上海海洋大学学报  2022, Vol. 31 Issue (4): 1005-1015    PDF    
中华绒鳌蟹不同可食组织砷元素分布特征分析
齐自元1, 胡钰梅1, 曹欢1, 刘海泉1, 谢庆超1,2, 赵勇1,2,3     
1. 上海海洋大学 食品学院, 上海 201306;
2. 农业农村部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室, 上海 201306;
3. 上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心, 上海 201306
摘要:为了解中华绒鳌蟹(Eriocheir sinensis)不同可食组织(性腺、肝胰腺、体肉、腿肉、钳肉)总砷含量、水溶性砷形态、脂溶性总砷含量分布特征,分别采用电感耦合等离子体质谱法和高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术分析中华绒螯蟹不同可食组织总砷、水溶性砷形态和脂溶性总砷含量。结果表明:在雌蟹中总砷均值含量呈现性腺>肝胰腺>体肉、腿肉>钳肉的趋势,且有显著差异;在雄蟹中总砷均值含量呈现肝胰腺>体肉、腿肉>钳肉、性腺的趋势,且有显著差异;雌蟹和雄蟹不同可食组织总砷含量随体质量的增大呈逐渐升高的趋势,8个省份中华绒鳌蟹成蟹性腺和肝胰腺中总砷含量处于相对稳定的水平。在肌肉组织中6种水溶性砷的百分比为83.3%~99.6%,性腺和肝胰腺组织中6种水溶性砷的百分比为18.8%~51.8%,肌肉组织与性腺、肝胰腺组织中水溶性砷百分比有显著差异。在性腺(雌)和肝胰腺(雌、雄)组织中脂溶性总砷的百分比为14.3%~72.6%,3个组织脂溶性总砷百分比均值无显著差异,3个组织脂肪中总砷含量与相应组织总砷含量呈正相关性,与相应组织脂肪含量无正相关性。可见,中华绒鳌蟹不同可食组织总砷含量存在差异性,水溶性砷是肌肉组织中砷的主要形态,砷甜菜碱(AsB)是水溶性砷的主要成分,在性腺(雌)和肝胰腺组织中存在一定量的脂溶性砷。
关键词中华绒鳌蟹    总砷    水溶性砷    脂溶性砷    分布特征    

砷是一种类金属元素,广泛分布在海洋、淡水和土壤环境中,水环境中砷的含量较低,主要以As (V)存在[1]。水体中大量的藻类等初级生产者可将无机砷吸收、转化为有机砷,并通过食物链传递,从而对水生生态系统产生显著影响[2-3]。砷的毒性取决于其存在的化学形态,砷的化学形态包括无机砷:亚砷酸盐[As(Ⅲ)]和砷酸盐[As(Ⅴ)],以及有机结合的种类,基于它们在水或油中的溶解度可分为水溶性砷和脂溶性砷[4]。在水溶性砷中,砷甜菜碱(AsB)是大多数鱼类中主要的有机形态,通常占总砷含量的90%以上,砷甜菜碱被认为是无毒的。相反,无机砷则具有高毒性,国际癌症研究机构(IARC)已将砷和无机砷化合物归类为第一类致癌物[5]。脂溶性砷化合物是存在于水生生物脂质或油性部分中的主要砷形态,目前的研究主要集中在海洋生物中,已鉴定出40多种砷脂,但是关于砷脂的分布、丰度、新陈代谢、潜在毒性以及来源等相关知识仍然有限[6]。严国等[7]测定了青蟹(Scylla serrata)和三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)不同可食组织总砷和水溶性砷形态,结果表明海蟹体内均以AsB为主,AsB占其总砷含量的60.9%~99.4%。赵艳芳等[8]测定了虾蛄可食组织中砷的形态及分布,发现虾蛄可食组织中总砷含量较高且与雌雄性别无相关性,性腺组织中的总砷含量普遍高于肌肉组织。中华绒鳌蟹(Eriocheir sinensis)营养丰富,味道鲜美,是中华传统美食,深受人们的喜爱,LIU等[9]测定了中华绒螯蟹全食组织中总砷和水溶性砷形态,总砷含量范围为0.25~1.66 mg/kg(湿质量),AsB是水溶性砷的主要成分。目前对中华绒螯蟹砷元素的研究报道都集中在全食组织,由于其性腺、肝胰腺、肌肉组成成分差异较大,尚未见对其不同可食组织水溶性砷及脂溶性总砷的研究报道,本研究分析中华绒鳌蟹不同可食组织中水溶性砷的赋存形态和含量,同时研究了性腺(雌)和肝胰腺中总砷水平与脂溶性总砷水平之间的可能相关性,为中华绒螯蟹不同可食组织砷元素的特征分布提供数据支持。

