節(jié)、品種蛤蜊間金屬營養(yǎng)元素含量的差異,并解析蛤蜊中的這些元素含量與養(yǎng)殖地淤泥和海水中相關元素含量的關系,為蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素的研究提供理論基礎,為人們日常消費蛤蜊提供參考。

    1 材料與方法

    1.1材料與試劑

    分別于2014年的5月和9月從青島市、大連市、南通市海岸采集花蛤(Ruditapes philippinarum)、養(yǎng)殖地淤泥和海水樣品。在南通市海岸采集文蛤(Meretrix meretrix)樣品。

    硝酸(含量70%)、雙氧水(含量30%)、高氯酸(含量70%)、氫氟酸(含量40%)(均為MOS級) 北京化學試劑研究所;標準物質(GBW08571和GBW07314)、內標72Ge、115In、209Bi和外標 中國標準物質采購中心。

    1.2儀器與設備

    Synergy超純水機 美國密理博公司;SIM FD5-3B真空冷凍干燥機 美國西盟國際集團;DV4000精確控溫電熱消解器 北京安南科技有限公司;CEM Mars密閉微波消解系統(tǒng) 美國CEM公司;7700電感耦合等離子體質譜(inductively coupled plasma-mass spectrometry,ICP-MS)儀 美國安捷倫公司。

    1.3方法

    1.3.1樣品采集

    在每個地區(qū)選擇6 個面積較大的花蛤(Ruditapes philippinarum)養(yǎng)殖場作為采樣點,每個養(yǎng)殖場采集1.5 kg的花蛤樣品、0~20 cm的淤泥樣品、500 mL海水樣品。另外,在南通市選擇5 個面積較大的文蛤(Meretrix meretrix)養(yǎng)殖場,在每個養(yǎng)殖場采集1.5 kg的文蛤樣品。將樣品放入保溫箱,運回實驗室預處理。

    1.3.2樣品預處理

    1.3.2.1蛤蜊樣品預處理

    將蛤蜊樣品放在去離子水中暫養(yǎng)24 h吐沙和排除腸道中的內容物,打開蛤蜊的外殼取出蛤蜊肉,將取出的蛤蜊肉放在去離子水中沖洗干凈。將清洗干凈的蛤蜊肉樣品用陶瓷刀切丁,將肉丁平鋪于玻璃培養(yǎng)皿中,用保鮮膜封口,用牙簽在保鮮膜表層扎孔,然后放入冰柜中預冷凍12 h。將預凍好的樣品放入-80 ℃的真空冷凍干燥機中,冷凍72 h至恒質量。將干樣用研缽研成粉狀,過100 目篩備用。

    利用ICP-MS測定樣品中的金屬營養(yǎng)元素含量前需對樣品進行消解,步驟如下:準確稱取約0.250 0 g的蛤蜊樣品,放入聚四氟乙烯消解管中,加6 mL硝酸靜置1 h;加2 mL雙氧水,靜置30 min。然后放入CEM Mars微波消解儀中,按照消解程序設定步驟進行升溫消解。

    微波消解儀工作條件:功率為1 600 W,消解溫度為180 ℃。樣品消解完冷卻后,從密閉微波消解儀中取出微波消解管,在通風廚內將微波消解管的外塞旋開,將消解完畢的樣品(微波消解管)置于DV4000精確控溫電熱消解器上180 ℃進行趕酸。根據(jù)定容體積,將微波消解管中的酸趕至0.5~1 mL,用超純水定容至100 g后待測。

    1.3.2.2淤泥樣品預處理

    淤泥樣品自然風干,然后用研缽碾碎,過100 目篩備用。

    對淤泥粉末樣品進行消解,步驟如下:準確稱取約0.050 0 g的淤泥樣品,放入聚四氟乙烯消解管中,加入8 mL硝酸、2 mL氫氟酸。然后放入微波消解儀中,按照消解程序設定的步驟進行升溫消解。

    微波消解儀工作條件:功率為1 600 W,消解溫度為185 ℃。樣品消解完冷卻后,從密閉微波消解儀中取出微波消解管,在通風廚內將微波消解管的外塞旋開,加入1 mL高氯酸,置于精確控溫電熱消解器上180 ℃進行趕酸,將微波消解管中的酸趕至1 滴,用超純水定容至100 g后待測。

    1.3.2.3海水樣品預處理

    海水樣品用0.45 μm的密理博濾膜過濾,稱取100 g,添加6 mL質量分數(shù)5%硝酸后待測。

    1.3.3金屬營養(yǎng)元素檢測

    利用ICP-MS測定樣品中元素Na、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Co、Cu、Zn和Mo含量。ICP-MS工作條件及參數(shù):射頻功率1 280 W,霧化室溫度2 ℃,輔助氣體流量0.98 L/min,補償氣體流量1.0 L/min,載氣流量1.0 L/min,采樣深度8 mm。以元素72Ge、115In和209Bi作為內標,每個樣品或標準物質重復3 次,當內標的相對標準偏差大于5%,對樣品重新測定。

