克氏原螯虾不同组织微量金属元素富集能力研究

刘 琴，郭远明，钟 志，龙 举，尤炬炬，何依娜，孙秀梅

(浙江海洋学院海洋与渔业研究所，农业部渔业环境及水产品质量监督检验测试中心，浙江省海洋水产研究所，浙江舟山 316100)

克氏原螯虾Procambarus clarkii属甲壳纲Crustacea、十足目Decapoda、蜊蛄科Cambaridae，体形略似龙虾，但比龙虾小，俗称“小龙虾”，被列为入侵物种的新甲壳类水生动物[1]。克氏原螯虾因其杂食性、生长速度快、适应能力强而在当地生态环境中形成绝对的竞争优势，在世界各地均广泛分布。其摄食范围包括水草、藻类、水生昆虫、动物尸体等，食物匮乏时亦自相残杀。克氏原螯虾较一般淡水虾体型大，肉质较多且鲜美，因而被世界各地的人食用。但克氏原螯虾对污染的耐受力较强，在污染较严重的水体中也能存活，人们认为克氏原螯虾对污染物有富集作用而减少食用量。因此，对克氏原螯虾进行体内污染物含量分布特点研究，对于保护生物多样性、维护产业健康发展都具有十分重要的意义。

微量金属元素是环境的重要污染物之一，因自身不能被自然界降解，各个行业均有金属元素污染产生，其最终通过食物链在生物体内逐步富集。微量金属元素大多对人体毒性高，易被吸收，并在其一定组织内积累，人体表现为慢性中毒，中毒后极难治愈[2-3]。本文采用微波消解-原子吸收法作为分析手段[4-7]，对克氏原螯虾的肌肉、内脏、鳃3个部位的3种微量金属元素含量进行测定，分析研究了克氏原螯虾不同部位对微量金属元素的富集能力的差异。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

克氏原螯虾样品分别采集于江西和湖北两省克氏原螯虾的养殖场，样品采集后将单个虾分成鳃、内脏、肌肉三部分，将三部分分别合并匀浆后待用。

HNO3，H2O2、H3PO4等化学试剂均为优级纯，实验用水为去离子水。铜、镁、锰标准储备液浓度均为1.000 mg/L。

1.2 仪器

美国VARIAN公司AA240DUO原子吸收光谱仪；瑞士METTLER-TOLEDO公司AE260电子分析天平；意大利Milstone公司Ethos 1微波消解系统；常州国华电器有限公司EH-35A型不锈钢电热板。

1.3 测定方法

1.3.1 样品前处理

称取0.5 g样品于微波消解罐中，加入6 mL硝酸和2 mL过氧化氢溶液，浸泡、放置过夜，待气泡冒尽，装罐，放入微波消解，冷却后取出，将罐盖和罐壁上的消解液淋洗入罐中，把罐放在电热台板上加热赶酸至近干，将消解液移入25 mL容量瓶中定容，同时做试剂空白。

1.3.2 微波消解系统条件

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

1.3.3 样品测定

3种微量金属元素铜、镁、锰采用AA240FS火焰原子吸收法检测，测定前用1%HNO3逐级稀释各标准贮备液，仪器测定参数见表1。

表1 火焰原子吸收法仪器条件Tab.1 Instrumental conditions of FAAS

2 结果分析

2.1 克氏原螯虾不同部位微量金属元素含量

利用微波消解-原子吸收法同时测定了克氏原螯虾不同部位中的3种微量金属含量，结果表明(表2)，不同部位的微量金属含量分布不均匀。肌肉组织中铜含量平均值为6.39 mg/kg，内脏组织和鳃组织中铜含量分别为肌肉组织中的3.8倍、5.1倍。肌肉组织中镁含量平均值为364.96 mg/kg，内脏组织和鳃组织中镁含量均为肌肉组织中的0.6倍。肌肉组织中锰含量平均值为4.03 mg/kg，内脏组织和鳃组织中锰含量分别为肌肉组织中的20倍、19倍。

表2 克氏原螯虾不同部位微量金属元素含量(n=25)Tab.2 Trace metal elements content of Procambarus clarkii(n=25)