1 材料与方法 1.1 材料与试剂

2017—2020年10—11月采集安徽、湖北、江苏、江西、山东、上海、浙江、湖南等地中华绒螯蟹主要养殖区域的成蟹样品[雌蟹(202.0±6.2)g,雄蟹(220.0±7.5)g],不同规格中华绒螯蟹总砷含量比较的样品2020年11月采购于上海东方国际水产批发市场(产地:固城湖),不同省份中华绒螯蟹成蟹性腺和肝胰腺总砷含量比较的样品2020年11月采集于8个省份。

AsB溶液标准物质(GBW08670)、DMA溶液标准物质(GBW08669)、AsC(GBW08671)、MMA溶液标准物质(GBW08668)、As(Ⅴ)溶液标准物质(GBW08667)、As(Ⅲ)溶液标准物质(GBW08666)购于国家有色金属及电子材料分析测试中心;扇贝粉(GBW10023)和大虾(GBW10050)生物成分分析标准物质购于地球物理地球化学勘查研究所;金枪鱼组织中砷形态标准物质(BCR-627)购于北京世纪奥科生物科技有限公司;(NH4)2CO3(色谱纯)购于阿拉丁试剂(上海)有限公司;甲醇、正己烷、三氯甲烷(均为色谱纯)由德国Merck公司生产;硝酸(优级纯)由上海安谱实验科技股份有限公司生产。

1.2 仪器与设备

Vanquish超高效液相色谱仪(美国Thermo公司);iCAP Q电感耦合等离子体质谱仪(美国Thermo公司);湘仪H-2050R高速离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司);MS2旋涡混合器(德国IK公司);AL204型电子天平(瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司);超声清洗机(宁波海曙科生超声设备有限公司);CEM-MARS 6微波消解仪(美国CEM公司);Milli-Q超纯水净化器(美国Millipore公司)。

1.3 方法 1.3.1 样品制备

中华绒鳌蟹清洗干净去壳后,取出可食用组织,包括性腺、肝胰腺、体肉、腿肉和钳肉,分别匀浆后放入-40 ℃冰箱待用。

1.3.2 中华绒鳌蟹不同可食组织总砷的测定

按GB 5009.268—2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》[10]规定操作进行,样品消解:称取0.2~0.5 g(精确至0.001 g)于微波消解罐中,加入4 mL硝酸和1 mL双氧水浸泡过夜,盖塞密闭后放入微波消解仪中,在1 600 W功率下从室温升至180 ℃(25 min),在180 ℃下恒温30 min,然后降温至室温,赶酸冷却后用超纯水定容至25 mL,待上机测定。每个样品做3次平行,同时随样品做试剂空白样,采用扇贝和大虾粉作为质控样进行结果质量控制,质控样品标准值、测定值和相对标准偏差见表 1。结果表明两种质控样品的总砷测定值都在标准值范围内,说明采用的ICP-MS测定方法准确度高。

表 1 质控样品总砷含量的测定 Tab.1 Determination of total arsenic content in quality control samples

测定条件:用调谐液对ICP-MS测定条件进行优化,使7Li>50 000、59Co>100 000、115In>220 000、238U>300 000CPS、140Ce16O /140Ce<2%,以氦气作为碰撞反应气,去除多原子离子的干扰,待59Co /35Cl16O>18、59Co>30 000CPS后将样品消解液用ICP-MS测定,并用内标元素73Ge进行校正。

