長莖葡萄蕨藻對重金屬元素的富集及其食用安全性*

劉莉萍，張婷，李曉東，金剛*，林素轉(zhuǎn)，鄭曉霞，劉楚敏，秦靖

長莖葡萄蕨藻對重金屬元素的富集及其食用安全性*

劉莉萍1，張婷2，李曉東1，金剛1*，林素轉(zhuǎn)1，鄭曉霞1，劉楚敏2，秦靖2

（1. 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，廣東 深圳 518055；2. 中鼎檢測技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518055）

以深圳岸基廠房式水泥池養(yǎng)殖長莖葡萄蕨藻為對象，采用ICP-MS分別測定長莖葡萄蕨藻及其養(yǎng)殖海水中重金屬元素Hg、As、Pb、Cd和Cr含量，分析長莖葡萄蕨藻對重金屬元素的富集特性，以評價(jià)其食用安全性．結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該藻Hg、As、Pb、Cd和Cr含量（干重計(jì)）分別是0.016、2.58、0.933、0.452、0.382 mg·kg-1，富集系數(shù)分別是0.37、1.61、1.51、1.07和1.17，表明該藻對不同重金屬元素的富集能力有明顯差異．研究還發(fā)現(xiàn)，不同長度的直立莖對同一種重金屬的富集能力基本相同．在3~4個(gè)月收獲一次的生產(chǎn)模式下，長莖葡萄蕨藻重金屬元素含量低于《GB 2762-2017食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》限量，可以放心食用．

長莖葡萄蕨藻；養(yǎng)殖海水；重金屬元素；富集特性

長莖葡萄蕨藻（）隸屬蕨藻科（）、蕨藻屬，又名海葡萄、綠色魚子醬[1]，是一種高蛋白、高纖維、低脂肪，且富含氨基酸、不飽和脂肪酸、維生素、礦物質(zhì)的可食用大型綠藻[2-5]，主要分布于南太平洋，現(xiàn)有多個(gè)國家開展養(yǎng)殖，如中國、日本、菲律賓、越南等熱帶和亞熱帶國家．長莖葡萄蕨藻含有大量的DHA和海藻多糖，DHA能夠降低血液膽固醇，海藻多糖具有抗氧化、抗癌、抗腫瘤作用，是非常理想的保健食品，深受消費(fèi)者喜愛，但其對生長環(huán)境、水質(zhì)的要求極高，人工養(yǎng)殖難度較大．消費(fèi)者在注重食物營養(yǎng)價(jià)值的同時(shí)，對食品安全性也比較關(guān)注．像許多藻類一樣，長莖葡萄蕨藻是否也存在對重金屬潛在的生物積累，國內(nèi)研究文獻(xiàn)鮮有報(bào)道[6-7]．本文以深圳岸基廠房式水泥池養(yǎng)殖基地為考察對象，隨機(jī)抽取養(yǎng)殖的長莖葡萄蕨藻及養(yǎng)殖海水，監(jiān)測養(yǎng)殖過程中長莖葡萄蕨藻富集重金屬特性，為長莖葡萄蕨藻食用安全評價(jià)提供參考數(shù)據(jù)．

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與試劑

長莖葡萄蕨藻及養(yǎng)殖海水來源于深圳某岸基廠房式水泥池養(yǎng)殖廠，采樣時(shí)間為2018年7月和10月．

1）As、Pb、Cd、Cr、Hg元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：濃度分別為1000 μg·mL-1（國家鋼鐵材料測試中心，GSB G 62028-90，GSB G 62071-90，GSB G 62040-90，GSB G 62017-90，GSB G 62069-90），使用時(shí)用1%硝酸溶液將其逐級稀釋成標(biāo)準(zhǔn)溶液使用液．

2）內(nèi)標(biāo)溶液：Ge、In、Bi混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度分別為100 μg·mL-1，（安捷倫科技有限公司，5188-6525），使用時(shí)用1%硝酸溶液將其稀釋成1 μg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)溶液使用液．

3）質(zhì)譜調(diào)諧液：Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y混合溶液，濃度為10 μg·mL-1，（安捷倫科技有限公司，5188-6564），使用時(shí)用1%硝酸溶液將其稀釋成1 ng·mL-1標(biāo)準(zhǔn)溶液使用液．

4）硝酸：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，優(yōu)級純．

5）去離子水：實(shí)驗(yàn)室用水GB/T 6682中的一級水，電阻率≥18.2 MΩ/cm．

6）柑橘葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（質(zhì)控樣）：中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，證書GBW10020．

1.2 儀器與設(shè)備

7500型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS），美國Agilent公司；Milestome ETHOS One微波消解儀，北京萊伯泰科儀器股份有限公司；BSA224S電子分析天平（感量0.1 mg），德國賽多利斯公司；Casada超純水系統(tǒng)，美國PAL公司；LG-04搖擺式高速中藥粉碎機(jī)（200 g），新昌縣德科機(jī)械有限公司；DHG-9075A電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司．

