长茎葡萄蕨藻对重金属元素的富集及其食用安全性*

刘莉萍，张婷，李晓东，金刚*，林素转，郑晓霞，刘楚敏，秦靖

长茎葡萄蕨藻对重金属元素的富集及其食用安全性*

刘莉萍1，张婷2，李晓东1，金刚1*，林素转1，郑晓霞1，刘楚敏2，秦靖2

（1. 深圳职业技术学院 应用化学与生物技术学院，广东 深圳 518055；2. 中鼎检测技术有限公司，广东 深圳 518055）

以深圳岸基厂房式水泥池养殖长茎葡萄蕨藻为对象，采用ICP-MS分别测定长茎葡萄蕨藻及其养殖海水中重金属元素Hg、As、Pb、Cd和Cr含量，分析长茎葡萄蕨藻对重金属元素的富集特性，以评价其食用安全性．结果发现，该藻Hg、As、Pb、Cd和Cr含量（干重计）分别是0.016、2.58、0.933、0.452、0.382 mg·kg-1，富集系数分别是0.37、1.61、1.51、1.07和1.17，表明该藻对不同重金属元素的富集能力有明显差异．研究还发现，不同长度的直立茎对同一种重金属的富集能力基本相同．在3~4个月收获一次的生产模式下，长茎葡萄蕨藻重金属元素含量低于《GB 2762-2017食品安全国家标准食品中污染物限量》限量，可以放心食用．

长茎葡萄蕨藻；养殖海水；重金属元素；富集特性

长茎葡萄蕨藻（）隶属蕨藻科（）、蕨藻属，又名海葡萄、绿色鱼子酱[1]，是一种高蛋白、高纤维、低脂肪，且富含氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质的可食用大型绿藻[2-5]，主要分布于南太平洋，现有多个国家开展养殖，如中国、日本、菲律宾、越南等热带和亚热带国家．长茎葡萄蕨藻含有大量的DHA和海藻多糖，DHA能够降低血液胆固醇，海藻多糖具有抗氧化、抗癌、抗肿瘤作用，是非常理想的保健食品，深受消费者喜爱，但其对生长环境、水质的要求极高，人工养殖难度较大．消费者在注重食物营养价值的同时，对食品安全性也比较关注．像许多藻类一样，长茎葡萄蕨藻是否也存在对重金属潜在的生物积累，国内研究文献鲜有报道[6-7]．本文以深圳岸基厂房式水泥池养殖基地为考察对象，随机抽取养殖的长茎葡萄蕨藻及养殖海水，监测养殖过程中长茎葡萄蕨藻富集重金属特性，为长茎葡萄蕨藻食用安全评价提供参考数据．

1 实验部分

1.1 材料与试剂

长茎葡萄蕨藻及养殖海水来源于深圳某岸基厂房式水泥池养殖厂，采样时间为2018年7月和10月．

1）As、Pb、Cd、Cr、Hg元素标准储备液：浓度分别为1000 μg·mL-1（国家钢铁材料测试中心，GSB G 62028-90，GSB G 62071-90，GSB G 62040-90，GSB G 62017-90，GSB G 62069-90），使用时用1%硝酸溶液将其逐级稀释成标准溶液使用液．

2）内标溶液：Ge、In、Bi混合标准溶液，浓度分别为100 μg·mL-1，（安捷伦科技有限公司，5188-6525），使用时用1%硝酸溶液将其稀释成1 μg·mL-1标准溶液使用液．

3）质谱调谐液：Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y混合溶液，浓度为10 μg·mL-1，（安捷伦科技有限公司，5188-6564），使用时用1%硝酸溶液将其稀释成1 ng·mL-1标准溶液使用液．

4）硝酸：质量分数为70%，优级纯．

5）去离子水：实验室用水GB/T 6682中的一级水，电阻率≥18.2 MΩ/cm．

6）柑橘叶成分分析标准物质（质控样）：中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，证书GBW10020．

1.2 仪器与设备

7500型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS），美国Agilent公司；Milestome ETHOS One微波消解仪，北京莱伯泰科仪器股份有限公司；BSA224S电子分析天平（感量0.1 mg），德国赛多利斯公司；Casada超纯水系统，美国PAL公司；LG-04摇摆式高速中药粉碎机（200 g），新昌县德科机械有限公司；DHG-9075A电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司．