1.3.3 中华绒鳌蟹不同可食组织水溶性砷形态测定

参考GB 5009.11—2014《食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定》[11],采用HPLC-ICP-MS联用技术测定水溶性砷形态。样品砷形态前处理参考乔艺飘等[12]的方法略做调整:称取1.00 g样品(准确至0.01 g),置于50 mL离心管中,加入20 mL的0.5 mmol/L(NH4)2CO3溶液,涡旋振荡5 min,置于常温超声水浴锅中,超声30 min。提取完毕,10 000 r/min离心15 min。取10 mL上清液置于离心管中,加入10 mL正己烷,涡旋振荡5 min后,10 000 r/min离心15 min,弃去上层正己烷。按此过程重复1次。吸取下层清液,经0.22 μm水相滤膜过滤后上机分析。每个样品做3次平行,按同一操作方法作空白试验。

表 2 水溶性砷形态分析仪器参数 Tab.2 Parameters of water-soluble arsenic speciation analysis instrument
1.3.4 中华绒螯蟹性腺(雌)和肝胰腺组织脂溶性砷的提取

脂溶性砷的提取参考SELE等[13]的方法略作调整,分别准确称取中华绒螯蟹性腺(雌)、肝胰腺(雌、雄)2.5 g至50 mL离心管中,依次加入2.5 mL氯仿、5 mL甲醇、2 mL超纯水,超声提取30 min。然后将样品通过布氏抽滤系统进行过滤,残渣用2.5 mL氯仿和1.5 mL超纯水清洗,将滤液转移至50 mL离心管中,-40 ℃冷冻24 h,恢复至常温后4 000 r/min离心20 min,弃去上层水相溶液,将下层脂相溶液转移至100 mL鸡心瓶中,45 ℃真空旋转蒸发至恒重,得淡黄色油脂。每个样品做3次平行,同时做对照试验。称量油脂的质量,性腺或肝胰腺中脂肪的百分含量通过油脂的质量与肝胰腺或性腺初始的质量之比进行计算。称取0.2~0.5 g油脂(精确至0.001 g),微波消解后测定总砷的含量,乘以油脂的质量得到脂溶性总砷的含量,每个样品做3次平行。

1.4 数据统计与分析

采用SPSS Statistics 25.0软件处理数据,结果以平均值±标准差表示,组间分析采用单因素ANOVA检验,P<0.05为显著差异,采用Origin 2019软件作图。

2 结果与分析 2.1 中华绒鳌蟹不同可食组织总砷含量的测定

表 3为2017—2020年10—11月采集的中华绒鳌蟹不同可食组织总砷含量测定结果: 在雌蟹中总砷均值含量呈现性腺>肝胰腺>体肉、腿肉>钳肉的趋势,且有显著差异(P<0.05);在雄蟹中总砷均值含量呈现肝胰腺>体肉、腿肉>钳肉、性腺的趋势,且有显著差异(P<0.05);雌蟹性腺总砷均值含量为雄蟹性腺总砷均值含量的5.5倍,有显著差异(P<0.05);雌蟹肝胰腺与雄蟹肝胰腺总砷均值含量无显著差异;雌蟹体肉总砷均值含量小于雄蟹体肉总砷均值含量,有显著差异(P<0.05);雌蟹腿肉、钳肉总砷均值含量与雄蟹腿肉、钳肉总砷均值含量分别无显著差异。结果表明中华绒鳌蟹不同可食组织均有一定的砷污染,雌蟹、雄蟹的不同可食组织中总砷含量存在差异性,雌蟹与雄蟹的性腺组织总砷含量有显著不同。我国国家标准对甲壳类动物总砷的含量无限量标准,对无机砷的限量值为0.5 mg/kg(湿质量)[14],中华绒鳌蟹不同组织总砷均值含量都高于0.5 mg/kg,因此有必要对中华绒鳌蟹砷形态进行分析。