    1.4數(shù)據(jù)分析

    利用SPSS 21.0統(tǒng)計分析軟件分別對樣品中金屬營養(yǎng)元素含量數(shù)據(jù)進行方差分析(P<0.05和P<0.01)、Duncan多重比較分析(P<0.05)和Pearson相關分析。利用方差分析檢驗不同產(chǎn)地、不同季節(jié)或不同品種蛤蜊樣品中金屬營養(yǎng)元素含量間是否存在顯著差異;利用Duncan多重比較分析探討不同產(chǎn)地間花蛤和淤泥中金屬營養(yǎng)元素含量特征;利用Pearson相關分析研究蛤蜊中的金屬營養(yǎng)元素含量與養(yǎng)殖地淤泥、海水中的相關元素含量是否存在顯著線性相關關系。數(shù)據(jù)以±s表示。

    2 結果與分析

    2.1不同產(chǎn)地、季節(jié)、品種蛤蜊樣品間金屬營養(yǎng)元素含量分析

    標準物質的檢測結果顯示,其回收率均在90%~110%之間,且標準偏差低于10%,說明檢測結果準確可靠。

    不同地區(qū)、不同季節(jié)的花蛤及南通市文蛤樣品中10 種金屬營養(yǎng)元素的含量如表1所示。Li Yu等[18]分析了青島市海岸花蛤(R. philippinarum)中元素Cu、Zn和Mn的含量,范圍分別為6.41~19.76、35.5~85.5、27.45~67.6 μg/g;Wang Xiaoyu等[19]也測定了青島市海岸花蛤(R. philippinarum)中元素Cu、Zn和Mn的含量,范圍分別為5.70~26.03、52.12~110.33、10.30~72.34 μg/g。本實驗樣品中相關元素的含量處于此范圍中。

    表1 不同產(chǎn)地、不同季節(jié)花蛤及文蛤中金屬營養(yǎng)元素含量Table1 The contents of metal nutrient elements in R. philippinarum from different geographical origins and seasons and M. meretrix μg/g

    對不同產(chǎn)地花蛤樣品中的10 種金屬營養(yǎng)元素含量進行方差分析,結果顯示,元素Mg、K、Ca、Mn、Cu、Zn含量在不同產(chǎn)地間差異極顯著(P<0.01);Fe含量在不同產(chǎn)地間差異顯著(P<0.05);Na、Co和Mo含量在不同產(chǎn)地間差異不顯著。Duncan多重比較分析結果顯示,不同產(chǎn)地花蛤中的金屬營養(yǎng)元素含量有其各自的特征(表1)。青島市花蛤中元素Mg含量最高,K和Ca含量最低;南通市花蛤中元素Mg和Zn含量最低;大連市花蛤中元素K含量最高,Mn、Fe和Cu含量最低。

    對不同季節(jié)采集的花蛤樣品中10 種元素含量進行方差分析,結果顯示,Ca、Cu、Zn含量在不同季節(jié)間差異顯著(P<0.05),其他元素含量在不同季節(jié)間均差異不顯著。Zhao Liqiang等[20]分析了來自不同季節(jié)遼寧省鹿兒島的花蛤(R. philippinarum)中Cu和Zn元素的含量,研究發(fā)現(xiàn)它們的含量在不同季節(jié)間存在顯著差異,與本實驗研究結果相符。

    對在南通市采集的花蛤和文蛤樣品中的10 種元素含量進行方差分析,結果顯示,文蛤中Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn元素的含量極顯著高于花蛤(P<0.01);Na、K、Co和Mo含量在品種間差異不顯著。說明文蛤比花蛤更容易富集某些金屬營養(yǎng)元素。

    2.2蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素含量與養(yǎng)殖地淤泥和海水中元素含量關系分析

    不同地域蛤蜊養(yǎng)殖地淤泥和海水中的金屬營養(yǎng)元素含量如表2、3所示。Zhao Liqiang等[20]測定了青島蛤蜊養(yǎng)殖地淤泥中的Cu和Zn元素的平均含量,分別為6.43、53.08 mg/kg,與本實驗結果相似。

    表2 不同養(yǎng)殖地淤泥中金屬營養(yǎng)元素含量Table2 The contents of metal nutrient elements in surface sediment samples from different clam growing areasμg/g

    對不同地域蛤蜊養(yǎng)殖地淤泥和海水中的金屬營養(yǎng)元素含量分別進行方差分析,結果發(fā)現(xiàn),不同產(chǎn)地淤泥中的10 種元素含量均存在極顯著差異(P<0.01);不同產(chǎn)地海水中的10 種元素含量均差異不顯著,可能是由于本研究的采樣地點均臨近黃海,采集的海水均為黃海水,元素含量特征相似。Duncan多重比較分析結果顯示,不同產(chǎn)地淤泥中的金屬營養(yǎng)元素含量有其各自的特征(表2)。青島市淤泥中元素Na含量最高,Mg、Mn、Fe、Co、Zn和Mo含量最低;南通市淤泥中元素Mg、Ca、Fe和Co含量最高,Na和K含量最低;大連市淤泥中元素Cu和Mo含量最高,Ca含量最低。