2.2 克氏原螯虾不同部位微量金属元素比较

从表2可看出，不同部位的微量金属元素含量各不相同。铜在鳃组织中富集量最多，其次为内脏组织，最小为肌肉组织。镁在肌肉组织中富集量最多，其次为内脏组织，最小为鳃组织。锰在内脏组织中富集量最多，其次为鳃组织，最小为肌肉组织。肌肉组织中3种微量金属元素的含量高低顺序为：镁＞铜＞锰。内脏组织中3种微量金属元素的含量高低顺序为：镁＞锰＞铜。鳃组织中3种微量金属元素的含量高低顺序为：镁＞锰＞铜。

3 讨论

微量金属元素一般通过呼吸系统富集于克氏原螯虾的鳃内，通过消化系统进行入内脏。肌肉组织中富集铜、锰等微量金属元素较少，表明克氏原螯虾对铜、锰2种微量金属元素的富集多集中于鳃组织和内脏组织。镁在各个组织中富集量肌肉镁在克氏原螯虾体内肌肉组织中含量为267～753 mg/kg，在内脏组织中含量为106～390 mg/kg，在鳃组织中含量为157～358 mg/kg，3个组织中平均值分别为肌肉组织364.96 mg/kg，内脏组织241.43 mg/kg，鳃组织213.74 mg/kg，其肌肉、内脏、鳃含量比值为1.7：1.1：1。从测定结果看，镁在克氏原螯虾各组织中的含量较均匀，表明克氏原螯虾对镁的需求较大，能高浓度富集，而镁做为人体必须微量元素，可以激活人体内多种酶的活性，是骨细胞结构和功能的必需微量元素，保持骨骼生长和维持[10]，可见镁在克氏原螯虾体内的富集对克氏原螯虾食用安全影响较小。杜希牧[11]研究结果表明每人每日摄入镁的量为560～782 mg，单从克氏原螯虾肌肉组织内镁的含量考虑，结合镁在克氏原螯虾肌肉组织内平均含量值可大致估算出每人每日摄入克氏原螯虾肌肉组织为1.3 kg。

锰作为一种人体必需微量元素，不仅参与人体的能量代谢、蛋白质和核酸的合成，而且可以提高人体免疫和抗病能力[12-13]。锰在克氏原螯虾肌肉组织含量为1.1～14 mg/kg，在内脏组织中含量为10～202 mg/kg，在鳃组织中含量为8.6～226 mg/kg，3个组织中平均值分别为肌肉组织4.03 mg/kg，内脏组织80 mg/kg，鳃组织75.2 mg/kg，其肌肉、内脏、鳃含量比值为1：19.8：18.7。表明锰在肌肉组织的富集能力远小于内脏和鳃，外部环境中的锰在进入克氏原螯虾体内时，其绝大部分被其内脏和鳃吸收富集，LAFOND等[14]对发锰含量与寿命长短的关系进行了研究，发现寿命越长的人其发锰含量越高，刘莉等[15]也对此做出同一结论，并表示每日摄入锰的量为5～10 mg，单从克氏原螯虾肌肉组织内锰的含量考虑，结合锰在克氏原螯虾肌肉组织内平均含量值可大致估算出每人每日摄入克氏原螯虾肌肉组织为1.8 kg。

铜在人体内将二价铁氧化成三价铁才能使之形铁血红蛋白，体内即使铁充足，如没有足够的铜进行氧化也会导致贫血[16]。铜在克氏原螯虾肌肉组织含量为3.2～9.7 mg/kg，在内脏组织中含量为2.9～87 mg/kg，在鳃组织中含量为21～80 mg/kg，3个组织中平均值分别为肌肉组织6.39 mg/kg，内脏组织24.5 mg/kg，鳃组织32.7 mg/kg，其肌肉、内脏、鳃含量比值为1：3.8：5.1。和锰一样，内脏和鳃对铜的吸收富集比肌肉组织要大，蔺翠翠等[17]对铜在畜产品中安全性进行研究，得出每日摄入铜的量为4.89 mg，单从克氏原螯虾肌肉组织内铜的含量考虑，结合铜在克氏原螯虾肌肉组织内平均含量值可大致估算出每人每日摄入克氏原螯虾肌肉组织为0.76 kg。

人们食用克氏原螯虾仅仅是其肌肉部分，其内脏、鳃均丢弃。克氏原螯虾各个部位的镁含量均高于其他元素含量，表明镁对克氏原螯虾是一种非常重要的微量元素。同时镁对于人体也是一种重要微量元素，锰和铜也是人体必需微量元素，而含量较高的内脏和鳃均被丢弃，结合镁、锰、铜每人每日摄入量，克氏原螯虾对人体来说是一种较好的补充镁、锰、铜的食物来源。

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