表 3 中华绒螯蟹不同可食组织总砷含量测定(湿质量) Tab.3 Determination results of total arsenic content in different edible tissues of Chinese mitten crab(wet mass)
2.2 不同规格中华绒螯蟹不同可食组织总砷含量的测定

表 4为2020年11月采集的相同产地不同规格中华绒鳌蟹不同可食组织总砷含量测定结果: 在雌蟹、雄蟹4个不同规格中,随着体质量的增加5个不同可食组织总砷含量都呈现逐渐升高的趋势; 在雌蟹4个不同规格中,不同可食组织总砷含量F4>F3>F2、F1,且有显著差异(P<0.05);在雄蟹4个不同规格中,不同可食组织总砷含量M4>M3>M2、M1,且有显著差异(P<0.05);雌F2[(100.3±5.85) g]与雄M1[(100.3±3.77) g],雌F3[(135.4±3.21) g]与雄MV2[(133.4±3.95) g]规格一致,体质量无显著差异,雌蟹各可食组织总砷含量显著高于雄蟹相应组织(P<0.05)。研究结果表明,同一产地同一季节相同规格条件下雌蟹比雄蟹更容易富集砷元素。在雌蟹4个规格中总砷均值含量都呈现性腺>肝胰腺>体肉、腿肉>钳肉的趋势,且有显著差异(P<0.05);在雄蟹4个规格中总砷均值含量都呈现肝胰腺>体肉、腿肉>钳肉、性腺的趋势,且有显著差异(P<0.05),与表 4实验结果一致。中华绒鳌蟹栖息在底质环境中,以藻类、底栖动物及有机碎屑为食,摄入的砷在体内不断转化为水溶性或脂溶性有机砷,这或许是中华绒鳌蟹不同组织总砷含量随体质量的增加呈逐渐升高趋势的原因之一。

表 4 相同产地相同季节不同规格中华绒螯蟹不同可食组织总砷含量测定(湿质量) Tab.4 Determination results of total arsenic content in different edible tissues of Chinese mitten crabs with different specifications in the same place of production in the same season (wet mass)
2.3 不同产地中华绒螯性腺和蟹肝胰腺总砷含量的测定

表 5为2020年11月采集的8个省份218只中华绒螯蟹成蟹性腺和肝胰腺总砷含量测定结果,雌蟹性腺、雄蟹性腺、肝胰腺总砷均值含量分别为(3.15±0.66)mg/kg、(0.56±0.17)mg/kg、(1.67±0.62)mg/kg。浙江省采集的中华绒螯蟹性腺(雌、雄)、肝胰腺总砷均值含量最高,分别为(3.91±0.73) mg/kg、(0.65±0.16) mg/kg、(2.39±0.48) mg/kg,上海采集的中华绒鳌蟹性腺(雌、雄)、肝胰腺总砷均值含量最低,分别为(2.50±0.50) mg/kg、(0.51±0.12)mg/kg、(1.36±0.58)mg/kg。除浙江省和上海市外,其他省份中华绒鳌蟹性腺(雌)、肝胰腺总砷均值含量无显著差异。雄蟹性腺总砷均值含量浙江省与其他省份有显著差异(P<0.05),其他省份之间无显著差异。10—12月是人们喜食中华绒鳌蟹的黄金时段,雌蟹蟹黄(性腺+肝胰腺)和雄蟹蟹膏(性腺+肝胰腺)处于大生长期的快速发育阶段,一般也是人们食用大闸蟹最喜欢的组织,同时也是砷富集的主要部位。结果表明8个不同省份中华绒鳌蟹成蟹性腺和肝胰腺中总砷含量处于相对稳定的水平。

表 5 不同产地中华绒螯蟹性腺和肝胰腺总砷含量测定(湿质量) Tab.5 Determination results of total arsenic content in gonads and hepatopancreas of Eriocheir sinensis from different origins(wet mass)
2.4 中华绒螯蟹不同可食组织水溶性砷形态测定