    表3 不同養(yǎng)殖地海水中金屬營養(yǎng)元素含量Table3 The contents of metal nutrient elements in seawater samples from different clam growing areas

    為了進一步了解蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素含量與養(yǎng)殖地淤泥和海水中相關元素含量之間的關系,對蛤蜊和淤泥或海水中的各元素含量分別進行Pearson相關分析。結果表明,蛤蜊與淤泥中的元素Ca(r=0.332,P<0.05)和Co(r=0.397,P<0.05)含量顯著正相關,Na(r=-0.480,P<0.01)、Mg(r=-0.657,P<0.01)和Cu(r=-0.373,P<0.05)含量顯著負相關,其他元素含量相關性不顯著。說明蛤蜊中的元素Ca、Co含量隨著淤泥中Ca、Co含量的增加而增加,而蛤蜊中Na、Mg和Cu的含量隨著淤泥中相關元素含量的增加而降低。蛤蜊中的金屬營養(yǎng)元素與海水中的元素相關性均不顯著。Madkour等[21]發(fā)現(xiàn)蛤蜊(Galatea Paradoxa)和養(yǎng)殖地淤泥中Mn、Zn和Fe含量間不存在簡單的線性關系。Zhao Liqiang[22]、Cheggour[23]等發(fā)現(xiàn)蛤蜊與淤泥中的元素Zn含量不存在線性相關關系。這些發(fā)現(xiàn)與本實驗的結果一致。蛤蜊中K、Mn、Fe、Zn和Mo的含量與養(yǎng)殖地淤泥和海水中相關元素的含量相關性均不顯著,說明蛤蜊中的金屬營養(yǎng)元素來源除了淤泥、海水,可能還有其他來源,如食物、懸浮物等;也可能蛤蜊與養(yǎng)殖地淤泥和海水中的金屬營養(yǎng)元素含量間不是簡單的線性關系,而是呈現(xiàn)非線性關系,需要進一步研究。另外,為了深入了解蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素的來源,淤泥和海水中金屬營養(yǎng)元素被蛤蜊攝入的方式和途徑等還需要進一步探究。

    3 結 論

    蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素Mg、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn的含量受產(chǎn)地的影響,Ca、Cu、Zn的含量受季節(jié)影響,Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn的含量與品種有關;Na、Mg、Ca、Co、Cu含量與養(yǎng)殖地淤泥中相關元素含量密切相關,10 種金屬營養(yǎng)元素含量與養(yǎng)殖地海水中相關元素含量均不存在顯著線性相關關系。表明蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素含量受產(chǎn)地、季節(jié)、品種的影響,其來源不僅包括淤泥、海水,可能還有其他途徑。

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    Identification of Influencing Factors and Sources of Metal Nutrient Elements in Clams

    ZHAO Haiyan, ZHANG Shuangling, YANG Ruo, YU Zhizhou
    (College of Food Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China)

    The objectives of this study were to investigate the effects of geographical origin, growing season, and variety on the contents of metal nutrient elements in clams, and to analyze the relationships of the contents of metal nutrient elements in clams with those in sediment or seawater. Samples of Ruditapes philippinarum, sediment, and seawater were collected from the coasts of Qingdao, Nantong, and Dalian while samples of Meretrix meretrix were obtained from the coast of Nantong in May and September 2014, separately, for the determination of metal nutrient elements. The data obtained were analyzed by analysis of variance and Pearson correlation analysis. The results showed that the contents of Mg, K, Ca, Mn, Fe, Cu, and Zn in clams were affected by geographical origin; the contents of Ca, Cu, and Zn were influenced by growing season; and the contents of Mg, Ca, Mn, Fe, Cu, and Zn were affected by variety. In addition, the contents of Na, Mg, Ca, Co, and Cu in clams were significantly associated with those in sediment but no significant correlation existed between clams and seawater for the 10 elements. This study indicated that the contents of metal nutrient elements in clams were affected by geographical origin, season, and variety. Their sources included sediment and seawater as well as others.

    clam; metal nutrient elements; geographical origin; season; variety; sediment; seawater

    10.7506/spkx1002-6630-201618015

    TS254.1

    A

    1002-6630(2016)18-0091-05

    趙海燕, 張雙靈, 楊若, 等. 蛤蜊中金屬營養(yǎng)元素的影響因素及來源[J]. 食品科學, 2016, 37(18): 91-95. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201618015. http://www.spkx.net.cn

    ZHAO Haiyan, ZHANG Shuangling, YANG Ruo, et al. Identification of influencing factors and sources of metal nutrient elements in clams[J]. Food Science, 2016, 37(18): 91-95. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618015. http://www.spkx.net.cn

    2016-01-11

    國家自然科學基金青年科學基金項目(31401574);青島農(nóng)業(yè)大學高層次人才科研基金項目(1113349);國家級大學生科技創(chuàng)新項目(201510435040)

    趙海燕(1984—),女,講師,博士,研究方向為食品質量與安全。E-mail:xinyuyuanyin@163.com

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