小龙虾重金属脱除研究进展

杨雅茹，李帅东，姚海翊，邓梦玲

（1.宜宾学院，四川 宜宾 644000；2.宜宾职业技术学院，四川 宜宾 644000）

小龙虾营养丰富、味道鲜美，深受广大消费者的青睐，市场前景广阔。但是，小龙虾对环境重金属耐受性极强，具有较强的重金属富集能力，并通过食物链向人类转移。随着人们对食品安全和食品污染等问题的日益关注，重金属污染使得小龙虾的食品安全风险指数越来越高，已然成为制约小龙虾产业发展的重要因素之一。

1 小龙虾重金属污染现状

小龙虾，学名为克氏原螯虾，极易通过消化系统、鳃或体表在其体内富集重金属[1，2]。水环境是小龙虾等水产品富集重金属的重要来源，其体内重金属含量与水环境中的重金属含量和养殖时长都呈正相关性[1，3，4]。不同器官富集重金属的能力不一样，因其内源性物质亲和力存在差异。肝脏和鳃是富集能力最强的两个器官，重金属污染物可通过呼吸作用由鳃进入体内，肝脏可诱导产生金属硫蛋白，束缚重金属[5-7]。

小龙虾体内的重金属含量超标种类在各地不同。2010年湖南、湖北、江苏和安徽的小龙虾铅、铜、无机砷和总汞均符合我国现有食品安全限量范围，但镉（Cd）含量超标较严重，尤其湖南小龙虾镉含量明显高于其他3个省份，超过标准限量（0.5 mg/kg）的要求，研究者认为食用镉含量超标的小龙虾，存在一定风险[8]。2017年，扬州市的小龙虾汞、砷、镉没有超标，铅（Pb）和铬（Cr）各有2个和1个样品超标，利用@risk软件对其进行风险评估，结果表示：高暴露组人群在95百分位的暴露率下，铅的暴露量占每周每人耐受量的29.2%，铬的暴露量占每周每人耐受量的63.34%[9]。苏州地区2001年的小龙虾中鳃和肝的铜（Cu）和镉（Cd）超标，超标率分别为38%和22.22%[10]，腹肌中的汞、砷、镉、铅、铜和锌残留量均符合国家卫生标准。安徽地区2007年稻田养殖模式下的克氏原螯虾铅含量超标，其他养殖模式下镉、铜和铅都符合国家卫生标准[11]。泉州地区2015年的小龙虾体内含量超标的重金属主要有砷（As）、铬和锰，超标部位为鳃和肝胰腺[12]。

2 养殖小龙虾重金属脱除技术

2.1 清水环境养殖小龙虾技术脱除重金属

小龙虾若处于重金属污染水域中会逐步富集重金属。在日常小龙虾养殖中，可更换养殖水环境，通过小龙虾自身的新陈代谢，完成体内重金属脱除。

小龙虾不同部位释放重金属的能力不一样，肌肉释放各种重金属离子的能力最强，鳃次之，肝最弱[12]。清水饲养小龙虾，通过一级动力学模型得到铅的半衰期为15.05 d[11]。但有研究者有不同结果，小龙虾铜、锌、铬、铅、镉的含量随清水饲养天数（0～56 d）增加没有显著变化[14]。水环境的改善可以在一定程度上脱除小龙虾重金属，但难以彻底，而且小龙虾新陈代谢也会对新的养殖环境造成重金属污染。

2.2 小龙虾饲料添加重金属脱除剂养殖法

在养殖小龙虾过程中，为缩短重金属的半衰期，可使用饲料混合重金属脱除剂的养殖法[13]。饲料与重金属脱除剂混合喂养小龙虾，将加速其自身的新陈代谢，从而完成重金属的尽快脱除。在小龙虾饲料中添加沸石、蛋白水解肽-Fe2+配合物（TPH-Fe2+）和褐藻胶寡糖-金属元素配合物等，能有效脱除虾体内重金属。

沸石是一种架状结构的铝硅酸盐矿物，具有吸附能力。大量研究表明，饲料中添加沸石，能降低动物产品中重金属含量，还能吸附霉菌[15-17]。在小龙虾基础日粮中添加2%的沸石量，可显著降低小龙虾肝脏和腹肌镉的残留量，各降低了67.5%和38.89%[18]。这表明沸石在消化道能吸附镉和铅离子，降低重金属在小龙虾体内沉积。

蛋白水解肽-Fe2+配合物（TPH-Fe2+）是由带鱼加工副产物加入木瓜蛋白酶和FeCl2冷冻干燥后获得的，试验中添加400 mg/kg、800 mg/kg和1 200 mg/kg的TPH-Fe2+饲喂小龙虾12 d，内脏团、鳃、肠和腹部肌肉中镉含量均有不同程度下降，以1 200 mg/kg的TPH-Fe2+脱除效率最佳；不同器官脱除强弱不同：肠>内脏团>鳃>腹部肌肉>螯足肌肉，但肌肉未表现出显著脱除作用，脱除机制可能是蛋白水解肽N端氨基、C端羧基、氨基酸侧链基团、羰基和亚氨基都参与金属离子的配位，而TPH-Fe2+起到鳌合Cd2+、增强机体免疫能力或恢复金属硫蛋白活性的作用[19]。

褐藻胶寡糖-金属元素配合物是以褐藻胶为原料，经超声处理、高浓度双氧水降解后，再加入乙醇过夜，减压抽滤、冷冻干燥制备的褐藻胶寡糖，再与金属元素配位络合得出的配合物，用于养殖过程中，能有效脱除小龙虾体内的镉和铅等残留[20]。此发明的原料成本低，安全无毒。养殖小龙虾脱除重金属的方法见表1。

表1 养殖小龙虾脱除重金属的方法Tab.1 The methods of removing heavy metals from farmed crayfish

3 小龙虾重金属污染防治建议

想要解决小龙虾重金属污染问题，充分释放小龙虾产业的发展潜力，应该重点关注小龙虾的养殖全过程，从源头上控制。一是严格控制小龙虾生活水环境和饲料中的重金属含量，从而降低小龙虾的重金属污染风险；二是加强小龙虾脱毒技术研究，虽然目前在养殖小龙虾过程中，可利用清水养殖脱除重金属技术和饲料添加重金属脱除剂技术对小龙虾体内重金属进行脱除，但脱除率、脱除能力还有待加强。特别是新技术的引入和开发尤为重要，例如，将其他水产品、水土中重金属的脱除技术应用到小龙虾中；三是加强市场监管，建议市场监管部门和农业执法部门加强对小龙虾养殖和销售的监管和打击力度，杜绝有问题的小龙虾进入食物链。