表 6为中华绒螯蟹不同组织水溶性砷化合物测定结果: 所有样品均检出AsB且含量最高,含量为0.21~1.65 mg/kg; 在雌蟹中AsB均值含量呈现体肉、腿肉>性腺、肝胰腺、钳肉的趋势,且有显著差异(P<0.05),测定值为0.21~1.65 mg/kg;在雄蟹中AsB均值含量呈现体肉、腿肉>肝胰腺、钳肉>性腺的趋势,且有显著差异(P<0.05),测定值为0.17~1.58 mg/kg; DMA只在雌蟹和雄蟹性腺、肝胰腺中检出,生物体吸收无机砷后在酶的作用下甲基化生成DMA,DMA在砷糖和砷脂合成中具有核心作用[15]; AsC在不同组织均有检出,含量为0~0.82 mg/kg,AsC是海洋动物中砷甜菜碱代谢的前体形式,通过跟踪标记砷胆碱发现,它能被快速吸收并转化成砷甜菜碱,仅有很少部分被降解成无机砷、MMA或DMA[16]; As(III)和As(V)仅在肝胰腺少量样品检出,含量为0~0.21 mg/kg,均未超过国家食品安全标准对水产动物无机砷限量值(0.5 mg/kg)要求; 雌蟹体肉、腿肉、钳肉水溶性砷的含量为83.3%~99.6%,雄蟹体肉、腿肉、钳肉水溶性砷的含量86.7%~98.2%,无显著差异;雌蟹性腺、肝胰腺水溶性砷的含量为21.1%~51.8%,雄蟹性腺、肝胰腺水溶性砷的含量为18.5%~49.8%,无显著差异; 雌蟹和雄蟹体肉、腿肉、钳肉水溶性砷的含量显著高于性腺、肝胰腺水溶性砷的含量,因为性腺和肝胰腺中含有一定量的脂溶性砷。

表 6 中华绒螯蟹不同可食组织水溶性砷化合物测定结果(湿质量) Tab.6 Determination results of water-soluble arsenic compounds in different tissues of Chinese mitten crab(wet mass)
2.5 中华绒螯蟹性腺(雌)、肝胰腺脂肪含量和脂溶性总砷含量

表 7可知: 雌蟹和雄蟹肝胰腺组织脂肪含量远高于雌蟹性腺脂肪含量,雌蟹性腺、雌蟹肝胰腺和雄蟹肝胰腺中脂肪的平均含量分别为9.76%±1.57%、38.85%±4.58%、39.97%±7.33%。雌蟹性腺脂肪含量与雌蟹、雄蟹肝胰腺脂肪含量有显著差异(P<0.05),雌蟹肝胰腺与雄蟹肝胰腺脂肪含量无显著差异(P>0.05),肝胰腺脂肪均值含量约为性腺脂肪均值含量的4倍。雌蟹性腺、雌蟹和雄蟹肝胰腺脂肪中总砷的含量占相应性腺和肝胰腺总砷平均含量分别为36.35%±14.25%、39.21%±10.09%、46.32%±12.23%,3个组织中脂溶性总砷的含量无显著差异(P>0.05)。结果表明肝胰腺组织(雌、雄)脂肪含量高于性腺组织(雌),雌蟹性腺、雌蟹和雄蟹肝胰腺组织均含有一定量的脂溶性砷,脂溶性砷的含量范围为14.34%~72.59%,3个组织中脂溶性总砷的含量无显著差别。

表 7 中华绒螯蟹不同组织脂肪含量和脂溶性总砷含量测定结果 Tab.7 Results of determination of fat content and fat-soluble arsenic in different tissues of Chinese mitten crab
2.6 中华绒鳌蟹性腺(雌)和肝胰腺中总砷含量与相应脂溶性总砷含量线性关系