1.3 试样制备

长茎葡萄蕨藻试样经淡水冲洗干净，除去表面的泥沙和附生物，再用去离子水洗涤3次，按长度分为3类，即长度小于2 cm、2~4 cm、4~6 cm，放入100 ℃烘箱烘干至恒质量后粉碎，过40目筛，保存于干燥器中备用．

1.4 试样消化处理

1）海水试样消化：准确吸取3.00 mL海水试样于聚四氟乙烯消化罐中，加入10 mL硝酸，浸泡1h，盖上密封盖，按微波消解程序进行消化．消解结束后，冷却，将消化罐放入超声水浴箱中，超声脱气5 min，将溶液转移至50 mL容量瓶中，用去离子水冲洗消化罐内壁3次以上，稀释至刻度，混匀，待测．同时做空白试验．

2）长茎葡萄蕨藻试样消化：称取长茎葡萄蕨藻干试样0.5 g（精确至0.1 mg）于聚四氟乙烯消化罐中，后续操作同1.4.1．

1.5 标准系列制备

1）1%硝酸溶液逐级稀释标准储备液（1000 μg·mL-1）配制混合标准工作溶液，此混合标准工作溶液中各元素系列浓度为：Hg元素系列浓度为0、0.1、0.2、0.4、0.8和1.0 ng·mL-1；As、Pb、Cd、Cr元素系列浓度为0、4、10、20、30和40 ng·mL-1．

2）1%硝酸溶液逐级稀释内标混合标准储备液（100 μg·mL-1），内标使用液中各元素浓度为1μg·mL-1．

3）1%硝酸溶液逐级稀释调谐混合储备液（10 μg·mL-1），调谐液浓度为1 ng·mL-1．

1.6 试样测定

用海水及长茎葡萄蕨藻的原始消化液直接上机测定As、Pb、Cd、Cr和Hg元素．采用内标校正定量分析方法定量．

1.7 仪器工作条件选择

1）微波消解仪工作条件优化结果见表1．

2）ICP-MS仪器工作条件．利用多元素溶液对ICP-MS仪器测定条件进行优化，结果见表2．

1.8 元素的质荷比及内标元素的选择

内标校正定量分析方法测定元素的质荷比及内标元素的选择见表3．

表1 微波消解条件

表2 ICP-MS仪器工作参数

表3 元素的质荷比及内标元素的选择

2 结果与讨论

2.1 标准曲线绘制

按优化的仪器工作条件进行测定相应元素的信号响应值，以相应元素的浓度（）为横坐标，以相应元素与所选内标元素的离子数比值（）为纵坐标，绘制标准曲线，结果见表4．

由表4可知，标准曲线线性良好，相关系数均在0.9998以上．

2.2 方法的精密度

按优化的工作条件进行精密度实验，平行测定3次，结果见表5．

由表5数据可知，5种金属元素测定RSD均小于等于9.6%，方法精密度高、可靠．

2.3 方法的准确度

按优化的工作条件进行准确度试验，包括加标回收率验证及标准物质质控样测试，结果见表6．

由表6数据可知，5种金属元素加标回收率在95.1%~98.5%范围内，标准物质测试结果也在证书结果范围内，方法准确、可靠．

2.4 金属元素含量测定

长茎葡萄蕨藻中金属元素含量测定结果见表7及图1至图3．

由表7和图1可知，长茎葡萄蕨藻对不同重金属元素的富集能力有明显差异．在7月长茎葡萄蕨藻中金属元素含量最多的是As，最少的是Hg．除Pb外，7月采集的长茎葡萄蕨藻金属元素含量略高于10月的，原因可能是由于温度降低、光照强度减弱，长茎葡萄蕨藻的生长变得缓慢，光合作用也在降低，降低了细胞的新陈代谢，对金属的富集量减少，导致体内在的金属元素含量减少．

由表7及图2和图3可知，不同长度的长茎葡萄蕨藻中同一种重金属的含量基本相近，也即富集能力基本相同．对于市场消费规格10 cm以上的富集量的变化规律还需要进一步研究．