1.3 試樣制備

長莖葡萄蕨藻試樣經(jīng)淡水沖洗干凈，除去表面的泥沙和附生物，再用去離子水洗滌3次，按長度分為3類，即長度小于2 cm、2~4 cm、4~6 cm，放入100 ℃烘箱烘干至恒質(zhì)量后粉碎，過40目篩，保存于干燥器中備用．

1.4 試樣消化處理

1）海水試樣消化：準(zhǔn)確吸取3.00 mL海水試樣于聚四氟乙烯消化罐中，加入10 mL硝酸，浸泡1h，蓋上密封蓋，按微波消解程序進(jìn)行消化．消解結(jié)束后，冷卻，將消化罐放入超聲水浴箱中，超聲脫氣5 min，將溶液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用去離子水沖洗消化罐內(nèi)壁3次以上，稀釋至刻度，混勻，待測．同時(shí)做空白試驗(yàn)．

2）長莖葡萄蕨藻試樣消化：稱取長莖葡萄蕨藻干試樣0.5 g（精確至0.1 mg）于聚四氟乙烯消化罐中，后續(xù)操作同1.4.1．

1.5 標(biāo)準(zhǔn)系列制備

1）1%硝酸溶液逐級稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1000 μg·mL-1）配制混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，此混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液中各元素系列濃度為：Hg元素系列濃度為0、0.1、0.2、0.4、0.8和1.0 ng·mL-1；As、Pb、Cd、Cr元素系列濃度為0、4、10、20、30和40 ng·mL-1．

2）1%硝酸溶液逐級稀釋內(nèi)標(biāo)混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（100 μg·mL-1），內(nèi)標(biāo)使用液中各元素濃度為1μg·mL-1．

3）1%硝酸溶液逐級稀釋調(diào)諧混合儲(chǔ)備液（10 μg·mL-1），調(diào)諧液濃度為1 ng·mL-1．

1.6 試樣測定

用海水及長莖葡萄蕨藻的原始消化液直接上機(jī)測定As、Pb、Cd、Cr和Hg元素．采用內(nèi)標(biāo)校正定量分析方法定量．

1.7 儀器工作條件選擇

1）微波消解儀工作條件優(yōu)化結(jié)果見表1．

2）ICP-MS儀器工作條件．利用多元素溶液對ICP-MS儀器測定條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見表2．

1.8 元素的質(zhì)荷比及內(nèi)標(biāo)元素的選擇

內(nèi)標(biāo)校正定量分析方法測定元素的質(zhì)荷比及內(nèi)標(biāo)元素的選擇見表3．

表1 微波消解條件

表2 ICP-MS儀器工作參數(shù)

表3 元素的質(zhì)荷比及內(nèi)標(biāo)元素的選擇

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

按優(yōu)化的儀器工作條件進(jìn)行測定相應(yīng)元素的信號(hào)響應(yīng)值，以相應(yīng)元素的濃度（）為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)元素與所選內(nèi)標(biāo)元素的離子數(shù)比值（）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見表4．

由表4可知，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性良好，相關(guān)系數(shù)均在0.9998以上．

2.2 方法的精密度

按優(yōu)化的工作條件進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn)，平行測定3次，結(jié)果見表5．

由表5數(shù)據(jù)可知，5種金屬元素測定RSD均小于等于9.6%，方法精密度高、可靠．

2.3 方法的準(zhǔn)確度

按優(yōu)化的工作條件進(jìn)行準(zhǔn)確度試驗(yàn)，包括加標(biāo)回收率驗(yàn)證及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)控樣測試，結(jié)果見表6．

由表6數(shù)據(jù)可知，5種金屬元素加標(biāo)回收率在95.1%~98.5%范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測試結(jié)果也在證書結(jié)果范圍內(nèi)，方法準(zhǔn)確、可靠．

2.4 金屬元素含量測定

長莖葡萄蕨藻中金屬元素含量測定結(jié)果見表7及圖1至圖3．

由表7和圖1可知，長莖葡萄蕨藻對不同重金屬元素的富集能力有明顯差異．在7月長莖葡萄蕨藻中金屬元素含量最多的是As，最少的是Hg．除Pb外，7月采集的長莖葡萄蕨藻金屬元素含量略高于10月的，原因可能是由于溫度降低、光照強(qiáng)度減弱，長莖葡萄蕨藻的生長變得緩慢，光合作用也在降低，降低了細(xì)胞的新陳代謝，對金屬的富集量減少，導(dǎo)致體內(nèi)在的金屬元素含量減少．