中华绒鳌蟹性腺(雌)和肝胰腺中总砷含量与相应脂溶性总砷的线性关系见图 1,雌蟹性腺(n=21)、雌蟹肝胰腺(n=21)、雄蟹肝胰腺(n=26)样品总砷含量分别为1.43~5.34 mg/kg、0.55~2.99 mg/kg、0.34~6.03 mg/kg,相应脂肪中总砷的含量分别为5.82~15.38 mg/kg、0.49~3.20 mg/kg、0.64~5.52 mg/kg,雌蟹性腺脂肪总砷均值含量高于雌蟹肝胰腺、雄蟹肝胰腺脂肪总砷均值含量,且有显著差异(P<0.05),雌蟹肝胰腺脂肪总砷含量与雄蟹肝胰腺脂肪总砷含量无显著差异(P>0.05)。雌蟹性腺、肝胰腺和雄蟹肝胰腺总砷含量与相应脂肪中总砷的含量呈正相关性,线性关系分别为:y=2.557 0x+2.966 4, R2=0.709 3[图 1(a)]; y=1.009 5x+0.000 7, R2=0.856 2[图 1(b)]; y=0.721 8x+0.370 5, R2=0.896 1[图 1(c)]。结果表明,性腺(雌)和肝胰腺组织总砷含量越高,其脂溶性总砷含量也越高。SELE等[13]测定了26个鳕鱼鱼肝样品及相应鱼肝油中总砷的含量,鳕鱼鱼肝总砷含量与相应鱼肝油中总砷的含量呈正相关性(R2=0.80),与本研究结果相似。

图 1 中华绒鳌蟹性腺(雌)和肝胰腺总砷含量与相应脂溶性总砷含量的线性关系 Fig. 1 Linear relationship between the total arsenic content in the gonads (female) and hepatopancreas of Eriocheir sinensis and the total arsenic content in the corresponding fat
2.7 中华绒鳌蟹性腺(雌)和肝胰腺脂肪含量与相应脂溶性总砷含量线性关系

中华绒鳌蟹性腺和肝胰腺脂肪含量与相应脂溶性总砷含量的线性关系见图 2,雌蟹性腺(n=21)、雌蟹肝胰腺(n=21)、雄蟹肝胰腺(n=26)样品脂肪含量分别为5.09%~11.93%、29.03%~48.09%、18.51%~49.65%,相应脂肪中总砷的含量分别为5.82~15.38 mg/kg、0.49~3.20 mg/kg、0.64~5.52 mg/kg,雌蟹性腺、肝胰腺和雄蟹肝胰腺脂肪含量与相应脂肪中总砷的含量无正相关性,线性关系分别为y=-0.467 9x+15.313, R2=0.0458[图 2(a)]; y=0.011 3x+1.324 4, R2=0.003[图 2(b)]; y=0.028 7x+1.6245, R2=0.0177[图 2(c)]。在脂肪中脂溶性砷一般主要以砷脂肪酸(AsFAs)和砷碳水化合物(AsHCs)的形式存在,结果表明性腺(雌)和肝胰腺脂肪中总砷含量未随脂肪含量升高而升高。

图 2 中华绒鳌蟹性腺和肝胰腺脂肪含量与相应脂溶性总砷含量的线性关系 Fig. 2 The linear relationship between the gonad and hepatopancreas fat content of Eriocheir sinensis and the corresponding fat-soluble total arsenic content
3 讨论

