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        黃蜆富硒規(guī)律探究及膳食攝入量評估

        2022-11-10 08:58:40黃樂鄧月萍孫雅晨劉春蘭劉麗華
        水產(chǎn)養(yǎng)殖 2022年10期
        關(guān)鍵詞:外套膜攝入量無機(jī)

        黃樂,鄧月萍,孫雅晨,劉春蘭,劉麗華

        (廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院,福建 廈門 361102)

        自然水體中的硒主要為無機(jī)(硒酸鹽、亞硒酸鹽)形態(tài)[1]。硒元素是自然界中的痕量元素,在未被污染的水體中,硒質(zhì)量濃度一般為0.01~0.20 μg/L[2]。無機(jī)硒可由消化道吸收,為細(xì)胞內(nèi)硒代半胱氨酸的合成提供原料[3]。硒也是人體必需的微量元素之一,主要的生物學(xué)效應(yīng)是抗氧化性[4],能夠提高機(jī)體免疫力[4],防治心腦血管疾病[5-6],并具有抗癌[5]等功效。機(jī)體攝入的硒元素通過維持含硒酶的活性,保護(hù)大腦免受過氧化損傷[7],預(yù)防病毒感染,增強(qiáng)免疫功能[8],抑制重金屬毒理[3]。但攝入量過高也會對人體造成毒害[9],如加大患克山病的風(fēng)險[10]。因此,不少學(xué)者[11-12]根據(jù)相關(guān)資料,為富硒食品含硒量設(shè)定合理的范圍:下限保證補(bǔ)硒有效性,免于患上硒缺乏的疾病;上限考慮食用安全性,避免攝入過多而影響自身健康。

        富硒水產(chǎn)是近年來開發(fā)補(bǔ)硒產(chǎn)品的一個新嘗試。黃蜆(Corbicula aurea Heude)隸屬于真瓣鰓目,蜆科,蜆屬,是典型的濾食性底棲生物,是常見的經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)品種,屬于大眾消費(fèi)品,具有較強(qiáng)的推廣潛力。貝類通過通氣作用富硒,富硒能力因硒元素形態(tài)而異。黃蜆在添加亞硒酸鈉、硒酸鈉、硒代蛋氨酸(50和500 μg/L)的環(huán)境中暴露3 d,分別引起通氣活動的加強(qiáng)、減弱和無改變[13];在2 000 μg/L亞硒酸鈉環(huán)境中暴露1 h,富硒轉(zhuǎn)運(yùn)仍未飽和,而在約1 000 μg/L硒酸鈉、100 μg/L硒代蛋氨酸的相似條件下即飽和[2]。

        現(xiàn)設(shè)置不同濃度的無機(jī)硒加富培養(yǎng)環(huán)境,采用原子熒光光譜法測定黃蜆體內(nèi)的硒含量,分析環(huán)境無機(jī)硒濃度對黃蜆體內(nèi)總硒含量的影響,初步探討黃蜆對無機(jī)硒的富集作用以及達(dá)到硒飽和的條件,并按照中國營養(yǎng)學(xué)會提供的膳食標(biāo)準(zhǔn),評估富硒黃蜆的膳食攝入量,為補(bǔ)硒食品的開發(fā)提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 樣品

        2018年6月,鮮活黃蜆購自廈門市鎮(zhèn)海路市場,平均個體質(zhì)量6.643 g,運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室暫養(yǎng)2 h后,加富培養(yǎng)。

        1.1.2 質(zhì)控樣

        扇貝粉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 10024,地球物理地球化學(xué)勘查研究所),含硒體積分?jǐn)?shù)為(1.5±0.3)×10-6。

        1.1.3 試劑等

        硝酸(HNO3)和過氧化氫(H2O2,30%)超級純;硒單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[GBW(E)080215],100 mg/L,批號為17073(中國計(jì)量科學(xué)研究院);亞硒酸鈉(Na2SeO3)、鹽酸(HCl,10%和50%)、鐵氰化鉀(K3[Fe(CN)6])、硼氫化鉀(KBH4)、氫氧化鈉(NaOH)分析純。分析測定用水為超純水。

        1.1.4 儀器設(shè)備

        AFS-610B原子熒光光譜儀(北京瑞麗儀器公司);硒編碼空心陰極燈;微波消解儀(美國CEM公司,型號MAES5);超純水儀(美國Millipore公司,型號Elix-5+milli-Q);電子天平(德國Sartorius公司,型號BS224S,BSA822)、電熱板(意大利Lab Tech公司,型號EH20B)。

