王賢波，余霞奎，劉軍波，李鋒

(杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 實(shí)驗(yàn)中心，浙江 杭州 310024)

螺螄是江南水鄉(xiāng)廣泛分布的水生生物，由于其味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富而深受江浙一帶消費(fèi)者的喜愛(ài)。但是螺螄是底棲的軟體動(dòng)物，從河流、池塘等岸邊的底泥、沉積物和水生植物中攝入食物，易被生長(zhǎng)環(huán)境污染。重金屬由于其高毒性、持久性及生物富集性而備受關(guān)注[1]，其污染已成為我國(guó)最重要的環(huán)境問(wèn)題之一[2]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)帶來(lái)大量的污染物流入江河、湖泊，污染物中的有毒有害重金屬如鉛、鎘等就會(huì)在生物體內(nèi)富集。袁維佳等[3]研究了螺螄對(duì)重金屬元素的富集作用，發(fā)現(xiàn)螺螄對(duì)鋅和銅的富集可達(dá)到數(shù)十萬(wàn)倍，對(duì)鉻的富集達(dá)數(shù)萬(wàn)倍，對(duì)鎘和鉛的富集達(dá)到近萬(wàn)倍。食用重金屬污染的螺螄會(huì)對(duì)人類健康形成潛在威脅。

孫繼鵬等[4]研究了殼寡糖鈣、殼寡糖鎂對(duì)櫛孔扇貝體內(nèi)鎘的脫除，發(fā)現(xiàn)殼寡糖鈣、殼寡糖鎂對(duì)櫛孔扇貝體內(nèi)鎘均有一定脫除作用。目前，如何脫除鮮活螺螄體內(nèi)重金屬的研究尚無(wú)報(bào)道。本研究在建立螺螄鉛、鎘污染模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行殼聚糖及羧甲基殼聚糖對(duì)鮮活螺螄體內(nèi)鉛、鎘的脫除影響研究，旨在尋找一種有效脫除螺螄體內(nèi)鉛、鎘的方法。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇個(gè)體大小相當(dāng)?shù)穆菸嚇颖?，采自杭州市袁浦?zhèn)。硝酸(微電子化學(xué)級(jí)，賽默飛世爾科技公司)；超純水；鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 000 μg·mL-1，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心)；鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 000 μg·mL-1，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心)；殼聚糖、羧甲基殼聚糖(中黏度，200～400 mPa·s,美國(guó)麥克林公司)。

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國(guó)熱電公司；微波消解儀，美國(guó)CEM公司；恒溫加熱趕酸儀，上海博通化學(xué)科技有限公司。養(yǎng)殖箱配備充氧設(shè)備，所有玻璃儀器均用20%硝酸溶液浸泡24 h以上，用超純水沖洗干凈，烘干備用。

1.2 方法

1.2.1 螺螄對(duì)鉛、鎘的富集作用

購(gòu)買鮮活螺螄，試驗(yàn)前用清水洗凈。試驗(yàn)在養(yǎng)殖箱中進(jìn)行，鉛、鎘暴露試驗(yàn)各分為4個(gè)處理組，即對(duì)照組和低(0.1 mg·L-1)、中(0.2 mg·L-1)、高(0.5 mg·L-1)濃度暴露組。每個(gè)水箱中加入20 L含有不同重金屬濃度的水，放入3 kg螺螄，在自然光照和室溫下進(jìn)行重金屬的富集試驗(yàn)。試驗(yàn)采用半靜態(tài)的方法，即每天更換1次相同濃度的水，以保持水中重金屬濃度恒定，同時(shí)用增氧機(jī)連續(xù)充氧，以保持試驗(yàn)期間水中溶解氧充足。為避免殘餌和糞便對(duì)重金屬吸附的影響，試驗(yàn)期間不喂食。試驗(yàn)期間，各處理每2 d取螺螄若干，清水沖凈，剝殼取肉，勻漿后備用。