ARKADIUSZ等[17]对波兰什切青潟湖中华绒鳌蟹不同组织砷等元素进行了调查,发现总砷含量呈现性腺(雌)>甲壳>肝胰腺>鳃组织>肌肉组织,与本研究结果一致。长江流域中华绒鳌蟹性腺和肝胰腺组织水分含量一般为43.77%~56.13%,肌肉组织水分含量一般为79.77%~83.47%[18-19],水分含量不同是中华绒鳌蟹不同可食组织总砷含量(湿质量)有差异性的原因之一。韩雅荃等[20]对三疣梭子蟹体内砷的蓄积特异性进行了研究,结果表明三疣梭子蟹肝胰腺组织对总砷的富集能力比肌肉组织高。YILMAZ等[21]研究表明,重金属离子在螃蟹体内器官的累积程度取决于器官的生理作用,肝胰腺作为螃蟹体内的代谢解毒器官被认为是金属蓄积的靶器官,这也是肝胰腺对总砷的富集能力高于肌肉的主要原因。中华绒鳌蟹性腺(雌)和肝胰腺总砷含量普遍高于肌肉组织应该也是相似原因。本研究中中华绒螯蟹不同可食组织总砷均值含量均低于已报道的具有较强砷富集能力的青蟹、三疣梭子蟹和虾蛄相应组织,ZHANG等[22]的研究表明,海水底栖鱼虾中砷的浓度与沉积物中砷的浓度呈显著正相关,同时砷的生物富集尤其是AsB与海水的盐度呈正相关,表明盐度可以控制砷的转移。LARSEN等[23]研究了3种远洋鱼类总砷含量与海水盐度的关系,发现随海水盐度升高3种远洋鱼类总砷含量(主要成分AsB)呈升高的趋势,AsB的吸收和代谢与盐度有关。中华绒鳌蟹与海水虾蟹总砷含量的差异可能是因为其生活水域沉积物中砷的浓度和盐度不同造成的。GHAENI等[24]对波斯湾的蓝蟹中砷等污染物进行了调查,发现总砷含量水平与螃蟹大小之间存在显著相关性,呈正相关,与本研究结果相似。刘新香等[25]对安徽省8个区域养殖的中华绒螯蟹总砷含量进行了分析,总砷均值含量为0.23~0.76 mg/kg,不同区域养殖的中华绒螯蟹总砷含量有差异性,总砷含量水平与其养殖水域砷污染情况相关。本研究中浙江省地区采集的中华绒螯蟹性腺和肝胰腺中总砷均值含量与其他省份有显著差异,可能是其养殖水域或沉积物中砷的含量高于其他区域的原因。

在水产品肌肉组织中砷主要以水溶性的形态存在,AsB是水溶性砷的主要成分,研究表明AsB化学性质稳定、无毒,在人体和其他哺乳动物中未发生转化便被排泄出体外,常被视为无毒的有机砷形态。ZHANG等[26-27]研究表明食物中的无机砷较难被篮子鱼和鲈鱼吸收,并且它们在鱼体组织中被生物转化成有机砷而不是直接累积,食物中的有机砷AsB可以直接通过鱼体消化器官的上皮细胞,容易被鱼体吸收,而且是砷在鱼体组织中最终的存储形式。RUMPLER等[28]首次在罐装鳕鱼肝中鉴定出含砷脂肪酸(AsFAs),已有研究提出脂溶性砷复合物主要是通过连续甲基化和还原无机砷而形成的生物转化产物。在海洋生物中已鉴定出4类砷脂:砷糖磷脂(As-sugPLs)、含砷碳氢化合物(AsHCs)、含砷脂肪酸(AsFAs)和阳离子三甲基砷脂肪醇(TMFAsOHs)。目前脂溶性砷的准确分子结构和标准物质非常少,限制了脂溶性砷的研究。ARROYO-ABAD等[29]和LISCHKA等[30]采用HPLC-ICP-MS/MS和Q-TOF-MS/MS联用的技术对鳕鱼组织中脂溶性砷的种类进行研究,发现了20种砷脂测定了其分子量并推断其可能结构。脂溶性砷的生物可给性和新陈代谢研究较少,有限的数据表明砷脂能迅速通过肠道吸收,但与AsB相反,排出体外之前主要代谢降解为DMA(V)。脂溶性砷对人类和实验动物的毒性迄今尚未明确。MEYER等[31-33]的研究表明含砷碳氢化合物对人类尿道上皮细胞几乎等同于细胞毒素,化合物AsHCs 332、AsHCs 360和AsHCs 444在果蝇的后期发育阶段会干扰果蝇蛹的孵化,与砷碳水化合物和砷酸盐相比,砷脂肪酸细胞毒性潜力较低,但仍具有明显的细胞毒性作用。