由表7及圖2和圖3可知，不同長度的長莖葡萄蕨藻中同一種重金屬的含量基本相近，也即富集能力基本相同．對于市場消費(fèi)規(guī)格10 cm以上的富集量的變化規(guī)律還需要進(jìn)一步研究．

2.5 長莖葡萄蕨藻對金屬元素的富集能力

同時(shí)間采集長莖葡萄蕨藻及其養(yǎng)殖海水，測定金屬元素含量，根據(jù)金屬元素含量計(jì)算富集系數(shù)，結(jié)果見表8．

由表8可知，長莖葡萄蕨藻金屬元素的富集系數(shù)在0.37與1.61之間，其中，富集能力相對較強(qiáng)的是長莖葡萄蕨藻對As的富集，富集能力最弱的是Hg；不同長度的長莖葡萄蕨藻對同種金屬元素的富集能力基本相同．

表4 標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍、線性方程和相關(guān)系數(shù)

表5 方法的精密度（n=3）

N.D.—表示未檢出．

表6 方法的準(zhǔn)確度

N.D.—表示未檢出．

表7 不同生長期的長莖葡萄蕨藻金屬元素含量（mg·kg-1，以干重計(jì)）

注：Ｉ和Ⅱ分別為2018年7月、10月采集的樣品．

1-7月采集的樣品；2-10月采集的樣品

圖2 7月不同長度的長莖葡萄蕨藻中各金屬元素含量變化

圖3 10月不同長度的長莖葡萄蕨藻中各金屬元素含量變化

2.6 長莖葡萄蕨藻食用安全性

參照GB 2762-2017食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量[8]，評價(jià)長莖葡萄蕨藻食用安全性，結(jié)果見表9．

由表9可知，長莖葡萄蕨藻在養(yǎng)殖過程中對重金屬元素的富集能力相對較弱，如果養(yǎng)殖水達(dá)標(biāo)，基本可以放心適用，但要特別關(guān)注Pb的污染情況．

表8 長莖葡萄蕨藻對金屬元素的富集能力

*長莖葡萄蕨藻中金屬元素含量，以干重計(jì)．

注：Ｉ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表長莖葡萄蕨藻的長度為1~2cm、2~4cm、4~6cm、6~8cm．

表9 長莖葡萄蕨藻食用安全性評價(jià)

*干重占濕重比例為3.2%[9]．

3 結(jié) 論

長莖葡萄蕨藻是一種極具營養(yǎng)價(jià)值的海藻，對不同重金屬元素的富集能力有明顯差異；對重金屬的富集能力較弱，富集系數(shù)在0.37~1.61之間；不同長度的長莖葡萄蕨藻（莖長度小于6 cm）對重金屬的富集能力基本相同；在3~4個(gè)月收獲一次的生產(chǎn)模式下，長莖葡萄蕨藻中重金屬元素含量低于《GB 2762-2017食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》限量，消費(fèi)者可以放心食用．

[1] 吳啟藩，劉東超，丁丹勇，等．不同LED光質(zhì)對長莖葡萄蕨藻生長及光合色素的影響[J]．廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，37（6）：43-50．

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Enrichment offor Heavy Metal Elements and Its Food Safety

LIU Liping1, ZHANG Ting2, LI Xiaodong1, JIN Gang1*, LIN Suzhan1,ZHENG Xiaoxia, LIU Chumin, Qin Jin

（）

The study was aboutcultivated in cement pool of shore-based plant type in Shenzhen. It aims to determine the content of five metal elements inand its cultured seawater, such as As, Pb, Hg, Cd and Cr by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) method. In order to evaluate the safety of food, the characteristics ofto enrich heavy metal elements were analyzed. The result shows that the contents of As, Pb, Hg, Cd and Cr were 0.016mg/kg、2.58mg/kg、0.933mg/kg、0.452mg/kg、0.382mg/kg respectively in dry weight; the enrichment coefficients ofwere 0.37、1.61、1.51、1.07 and 1.17 respectively. The enrichment ability ofwere distinctly different for various heavy metal elements. The ability ofto enrich same heavy metal was basically the same in different lengths. Under the production mode of harvesting once every three months, because the content of heavy metal elements inis lower than the limits set by《GB 2762-2017 National standard for food safety Limits on contaminants in food》, consumers can eat with confidence.

a; cultured sea water; heavy metal elements; enrichment characteristic

2020-05-15

深圳市科技項(xiàng)目資助（JCYJ20170818140317993）

劉莉萍，女，吉林長春人，教授，碩士，研究方向?yàn)槭称钒踩珯z測．

金剛，男，湖北武漢人，教授，博士，研究方向?yàn)楹Ｑ笊铮?/p>

TS2

A

1672-0318（2020）05-0041-06

10.13899/j.cnki.szptxb.2020.05.008