海洋生物型肠内营养制剂氮源重金属含量研究

海洋生物型肠内营养制剂氮源重金属含量研究摘要：通过分析我国南方多个海区１５个海洋生物样品的重金属含量，评价其作为海洋生物型肠内营养制剂氮源的安全性。试验结果表明，１５个样品中有５个样品ｐｂ含量超标，６个样品ａｓ含量超标，所有样品ｈｇ含量均未超标。初步研究表明，我国南方海区黄鳍鲷、花鲈等样品在本次分析中均未出现重金属超标，满足作为海洋生物型肠内营养制剂氮源基料的重金属安全要求，而贝类作为氮源基料，必须根据国家标准的要求进行重金属的控制与脱除。关键词：肠内营养制剂；海洋动物氮源；重金属；含量ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍａｒｉｎｅａｎｉｍａｌｓａｃｔａｓｔｈｅｅｎｔｅｒａｌｎｕｔｒｉｔｉｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎｓｏｕｒｃｅｗａｎｐｅｎｇａ，ｂ，ｃａｉｂｉｎｇ－ｎａａ，ｂ，ｐａｎｊｉａｎ－ｙｕａ，ｙａｎｇｘｉａｏ－ｍａｎａ，ｂ，ｄａｉｗｅｎ－ｊｉｎａ，ｂ，ｃｈｅｎｈｕａａ，ｂ，ｃｈｅｎｄｅ－ｋｅａ，ｂ，ｓｕｎｈｕｉ－ｌｉａ，ｂ（ａ．ｋｅｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆｍａｒｉｎｅｂｉｏ－ｒｅｓｏｕｒｓｅｓｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ／ｓｏｕｔｈｃｈｉｎａｓｅａｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｏｃｅａｎｏｌｏｇｙ／ｇｕａｎｇｄｏｎｇｋｅｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆｍａｒｉｎｅｍａｔｅｒｉａｍｅｄｉｃａ，ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０３０１，ｃｈｉｎａ； ｂ．ｇｒａｄｕａｔｅｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｃｈｉｎｅｓｅａｃａｄｅｍｙｏｆｓｃｉｅｎｃｅｓ，ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，ｃｈｉｎａ）ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｃｏｎｔｅｎｔｏｆｆｉｆｔｅｅｎｍａｒｉｎｅｏｒｇａｎｉｓｍｓｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｕｔｈｃｈｉｎａsｅａａｒｅａｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆusingｔｈｅｍａｒｉｎｅｏｒｇａｎｉｓｍｓａｓｅｎｔｅｒａｌｎｕｔｒｉｔｉｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎｓｏｕｒｃｅｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄ．ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｏｔａｌｆｉｆｔｅｅｎｓａｍｐｌｅｓ，ｆｉｖｅｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｅｘｃｅｅｄｉｎｇｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｓｉｎｐｂｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｉｘｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｅｘｃｅｅｄｉｎｇｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｓｉｎａｓｃｏｎｔｅｎｔ，ｂｕｔｔｈｅｈｇｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｌｌｓａｍｐｌｅｓｍｅｔｔｈｅｓａｆｅｔｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｆｏｏｄａｎｄａｑｕａｔｉｃｐｒｏｄｕｃｔｓ．ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｉｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎａｃａｎｔｈｏｐａｇｒｕｓｌａｔｕｓａｎｄ ｌａｔｅｏｌａｂｒａｘｊａｐｏｎｉｃｕｓdidnotexceedｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｆｒｏｍｔｈｅsｏｕｔｈcｈｉｎａsｅａａｒｅａ，ｔｈｅｙｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙｎｉｔｒｏｇｅｎｓｏｕｒｃｅｏｆｍａｒｉｎｅｅｎｔｅｒａｌｎｕｔｒｉｔｉｏｎ．ｗｈｉｌｅｓｈｅｌｌｆｉｓｈａｓｎｉｔｒｏｇｅｎｓｏｕｒｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｕｎｄｅｒｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｓ．ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｎｔｅｒａｌｎｕｔｒｉｔｉｏｎ；ｍａｒｉｎｅａｎｉｍａｌｓ；ｎｉｔｒｏｇｅｎｓｏｕｒｃｅ；ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ； ｃｏｎｔｅｎｔ肠内营养制剂是指用于临床肠内营养支持的各种产品的统称［１］，其营养成分主要包括各种蛋白质、氨基酸、糖、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维等，其传统原材料来源主要为陆地动植物提取物［２］。近年来，禽流感、口蹄疫、疯牛病等禽畜类疫病频发，使陆源动物原料存在极大的安全隐患。陆源动物原料与海洋生物蛋白相比存在氨基酸含量不高、功能性成分有限等不足，不能满足作为肠内营养制剂氮源的要求［３］。同时，猪、牛等禽畜制品不符合一些宗教饮食的要求，应用将受到限制［４］。海产品是人类最优质的蛋白质来源之一，是作为海洋生物型肠内营养制剂理想的优质氮源，同时含有结构新颖、功能特异的活性物质，使临床营养制剂的功效得到了更大的提高。随着我国工农业快速发展，大量生活和工农业污染物排向海洋，使海洋生物受到不同程度的污染，食用与药用安全性受到威胁。特别是铅（ｐｂ）、汞（ｈｇ）、镉（ｃｄ）、铬（ｃｒ）、砷（ａｓ）等毒性显著的重金属已成为海洋生物原料污染源，引起了人们的广泛关注［５］。若过量食用含有毒重金属的海产品后，可引发若干严重问题，如发育迟缓或畸形、肾脏损伤、诱发癌症、流产、智力低下、甚至会引起死亡［６］。本研究通过对来自我国南方多个海区的１５个具代表性的海洋生物样品进行ｐｂ、ｈｇ、ａｓ的含量分析，进而评价其作为海洋生物型肠内营养制剂氮源基料的安全性，为选择安全优质的海洋生物型肠内营养制剂氮源基料提供指导。１材料与方法１．１试验材料试验样品及来源，见表１。１．２主要试剂与仪器ｈｎｏ３（ｇｒ），ｈ２ｓｏ４（ｇｒ），ｈｃｌｏ４（ｇｒ），ｈｃｌ（ｇｒ），硫脲（ｃｈ４ｎ２ｓ）＋抗坏血酸（ｃ６ｈ８ｏ６）：１２．５ｇ硫脲和７．５ｇ抗坏血酸溶于２５０ｍｌ去离子水中，ｐｂ（１．０ｍｇ／ｍｌ）、ｈｇ（１．０ｍｇ／ｍｌ）、ａｓ（１．０ｍｇ／ｍｌ）标准贮备液均购自国家标准物质研究中心。原子吸收分光光度计（ｓｏｌａａｒ ｍ６，美国热电公司），双道原子荧光光度计（ａｆｓ－８１３０，北京吉天），洁净工作台（ｂｈｃ－１１００ⅲｂ２，北京卓川电子科技有限公司），电子万用电炉（ｄｋ－９８－ⅱ，天津市泰斯特仪器有限公司），电子天平（ａｃｃｕｌａｂ，德国赛多利斯股份公司），旋转蒸发器（ｒ２０５ｂ，无锡市星海王生化设备有限公司），超纯水系统（ｍｉｌｌｉ－ｑａｄｖａｎｔａｇｅａ１０，德国密理博纯水设备），组织捣碎匀浆机（ｊｊ－２，江苏省金坛市正基仪器有限公司），箱式高温电炉（ｓｘ２，上海程顺仪器仪表有限公司）。所有玻璃仪器均用硝酸溶液（２０％）浸泡２４ｈ以上，用去离子水冲洗干净，烘干备用。１．３试验方法１．３．１贝类样品的采集与制备采集体长相似贝类样品１．５ｋｇ。