本研究发现: 中华绒鳌蟹不同可食组织均含有一定量的砷,总砷含量为0.15~5.64 mg/kg,总砷均值含量最高的组织为雌蟹性腺,总砷均值含量最低的组织为雄蟹性腺,性腺(雌)和肝胰腺总砷含量普遍高于肌肉组织,是富集砷的主要部位;相同产地相同季节雌蟹和雄蟹不同可食组织总砷含量随体质量的增大呈逐渐升高的趋势,8个省份中华绒鳌蟹成蟹性腺和肝胰腺中总砷含量处于相对稳定的水平;在肌肉组织中水溶性砷占总砷含量的80%以上,AsB是水溶性砷的主要成分,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)仅在肝胰腺少量样品检出,含量为0~0.21 mg/kg,未超出国家标准限量值;在性腺(雌)和肝胰腺(雌雄)中脂溶性砷的百分比均值为36.35%~46.32%,3个组织脂肪总砷含量与相应组织总砷含量呈正相关性,与相应组织脂肪含量无正相关性。目前尚未见中华绒鳌蟹脂溶性砷的报道,因此识别和分析中华绒鳌蟹脂溶性砷的赋存形态、新陈代谢、潜在毒性以及来源对其风险评价具有重要意义。

参考文献
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Specification characteristics of arsenic in different edible tissues of Eriocheir sinensis
QI Ziyuan1, HU Yumei1, CAO Huan1, LIU Haiquan1, XIE Qingchao1,2, ZHAO Yong1,2,3     
1. College of Food Sciences and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China;
2. Differences and Risk Assessment of Heavy Metals in Seafood and Freshwater Products, Shanghai 201306, China;
3. Shanghai Aquatic Products Processing and Storage Engineering Technology Research Center, Shanghai 201306, China
Abstract: In order to understand the distribution characteristics of total arsenic content, water-soluble arsenic species, and fat-soluble total arsenic content in different edible tissues (gonads, hepatopancreas, body meat, leg meat, clamp meat) of Eriocheir sinensis, inductively coupled plasma mass spectrometry and high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry were used to analyze the content of total arsenic, water-soluble arsenic species and fat-soluble total arsenic in different edible tissues of Eriocheir sinensis. The results showed: that the average content of total arsenic in female crabs showed a trend of gonadal>hepatopancreas>body and leg meat>clamp meat, and there was a significant difference; the average content of total arsenic in male crabs showed a trend of hepatopancreas>body, leg meat>clamp meat and gonads, and there were significant differences; the total arsenic content of different edible tissues of female and male crabs gradually increases with the increase of body weight, and the total arsenic content in the adult gonads and hepatopancreas of Eriocheir sinensis in 8 provinces is at a relatively stable level. the percentage of the 6 water-soluble arsenic in muscle tissue is 83.3%-99.6%, and the percentage of the 6 water-soluble arsenic in gonad and hepatopancreas tissue is 18.8%-51.8%, there was a significant difference in the percentage of water-soluble arsenic in muscle tissue and gonad, hepatopancreas tissue.The percentage of total fat-soluble arsenic in the gonadal (female) and hepatopancreas (female, male) tissues ranged from 14.3% to 72.6%, and there was no significant difference in the average percentage of total fat-soluble arsenic in the three tissues. The total arsenic content in the fat of the three tissues was positively correlated with the total arsenic content of the corresponding tissues, but there was no positive correlation with the percentage of the corresponding tissue fat. It can be seen that there are differences in total arsenic content in different edible tissues of Eriocheir sinensis, water-soluble arsenic is the main form of arsenic in muscle tissue, and arsenic betaine (AsB) is the main component of water-soluble arsenic, there is a certain amount of fat-soluble arsenic in the gonadal (female) and hepatopancreas tissues, there are no reports on the types, metabolism, potential toxicity and sources of fat-soluble arsenic in Eriocheir sinensis.
Key words: Eriocheir sinensis     total arsenic     water-soluble arsenic     fat-soluble arsenic     distribution characteristic