        1.2 方法

        1.2.1 黃蜆培養(yǎng)

        將4個無蓋立方塑料箱(40 cm×85 cm×60 cm)作為容器,每個容器中盛放總質(zhì)量(含殼)為750.00 g的新鮮黃蜆,并配1個循環(huán)水泵,在室溫(約26℃)和自然光照下通氣培養(yǎng)。參考馮金曉等[14]設(shè)計(jì),以15 mg/L Na2SeO3為中等質(zhì)量濃度,設(shè)置4個組,A—D組環(huán)境硒濃度依次為0(空白對照組),5,15和30 mg/L??紤]到貝類銷售前的暫養(yǎng)期為3 d左右[14],以及無藻類飼養(yǎng)條件下的存活情況,富集時長定為4 d。

        1.2.2 黃蜆含水率及死亡率測定

        每天同一時間隨機(jī)采集30個樣品,稱量含殼質(zhì)量,解剖內(nèi)臟團(tuán)、外套膜、斧足,稱濕質(zhì)量;冷凍干燥,稱干質(zhì)量,放置冰箱冷藏保存?zhèn)溆?。同時記錄各組的死亡個體數(shù),計(jì)算死亡率。

        1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

        用100 μg/L硒標(biāo)準(zhǔn)溶液配制1.00 μg/L硒標(biāo)準(zhǔn)儲備液和0.20 μg/L硒標(biāo)準(zhǔn)使用液;將10%HCl依次稀釋成質(zhì)量濃度為0,1.60,3.20,4.00,6.40,8.00和12.00 μg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)工作液,并測熒光強(qiáng)度(IF)。以IF值為縱坐標(biāo),相應(yīng)的濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,求出回歸方程和相關(guān)系數(shù)。

        1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回收率檢測

        電子天平(德國Sartorius公司,型號BS224S)稱取0.20 g國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)扇貝粉,按照1.2.3節(jié)的步驟進(jìn)行前處理,做2~3個重復(fù),考察檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

        1.2.5 樣本的總硒含量測定

        電子天平稱取0.20 g干樣,放入聚四氟乙烯消解罐,依次加入2.00 mL Milli-Q超純水、5.00 mL HNO3和1.00 mL H2O2后,放入MAES5微波消解儀;冷卻,電熱板260℃趕酸至近干,加5.00 mL 50%HCl,繼續(xù)加熱至溶液清亮無色并伴有白煙;冷卻,移入25 mL玻璃比色管,10%HCl定容,加1 mL 100 g/L K3[Fe(CN)6]掩蔽劑,混勻。10%HCl載流液,1.5%KBH4(含0.5% KOH)還原劑,AF610B原子熒光光譜儀測熒光值IF,代入標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算得比色液的硒質(zhì)量濃度(μg/L)。樣本總硒含量的換算公式:

        式中:Q——樣本的總硒含量,μg/g;C——比色液的硒質(zhì)量濃度,μg/L;B——空白液的硒質(zhì)量濃度,μg/L;M——樣本的干質(zhì)量,g;0.025——樣本的體積,L。

        1.2.6 膳食攝入量評估

        膳食攝入量為滿足硒元素攝入量,每日可食用的黃蜆質(zhì)量(含殼質(zhì)量)。《貝類凈化技術(shù)規(guī)范》(SC/T 3013—2002)要求,貝類上市前可用循環(huán)水凈化,時間控制為36 h左右[15],因此參照《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》(WS/T 578.3—2017)中的硒參考攝入量或可耐受攝入量[16],采用富硒1 d的黃蜆總硒含量,計(jì)算硒元素的膳食攝入量。膳食攝入量的計(jì)算公式:

        式中:U——膳食攝入量,g/d;Q——黃蜆樣本的總硒含量(含殼質(zhì)量),μg/g;S——人群每日硒攝入量標(biāo)準(zhǔn),μg/d。

        1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

        采用Excel 2019和SPSS 18.0軟件,進(jìn)行繪圖、單因素方差分析(Levene's方差齊性檢驗(yàn))和單樣本t-檢驗(yàn)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及最低檢出限

        硒濃度在0~12 μg/L,IF與硒濃度有良好的線性關(guān)系,線性方程為y=40.063 0 x-1.405 6,相關(guān)系數(shù)R=0.996 6。連續(xù)7次測定空白溶液,根據(jù)檢出限(L)的計(jì)算公式L=3×S/k,得出最低檢出限為0.67 ng/mL。其中S為空白多次測量的標(biāo)準(zhǔn)方差,k表示方法的靈敏度。多次試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性R2為0.985 3~0.999 0,截距為-147.91~102.93。