用硬毛刷去掉壳上的附着物，用不锈钢小刀分开彼此相连个体。用现场海水冲洗干净后，放入双层聚乙烯袋中冰冻保存（－１０～－２０℃），待检测。将贝类样品解冻后，用去离子水漂洗每一个体，并使其自然风干。用竹签取出软组织（防止体液丢失），合并匀浆，放入聚乙烯袋中密封，冰冻保存。１．３．２海鱼类样品的采集与制备选取海鱼类样品１．５ｋｇ，用现场海水冲洗干净，冰冻保存（－１０～－２０℃ ），待检测。取解冻并清洗好的个体样品称重。用不锈钢刀切除胸鳍并切开背鳍附近从头部至尾部的鱼皮，在鱼鳃附近和尾部横过鱼体各切一刀，在鱼腹部、鳃和尾部两侧各切一刀。然后将鱼皮和鱼肉分开，谨防外表皮沾污肉片，用另一把不锈钢刀将肌肉与脊椎分离。用竹签取出肌肉。若一侧肌肉不足，用同样方法取出另一侧肌肉。将足够分析测定用的鱼样合并匀浆后放入聚乙烯袋中密封，冰冻保存。１．３．３样品中重金属检测采用无火焰原子吸收分光光度法测定样品中ｐｂ的含量；原子荧光法测定总ｈｇ、ａｓ的含量［７］。２结果与分析２．１重金属测定结果１５个海水养殖样品中3种重金属的含量测定结果见表２。２．２重金属含量评价参考中华人民共和国国家标准ｇｂ２７６２－２００５《食品中污染物限量》，ｇｂ２７３３－２００５《鲜、冻动物性水产品卫生标准》，ｇｂ１８４０６．４－２００１《农产品安全质量：无公害水产品安全要求》：ｐｂ的限量标准为≤０．５ｍｇ／ｋｇ，ｈｇ为≤０．３ｍｇ／ｋｇ，ａｓ为≤１．０ｍｇ／ｋｇ。由表２可知，１５个氮源基料样品中有５个样品ｐｂ超出限量标准，其余１０个氮源基料样品中ｐｂ含量都在０．5ｍｇ／ｋｇ以下，在国家标准要求的限量范围内；１５个样品中ｈｇ的含量均未超标，多数样品在０．０２～０．１０ｍｇ／ｋｇ之间，２个样品超过０．１０ ｍｇ／ｋｇ，满足中华人民共和国国家标准的要求。１５个样品中有６个样品ａｓ含量超出了国标规定的限量标准，另外９个样品的含量均在国家标准规定的范围内。从整体上看，１５个氮源基料样品中，受样品类别和来源地的不同，３种重金属含量差异显著。２．３ａｓ、ｐｂ含量超标原因分析由测定结果可知，部分样品出现了ａｓ、ｐｂ超标现象。原因可能有以下几方面：①随着工农业的发展，大量的ａｓ和ｐｂ被广泛地用于电镀工业、冶金、化工、电子、农药、医药、石油等领域［８－１１］，用来制造相关的产品，如蓄电池、颜料、汽油添加剂、印刷、冶金、制酸、玻璃产品、电缆套、塑料稳定剂等。在这些产品的生产过程中往往将含有ａｓ和ｐｂ的废弃物大量排放到周边海域中，使其在海洋生物体中不断地富集，造成ａｓ和ｐｂ含量超标。沿海不同城市工业发展水平不一，所以不同海区生物体中ａｓ和ｐｂ含量差异性较大。②城市化进程的加快，使得城市生活垃圾增多，在垃圾的焚烧、填埋、堆肥的过程中，随着空气、土壤、雨水等介质的传播，引起重金属的扩散，造成海洋生物体重金属污染［１２，１３］。③在海洋生物样品的生产加工、包装、运输过程中，由于沾染金属工具或接触一些金属设备而引入重金属，导致ａｓ、ｐｂ等重金属出现含量超标现象。④海洋生物由于生长环境的变化，包括水温、季节、饵料、生物体本身的繁殖、生长发育等生理活动有很大的差异，各种生物对重金属的积累和代谢存在较大差异，体内含量往往存在着变化［１４，１５］。⑤ 海洋生物体不同组织对重金属的富集情况不一样，如贝类的鳃、外套膜、消化腺等组织中重金属含量往往较其余组织含量要高［１６，１７］，本次试验中，根据《海洋监测规范：生物体分析》（ｇｂ１７３７８．６－２００７）样品制备方法，未剔除这些重金属富集能力强的组织，而是直接采取所有组织和肌肉一起匀浆处理，这可能是样品中ｐｂ和ａｓ含量偏高的一个因素。另外，按“生长稀释效应”来说，体积大的重金属含量相对要低，呈现负相关性，体积大的生物体生长代谢较快，因此对重金属吸收和排除的速率较快［１８］，反之亦然。⑥水生生物在生存的过程中，从水、悬浮物、沉积物中吸收养分和生命必需元素，同时，非生命必需金属也被水生生物吸收并富集在机体组织中［１９］。重金属沿着底栖或浮游生物的食物链传递过程中，经过不同的营养级浓度往往会被生物放大或稀释，不同的食物链或重金属有不同的规律［２０］。３ 结论海洋养殖产品随来源、产地和品种的不同，重金属含量差异显著。从整体上看，重金属ｈｇ含量均在国家标准范围内，符合食品、水产品安全性要求，对基料的质量和安全性影响相对较小；ａｓ、ｐｂ对海洋生物型肠内营养制剂氮源基料的安全性存在着威胁，给基料的质量安全和开发应用造成了很大的影响。