2.5 长茎葡萄蕨藻对金属元素的富集能力

同时间采集长茎葡萄蕨藻及其养殖海水，测定金属元素含量，根据金属元素含量计算富集系数，结果见表8．

由表8可知，长茎葡萄蕨藻金属元素的富集系数在0.37与1.61之间，其中，富集能力相对较强的是长茎葡萄蕨藻对As的富集，富集能力最弱的是Hg；不同长度的长茎葡萄蕨藻对同种金属元素的富集能力基本相同．

表4 标准曲线线性范围、线性方程和相关系数

表5 方法的精密度（n=3）

N.D.—表示未检出．

表6 方法的准确度

N.D.—表示未检出．

表7 不同生长期的长茎葡萄蕨藻金属元素含量（mg·kg-1，以干重计）

注：Ｉ和Ⅱ分别为2018年7月、10月采集的样品．

1-7月采集的样品；2-10月采集的样品

图2 7月不同长度的长茎葡萄蕨藻中各金属元素含量变化

图3 10月不同长度的长茎葡萄蕨藻中各金属元素含量变化

2.6 长茎葡萄蕨藻食用安全性

参照GB 2762-2017食品安全国家标准食品中污染物限量[8]，评价长茎葡萄蕨藻食用安全性，结果见表9．

由表9可知，长茎葡萄蕨藻在养殖过程中对重金属元素的富集能力相对较弱，如果养殖水达标，基本可以放心适用，但要特别关注Pb的污染情况．

表8 长茎葡萄蕨藻对金属元素的富集能力

*长茎葡萄蕨藻中金属元素含量，以干重计．

注：Ｉ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表长茎葡萄蕨藻的长度为1~2cm、2~4cm、4~6cm、6~8cm．

表9 长茎葡萄蕨藻食用安全性评价

*干重占湿重比例为3.2%[9]．

3 结 论

长茎葡萄蕨藻是一种极具营养价值的海藻，对不同重金属元素的富集能力有明显差异；对重金属的富集能力较弱，富集系数在0.37~1.61之间；不同长度的长茎葡萄蕨藻（茎长度小于6 cm）对重金属的富集能力基本相同；在3~4个月收获一次的生产模式下，长茎葡萄蕨藻中重金属元素含量低于《GB 2762-2017食品安全国家标准食品中污染物限量》限量，消费者可以放心食用．

[1] 吴启藩，刘东超，丁丹勇，等．不同LED光质对长茎葡萄蕨藻生长及光合色素的影响[J]．广东海洋大学学报，2017，37（6）：43-50．

[2] 姜芳燕，宋文明，杨宁，等．海南长茎葡萄蕨藻的营养成分分析及评价[J]．食品工业科技，2014，35（24）：356-359．

[3] PAUL N A, NEVEUX N, MAGNUSSON M, et al. Comparative production and nutritional value of “sea grapes”—the tropical green seaweedsand[J]., 2014，26（4）：1833-1844．

[4] 唐贤明，刘小霞，孟凡同，等．海马齿和长茎葡萄蕨藻的营养成分分析及评价[J]．热带生物学报，2018，9（2）：129-135．

[5] 王波，郑风荣，王欣，等．长茎葡萄蕨藻和冈村蕨藻的营养成分分析及评价[J]．营养学报，2018，40（5）：515-517．

[6] APIRATIKUL R, PAVASANT P. Batch and column

studies of biosorption of heavy metals by[J]., 2008，99（8）：2766-2777．

[7] PIMOL P, KHANIDTHA M, PRASERT P. Influence of particle size and salinity on adsorption of basic dyes by agricultural waste: dried Seagrape () [J]., 2008，20（6）：760-768．

[8] GB 2762-2017 食品安全国家标准，食品中污染物限量[S]．

[9] Shane E Perryman, Imran Lapong, Akhmad Mustafa, et al. Potential of metal contamination to affect the food safety of seaweed (spp.) cultured in coastal ponds in Sulawesi, Indonesia[J]., 2017，5：27-33．

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

深圳市科技项目资助（JCYJ20170818140317993）

刘莉萍，女，吉林长春人，教授，硕士，研究方向为食品安全检测．

金刚，男，湖北武汉人，教授，博士，研究方向为海洋生物．

TS2

A

1672-0318（2020）05-0041-06

10.13899/j.cnki.szptxb.2020.05.008