        2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證

        標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回收率為83.52%~119.26%,方法不確定度UA為0.030 1。根據(jù)樣品說明書,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)扇貝的參考值為(1.2±0.3)mg/kg,測定值為(0.964 6±0.030 1)mg/kg(n=12),在標(biāo)準(zhǔn)值允許誤差范圍內(nèi),說明該方法準(zhǔn)確、可靠,能夠滿足黃蜆中總硒的檢測。

        2.3 黃蜆含水率及死亡率

        黃蜆含水率及死亡率見表1。隨著培養(yǎng)時間的延長,各組黃蜆的死亡率均逐步上升,含水率波動較大,無明顯變化。富集結(jié)束時,D組死亡率最高。

        表1 黃蜆生長指標(biāo)測定結(jié)果(n=30)

        2.4 膳食攝入量評估

        若以蜆作為單一補(bǔ)硒食品,不同年齡人群可食用富硒黃蜆的含殼質(zhì)量見表2。

        2.5 樣本的總硒含量

        2.5.1 個體總硒含量日變化

        富硒黃蜆硒含量呈持續(xù)上升的變化趨勢,見圖1。A—D組日變化均表現(xiàn)極顯著水平(P<0.01)。A組和B—D組之間存在極顯著差異(P<0.01)。

        圖1 黃蜆體內(nèi)總硒含量(以干質(zhì)量計(jì))變化趨勢

        黃蜆在不同時間內(nèi)富硒倍率見圖2。由圖2可見,各組富硒倍率持續(xù)升高,隨環(huán)境硒濃度的增加而增加,且組間差距隨培養(yǎng)時間的延長而加大。

        圖2 黃蜆在不同富集時間的富硒倍率

        2.5.2 各組織總硒含量變化趨勢

        A—D組各組織總硒含量變化趨勢見圖3(a)(b)(c)(d)。由圖3可見,B—D組黃蜆各部位的總硒含量明顯升高,外套膜>斧足>內(nèi)臟團(tuán)(P<0.01)。3~4 d時,D組的外套膜和斧足、C組的內(nèi)臟團(tuán)總硒含量下降圖3(c)(d)。

        圖3 不同組黃蜆總硒含量(以干質(zhì)量計(jì))變化趨勢

        不同組織總硒含量的變化趨勢見圖4(a)(b)(c)。由圖4可見,0~4 d,總硒含量基本都隨培養(yǎng)濃度的增加而增加,但3~4 d的D組外套膜、斧足以及C組內(nèi)臟團(tuán)的總硒含量均開始降低。

        圖4 黃蜆不同組織內(nèi)總硒含量(干質(zhì)量)變化趨勢①

        3 討論

        3.1 黃蜆不同組織總硒含量的差異

        無機(jī)硒可以通過被動吸收的形式進(jìn)入細(xì)胞[17],主要由外套膜緊鄰?fù)馓浊坏亩鄬w實(shí)現(xiàn)。另外,硒可能與脂類,尤其是細(xì)胞膜上的脂類結(jié)合,而瓣鰓綱外套膜部分的脂肪含量較高[14]。紫貽貝(Mytilus edulis)和海灣扇貝(Argopecten irradians)外套膜硒含量同樣高于其他組織[17],與本試驗(yàn)結(jié)果一致。肌肉是動物體內(nèi)重要的硒貯備庫,通常以硒代蛋氨酸的形態(tài)穩(wěn)定貯存[18]。培養(yǎng)后期,斧足的富硒倍率降低,是由于斧足肌蛋白與硒的結(jié)合趨近飽和狀態(tài)[17]。

        與“刺參消化道中總硒含量普遍偏高”[18]不同,黃蜆內(nèi)臟團(tuán)總硒含量最低。原因在于刺參消化道結(jié)構(gòu)簡單,消化能力弱,無消化腺,也無特化出與解毒、排泄相關(guān)的組織和器官,因此硒易在腸道積累。而黃蜆有完整的消化道和消化腺[19],具有呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和較完善的排泄系統(tǒng)(比原腎更為進(jìn)化的后腎),因此攝入的硒容易被消化、利用或排泄[20],硒不易在內(nèi)臟積累。