1.2.2 殼聚糖及羧甲基殼聚糖對(duì)螺螄體內(nèi)鉛、鎘的脫除

選取污染8 d的螺螄作為供試樣品。隨機(jī)分組，每組1 kg螺螄，每養(yǎng)殖箱添加20 L清水，除清水對(duì)照組外，每養(yǎng)殖箱中分別加入2 g殼聚糖、2 g羧甲基殼聚糖。試驗(yàn)期自然光照，室溫下進(jìn)行充氧不投餌養(yǎng)殖，每天換1次同種濃度的試驗(yàn)水，以保持水體濃度恒定。從脫除試驗(yàn)的第0天開(kāi)始取樣，每2 d采樣1次，每組各取螺螄若干，取肉待測(cè)。

1.3 樣品檢測(cè)

取0.5 g勻漿試樣于消解罐中，加入5 mL硝酸和1 mL過(guò)氧化氫，蓋好安全閥后將消解罐放入微波消解儀中消解。將消解完全的消化液120 ℃趕酸至氮氧化物散盡，冷卻并轉(zhuǎn)移到25 mL容量瓶中，用超純水少量、多次洗滌罐身和罐蓋，合并洗液于容量瓶中，定容，混勻備用。處理后樣品通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定其中鉛、鎘含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)結(jié)果用SPSS 17.0處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 螺螄對(duì)鉛、鎘的富集作用

鉛在螺螄體內(nèi)蓄積量隨暴露時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增加，之后略有下降(圖1)。螺絲體內(nèi)鉛含量隨著暴露濃度的增大而增加，中、低濃度暴露組增加相對(duì)較慢。在試驗(yàn)第8天，高濃度暴露組螺螄體內(nèi)鉛的濃度達(dá)最大值1.30 mg·kg-1；在試驗(yàn)第10天，中、低濃度暴露組螺螄體內(nèi)鉛的濃度達(dá)最大值0.38、0.42 mg·kg-1。

鎘在螺螄體內(nèi)富集作用與鉛類似，不僅隨暴露時(shí)間延長(zhǎng)蓄積量逐漸增加，而且隨暴露濃度的增加蓄積量明顯增加(圖2)。在3個(gè)暴露濃度梯度下，試驗(yàn)期螺螄體內(nèi)鎘的最大濃度分別為0.62、0.76、1.58 mg·kg-1。

圖1 螺螄體內(nèi)鉛的富集效應(yīng)

圖2 螺螄體內(nèi)鎘的富集效應(yīng)

2.2 殼聚糖及羧甲基殼聚糖對(duì)螺螄體內(nèi)鉛、鎘的脫除效果

如圖3所示，各試驗(yàn)組螺螄體內(nèi)鉛、鎘含量均呈現(xiàn)逐漸下降態(tài)勢(shì)。殼聚糖處理組螺螄體內(nèi)鉛、鎘含量在第8天、第10天分別降為0.38、0.44 mg·kg-1，濃度均降低75.0%，已滿足食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)(鉛、鎘限量為0.5 mg·kg-1)。羧甲基殼聚糖處理組螺螄體內(nèi)鉛、鎘含量在第6天分別為0.27、0.32 mg·kg-1，濃度分別降低82.2%、81.8%，已滿足食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)。羧甲基殼聚糖對(duì)螺螄體內(nèi)鉛、鎘的消除效果比殼聚糖好。

圖3 殼聚糖及羧甲基殼聚糖對(duì)螺螄體內(nèi)鉛、鎘的脫除效果

3 討論

鉛、鎘在螺螄體內(nèi)的富集具有時(shí)間效應(yīng)和劑量效應(yīng)，殼聚糖及羧甲基殼聚糖對(duì)螺螄體內(nèi)的鉛、鎘具有一定的消除作用。殼聚糖是甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物，其分子中存在—NH2和—OH等2種活性基團(tuán)，可與金屬離子發(fā)生絡(luò)合，降低重金屬離子的濃度，進(jìn)而減少重金屬離子對(duì)水生生物的危害。羧甲基殼聚糖是殼聚糖羧甲基改性的產(chǎn)物，其分子中除了—NH2和—OH的存在，還引入了—COOH功能團(tuán)，更增強(qiáng)了對(duì)金屬離子的絡(luò)合能力。在實(shí)際生產(chǎn)中，可利用殼聚糖及羧甲基殼聚糖對(duì)重金屬離子的吸附作用，減少螺螄體內(nèi)的重金屬含量。