殼寡糖金屬配合物對扇貝體內(nèi)重金屬鎘的影響.pdf

1、隨著我國工業(yè)化的發(fā)展，大量的重金屬以多種方式進(jìn)入海洋，由此造成水環(huán)境中的重金屬含量不斷增加。重金屬鎘(Cd)是主要的海洋污染物之一，它易被生物體吸收富集，由此己對食物的安全構(gòu)成了較大的隱患，尤其是水產(chǎn)品，其中貝類污染尤為嚴(yán)重。而人們通常又是以生吃或半生熟吃為主還不去內(nèi)臟，使得重金屬通過食物鏈傳遞到人，對人類健康形成了潛在威脅。 目前，關(guān)于提高貝類品質(zhì)凈化的方法主要有凈水區(qū)暫養(yǎng)和凈化工廠凈化兩種方法。但上述兩種方法由于勞動強(qiáng)度大、

2、時間長，在經(jīng)濟(jì)上是很難行得通；且貝類從生長區(qū)移入暫養(yǎng)區(qū)后，存在著污染暫養(yǎng)區(qū)水質(zhì)的可能。貝類凈化目前多數(shù)針對致病性微生物，對于受石油烴、重金屬、農(nóng)藥及海洋毒素污染的貝類還未見有效凈化處理技術(shù)，因此如何減少Cd在雙殼貝類體內(nèi)殘留或有效脫Cd已是當(dāng)務(wù)之急，這對保障我國貝類水產(chǎn)品的質(zhì)量安全有重要意義。 本文通過對青島幾個主要的水產(chǎn)品批發(fā)市場一年間市售的櫛孔扇貝重金屬Cd的調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)櫛孔扇貝多數(shù)存在重金屬Cd超標(biāo)現(xiàn)象，其中只有33.3

3、％的樣品未超過限量標(biāo)準(zhǔn)，說明如何脫除貝類Cd殘留已是水產(chǎn)品的當(dāng)務(wù)之急。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，櫛孔扇貝對Cd具有很強(qiáng)的富集能力，且內(nèi)臟團(tuán)中重金屬Cd含量相當(dāng)于閉殼肌中的20倍，其對Cd的富集與水溫成正相關(guān)，櫛孔扇貝個體大小對Cd富集差異較小。 由于殼寡糖(COS)具有良好的水溶性，并且含有大量的羥基(-OH)、氨基(-NH2)或酰氨基(-NHCOCHa)，是一些金屬離子的良好配體。因此，本文將殼寡糖與Ca、Mg、Zn、Fe及稀土元素(

4、Ree)反應(yīng)，制備了五種殼寡糖金屬配合物，即COS-Ca、COS-Mg、COS-Zn、COS-Fe、COS-Ree。并對其配合條件，時間、溫度、pH、金屬添加量、反應(yīng)液濃度及金屬鹽種類進(jìn)行優(yōu)化。采用紫外-可見光譜、紅外光譜、熒光光譜對其進(jìn)行表征，結(jié)果證明殼寡糖與金屬原子所形成的配合物主要氨基(-NH2)和仲羥基(-OH)上N和O與金屬原子形成配價鍵。 將制備的五種殼寡糖金屬配合物應(yīng)用到暴露Cd櫛孔扇貝，發(fā)現(xiàn)配合物對櫛孔扇貝體內(nèi)C

5、d含量均有一定的清除作用。COS-Ca、COS-Mg和COS-Ree處理組Cd消除效果較好，12天內(nèi)COS-Ca、COS-Mg和COS-Ree處理組櫛孔扇貝體內(nèi)Cd含量降低了46％、52％和47.8％。COS-Zn和COS-Fe處理組Cd脫除率達(dá)到17％、13％。殼寡糖金屬配合物在脫Cd同時可以改變櫛孔扇貝體內(nèi)Ca、Mg及Fe的含量。其中配合物添加劑量及溫度對櫛孔扇貝脫Cd影響較大。按1～1.5kg櫛孔扇貝、養(yǎng)殖海水40L計算，分別添加

6、COS-Ca、COS-Mg、COS-Ree、COS-Zn和COS-Fe量為0.35g、0.21 g、0.21～0.28g、0.21g和0.35g，其櫛孔扇貝體內(nèi)Cd脫除率就可達(dá)到31％、27％、39％、17％和13％。 殼寡糖金屬配合物主要是降低了了櫛孔扇貝腎臟及內(nèi)臟團(tuán)中與蛋白、小分子物質(zhì)結(jié)合的重金屬Cd含量。經(jīng)COS-Ca、COS-Mg和COS-Ree三種殼寡糖金屬配合物處理5天，相比陰性對照組櫛孔扇貝腎臟中的Cd含量分別降低

7、25.2％、36.1％和37.5％。櫛孔扇貝暴露Cd經(jīng)COS-Ca、COS-Mg及COS-Ree處理，影響了櫛孔扇貝體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)酶活及丙二醛(MDA)含量，發(fā)揮了抗氧化作用，維持了自由基的產(chǎn)生與消除平衡，從生理學(xué)方面證實(shí)了殼寡糖金屬配合物對櫛孔扇貝體內(nèi)Cd的清除機(jī)理。進(jìn)而通過殼寡糖與鎘金屬硫蛋白(Cd-MT)的置換反應(yīng)，從化學(xué)置

8、換上證實(shí)了COS-Ca、COS-Mg及COS-Ree對櫛孔扇貝體內(nèi)Cd脫除的機(jī)理。 殼寡糖金屬配合物不但可以有效的脫除櫛孔扇貝體內(nèi)Cd，而且對其他貝類紫貽貝(Mytilus edulis)、長牡蠣(Crassostrea gigas)、縊蟶(Sinonovaculaconstricta)、雜色蛤子(Venerupis variegata)、海灣扇貝(Argopecten irradams)體內(nèi)的Cd也有很好的脫除效果。

9、我國是貝類養(yǎng)殖大國，2007年我國貝類總產(chǎn)量1073.3萬噸，占世界貝類生產(chǎn)總量的60％以上。但養(yǎng)殖貝類重金屬污染問題較為嚴(yán)重，Cd含量超標(biāo)現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，已是食物安全重大隱患之一。而目前尚無有效地消除鮮活貝類重金屬殘留的方法，如果這一問題不能有效解決，將嚴(yán)重影響我國養(yǎng)殖貝類的可持續(xù)發(fā)展。本文所研究的多糖金屬配合物對雙殼貝類Cd含量的影響，是開發(fā)鮮活水產(chǎn)品脫重金屬殘留的應(yīng)用基礎(chǔ)研究內(nèi)容之一，可為今后開發(fā)具有減少重金屬元素殘留的養(yǎng)殖飼料添加