        值得注意的是,本研究僅分外套膜、斧足和內(nèi)臟團(tuán),外套膜部分實(shí)際包含了外套膜和鰓。由Fournier等[13]研究結(jié)果可知,黃蜆個體富硒大小依次為內(nèi)臟團(tuán)、鰓、外套膜、斧足,富硒含量與經(jīng)由鰓器官的總硒含量成正比,即鰓是富硒的主導(dǎo)器官。本研究中“外套膜”測定部分因包含鰓器官,測定結(jié)果高于外套膜硒含量。

        3.2 富集時間的影響

        試驗(yàn)中,僅D組后期出現(xiàn)了富硒飽和點(diǎn),通過無機(jī)硒代謝途徑消耗[20],硒值下降。無機(jī)硒主要通過滲透作用進(jìn)入動物細(xì)胞,最終還將達(dá)到一定平衡濃度[14,17]。由于被動運(yùn)輸由細(xì)胞膜兩側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的濃度差決定,黃蜆在一定時間內(nèi),不斷吸收環(huán)境中無機(jī)硒,并且高濃度硒環(huán)境中黃蜆吸收硒的速率快,也更早達(dá)到飽和。D組后期死亡率偏高,斧足硒值出現(xiàn)降低趨勢,或由于過量無機(jī)硒的生理毒性[21],損害了貯硒功能。

        3.3 富硒濃度的影響

        高硒培養(yǎng)促進(jìn)富硒,出現(xiàn)飽和,但生理毒性[21]也影響硒貯效率。低硒培養(yǎng)的硒貯存效率偏低。中硒培養(yǎng)不僅能有效促進(jìn)富硒,而且能保證斧足中穩(wěn)定的硒貯存。Fournier等[2]并未觀察到黃蜆個體在亞硒酸鈉加富環(huán)境中的飽和狀態(tài),很可能是由于環(huán)境濃度不夠高(在2 000 μg/L濃度范圍內(nèi)),并且暴露時間太短(1 h)。

        本研究在自然條件下培養(yǎng)黃蜆,對培養(yǎng)水充氧和過濾,沒有投餌和控溫,而黃蜆的富硒培養(yǎng)還可能受營養(yǎng)狀況、環(huán)境溫度、營養(yǎng)鹽等其他因素的影響。Fournier等[13]研究發(fā)現(xiàn),在藻類密度為(0.5~10)×105cells/mL時,黃蜆個體在硒環(huán)境暴露期的濾食通氣率,會隨藻類密度的增加而降低。本試驗(yàn)黃蜆個體的健康狀況因缺少藻類餌料受到限制,但暫無證據(jù)表明對硒吸收水平產(chǎn)生影響。

        3.4 膳食攝入量評估

        肉類和水產(chǎn)類是膳食攝入硒的主要來源[22],攝入硒大小依次為水產(chǎn)類、谷物、畜禽肉類、蔬菜、水果[23]。中國居民膳食以谷物為主,蔬果為輔,因此建議增加膳食多樣性,多吃水產(chǎn)類[24]。黃蜆富硒能力強(qiáng),適合富硒產(chǎn)品開發(fā)。成人每日硒的參考攝入量為60 μg/d,可耐受最高攝入量為400 μg/d[16],若以蜆作為單一補(bǔ)硒食品,成年人每天需攝入678.10~4 521.00 g未富硒黃蜆(含殼質(zhì)量),如食用富硒1 d的黃蜆,則只需攝入28.97(D組)~75.41 g(B組)。當(dāng)然,人類膳食營養(yǎng)是個復(fù)雜的過程,不能單一而論,有待進(jìn)一步的研究。

        4 結(jié)語

        添加無機(jī)硒可有效提高黃蜆對硒的吸收、轉(zhuǎn)化與儲存水平。高濃度組,培養(yǎng)后期出現(xiàn)飽和點(diǎn)、甚至過飽和點(diǎn)。此外,硒的膳食攝入量評估結(jié)果顯示了黃蜆作為補(bǔ)硒食品的強(qiáng)大潛力。在未來研究方面,可通過測定富硒過程中,硒在黃蜆不同組織存在的形態(tài),進(jìn)一步完善對富硒機(jī)制的認(rèn)知,亦可從分子層面上探究黃蜆對無機(jī)硒毒理效應(yīng)的應(yīng)對機(jī)制。值得注意的是,補(bǔ)硒食品的開發(fā)利用通常涉及養(yǎng)殖工程和食品工程等,這也表明了多學(xué)科、交叉學(xué)科研究對于現(xiàn)代高質(zhì)量漁業(yè)生產(chǎn)的重要性。

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