殼寡糖衍生物對太平洋牡蠣體內(nèi)重金屬鎘的影響.pdf

1、隨著人類活動范圍和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的日益擴大,重金屬污染已經(jīng)成為全世界關(guān)注的焦點,尤其以海岸及河口入海處污染較為嚴重,其中鎘(Cd)被認為是毒性最強的一種。海洋貝類養(yǎng)殖是我國海水養(yǎng)殖業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè),其中牡蠣是經(jīng)濟價值最高的一種,但貝類大多在近海岸營固著生活,對重金屬有著極強的富集能力,且自身不能排除,最終貝類富集的重金屬會通過食物鏈傳遞給人類,對人類健康帶來了潛在威脅。因此,貝類重金屬污染,尤其是Cd污染已經(jīng)成為影響海洋貝類食品安全的一個重大問

2、題。
　　 由于殼寡糖(COS)具有良好的水溶性,并且含有大量的羥基(-OH)、氨基(-NH2)或乙酰氨基(-NHCOCH3),是一些金屬離子的良好配體。因此,本文在前人研究的基礎(chǔ)上,探討了殼寡糖性質(zhì)對配合物制備的影響,并采用紫外-可見光譜及紅外光譜對其進行表征。結(jié)果表明:脫乙酰度、分子量均對殼寡糖吸附鎂金屬離子的能力有顯著影響,當殼寡糖脫乙酰度為90％,分子量為3000Da時,配合物中鎂離子含量達到1349mg/Kg;光譜表征

3、表明配合物主要以氨基(-NH2)和仲羥基(-OH)上的N和O與金屬形成配價鍵。將殼寡糖金屬配合物應(yīng)用到Cd暴露濃度為50μg/L、染Cd三天的太平洋牡蠣,發(fā)現(xiàn)配合物對牡蠣體內(nèi)Cd殘留有一定的脫除作用,其中金屬種類,殼寡糖的脫乙酰度、分子量均對配合物脫除Cd殘留有顯著影響;當殼寡糖分子量為2000Da,脫乙酰度為90％,與鎂離子形成的配合物在脫除濃度為100mg/L,脫除2天后相對于對照的脫除率可達到34.68％,同時對牡蠣體內(nèi)營養(yǎng)成分及

4、其他有益金屬元素的含量無影響。
　　 羧甲基殼寡糖是將殼寡糖進行羧甲基化后的產(chǎn)物,它在殼寡糖原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入了羧甲基(-CH2COOH),引入的羧甲基(-CH2COOH)增強了其對金屬離子的螯合能力。本文考察了O-羧甲基殼寡糖的制備條件,研究了羧甲基殼寡糖與鎂離子的配合條件,并對羧甲基殼寡糖及其鎂配合物進行了表征。結(jié)果表明:NaOH濃度、用量及氯乙酸用量是影響羧甲基殼寡糖取代度的重要因素,當NaOH質(zhì)量濃度為30％,m(Na

5、OH:COS)為5:1,氯乙酸與殼寡糖的組成單元(即氨基葡萄糖)的摩爾比為1:1時,產(chǎn)物羧甲基殼寡糖取代度最高,可達1.38;溫度、pH、羧甲基取代度均對羧甲基殼寡糖吸附鎂離子有顯著性影響,其影響程度依次為羧甲基取代度＞pH＞溫度＞鎂離子添加量,羧甲基取代度越高,吸附能力越強,pH越高,吸附能力越強,吸附為放熱反應(yīng),溫度越低吸附能力越強,鎂離子添加量對吸附作用影響不顯著,最佳吸附條件為體系反應(yīng)溫度30℃,pH為9,羧甲基取代度為0.92

6、,鎂離子添加量為其與殼寡糖鏈節(jié)(即氨基葡萄糖)的摩爾比為0.5;光譜表征表明羧甲基殼寡糖主要以羧甲基(-CH2COOH)和氨基(-NH2)上的O和N與鎂離子形成配位鍵。將羧甲基殼寡糖應(yīng)用到Cd暴露濃度為20μg/L、染Cd三天的太平洋牡蠣,發(fā)現(xiàn)其對牡蠣Cd殘留的脫除與對照組相比有顯著性差異,羧甲基取代度,分子量是影響Cd脫除的主要因素,當羧甲基殼寡糖分子量為2000Da,羧甲基取代度為0.68,脫除濃度為50mg/L,脫除3天后對Cd的

7、脫除率與對照相比可達41.90％,脫除主要降低了牡蠣消化腺中Cd殘留的含量,同時此脫除制劑對牡蠣營養(yǎng)成分無影響,對其它金屬元素含量有一定影響,但與對照相比差異無顯著性。
　　 目前,關(guān)于貝類品質(zhì)凈化的方法主要有凈水暫養(yǎng)和凈化工廠兩種方法,但此兩種凈化方法多針對致病性微生物,對于受石油烴、重金屬、農(nóng)藥及海洋毒素污染的貝類還未見有效凈化處理技術(shù)。本文旨在開發(fā)一種能有效排除貝類體內(nèi)重金屬Cd的脫除制劑,應(yīng)用到凈化工廠處理工序中,在去除