因此，在海洋生物型临床营养制剂的基料选择中，首先应选择无污染或受污染较小的海区及养殖区的水产品为基料来源。本文研究发现，目前南海区的黄鳍鲷、花鲈在重金属安全要求上满足作为海洋生物型肠内营养制剂优质的氮源基料来源。其次，严格对含量超标的海水养殖产品基料进行筛选和控制，进行净化和脱除，以达到海洋生物型临床肠内营养制剂基料的安全、优质的要求。随着肠内营养制剂的不断发展，对其基料安全性的研究也将会不断地深入。未来的研究将会从基料安全性研究逐渐深入到肠内营养制剂基料安全性标准的建立，以达到与国际标准接轨。同时，将会加强海洋生物基料中重金属的控制与脱除工艺研究，深入开展优质基料优选标准的制订以及基料绿色生产工艺研究，使肠内营养制剂达到更加安全、优质、高效、营养的要求，更好地服务于临床。参考文献：［１］蒋朱明，吴蔚然．肠内营养［ｍ］．北京：人民卫生出版社，２００２．［２］吴园涛，孙恢礼，李君．海洋生物型肠内营养制剂的研究进展［ｊ］．肠外与肠内营养，２００７，１４（５）：３０１－３０４．［３］吴园涛，蔡冰娜，孙恢礼．牡蛎肽肠内营养制剂的研制和灭菌工艺研究［ｊ］．广东农业科学，２０１０（３）：１８２－１８５．［４］蔡兰荣．谈中国的宗教饮食禁忌［ｊ］．潍坊学院学报，２００２，２（３）：１０６－１０９．［５］杨一刚．食品中重金属元素检测方法的研究［ｊ］． 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ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，２００３，１４７（１／２／３／４）：７９－１０７．［１０］ｋｌｉｍｍｅｋｓ，ｓｔａｎｈｊ，ｗｉｌｋｅａ，ｅｔａｌ．ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｂｉｏｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｃａｄｍｉｕｍ，ｌｅａｄ，ｎｉｃｋｅｌ，ａｎｄｚｉｎｃｂｙａｌｇａｅ［ｊ］．ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｃｉｅｎｃｅｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００１，３５（２１）：４２８３－４２８８．［１１］ｋｕｍａｒｋｓ，ｇａｎｅｓａｎｋ，ｒａｏｐｖｓ．ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｈｅｌａｔｉｏｎｂｙｎｏｎ－ｌｉｖｉｎｇｂｉｏｍａｓｓｏｆｔｈｒｅｅｃｏｌｏｒｆｏｒｍｓｏｆｋａｐｐａｐｈｙｃｕｓａｌｖａｒｅｚｉｉ（ｄｏｔｙ）ｄｏｔｙ［ｊ］．ｊｏｕｒｎａｌｏｆａｐｐｌｉｅｄｐｈｙｃｏｌｏｇｙ，２００８，２０（１）：６３－６６．［１２］李建新，严建华，池涌，等．垃圾焚烧过程中重金属迁移特性及控制［ｊ］．电站系统工程，２００４，２０（２）：９－１２．［１３］张衍国，武俊，李清海，等．垃圾焚烧重金属迁移特性及其影响因素［ｊ］．环境污染治理技术与设备，２００５，６（１２）：６－１２．［１４］王红．中国北方海域扇贝产品质量的比较研究［ｄ］． 广州：中国科学院南海海洋研究所，２００７．［１５］冯志权，冯金祥，马明辉．北方海洋生态站几种经济动物体内５种重金属残留量［ｊ］．海洋环境科学，２００４，２３（３）：４９－５０，７６．［１６］刘敏，熊邦喜．河蚬的生态习性及其对重金属的富集作用［ｊ］．安徽农业科学，２００８，３６（１）：２２１－２２４．［１７］严立文，黄海军，陈纪涛．黑泥湾海带养殖区沉积物重金属分布特征与富集机制［ｊ］．应用基础与工程科学学报，２０１０，１８（３０）：３９８－４０７．［１８］ｓｉｄｏｕｍｏｕｚ，ｇｎａｓｓｉａ－ｂａｒｅｌｌｉｍ，ｓｉａｕｙ，ｅｔａｌ．ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｍｏｌｌｕｓｋｓｆｒｏｍｔｈｅｓｅｎｅｇａｌｃｏａｓｔ［ｊ］．ｅｎｖｉｒｏｎｉｎｔ，２００６，３２（3）：３８４－３８７．［１９］杨晓云，温勇，陈晓燕，等．重金属在北江鱼类和底栖动物体内的富集及污染评价［ｊ］．环境科学与技术，２０１０，３３（６）：１９４－１９８．［２０］王文雄，潘进芬．重金属在海洋食物链中的传递［ｊ］．生态学报，２００４，２４（３）：５０９－６０４．