CN103299939B - 一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法，具体技术方案为：用沸水冲泡绿茶得绿茶冲泡液，向适合培养蛤蜊的海水中添加所述绿茶冲泡液得蛤蜊暂养液，将蛤蜊放入所述蛤蜊暂养液中暂养0-25天，蛤蜊的内脏团、斧足、外套膜、闭壳机、鳃均可达到脱除镉的效果。本发明提供的方法对蛤蜊的内脏团和鳃的镉的脱除率较高，本发明提供的方法不仅对蛤蜊中重金属镉的脱除效果明显，而且简单易行、便于就地取材，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于食品、水产品技术领域，尤其涉及一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法。
背景技术
蛤蜊，软体动物，壳卵圆形，淡褐色。其肉质鲜美，营养全面，被称为“天下第一鲜”、“百味之冠”，高蛋白、低脂肪，富含维生素和矿物质。但蛤蜊生活在浅海底，属于滤食性动物，铅、镉等重金属容易在其体内蓄积。随着现代水质污染的日益严重，重金属超标是蛤蜊污染的突出问题，成为蛤蜊食用安全的桎梏。
茶的保健功能，早在神农时代就有记载，“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解之”。中国是产茶大国，每年茶产量达110万吨。茶叶的主要有效成分为茶多酚，各种茶叶中，绿茶中的茶多酚含量最高，占茶叶的20%～30%。现今茶多作为饮品使用，目前还没有发现使用绿茶用来脱除镉的报道。
发明内容
针对蛤蜊中重金属镉超标的现状，本发明的目的在于提供了一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法，具体地说是利用绿茶冲泡液结合海水暂养脱除蛤蜊中重金属镉的方法。本发明所述脱除镉的方法操作方便，成本低，便于家庭和食品行业采用，也有助于保护人们的身体健康。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法，用沸水冲泡绿茶得绿茶冲泡液，向适合培养蛤蜊的海水中添加所述绿茶冲泡液得蛤蜊暂养液，所述蛤蜊暂养液中茶多酚含量为8 mg/L-20 mg/L，将蛤蜊放入所述蛤蜊暂养液中暂养5-25天，蛤蜊的内脏团、斧足、外套膜、闭壳机、鳃均可达到脱除镉的效果。
进一步的，所述蛤蜊的内脏团、鳃中镉的脱除效果尤其好。
进一步的，将蛤蜊放入所述蛤蜊暂养液中暂养5-15天时，以内脏团中镉的脱除率最高。
进一步的，脱除蛤蜊中鳃和内脏团部位的镉需要将蛤蜊在所述蛤蜊暂养液中暂养5-20天；脱除蛤蜊中闭壳肌、斧足、外套膜部位的镉需要将蛤蜊在所述蛤蜊暂养液中暂养5-25天。
进一步的，鳃和内脏团中镉的脱除率在20天时达到最高值，斧足、外套膜、闭壳肌中镉的脱除率在25天时达到最高值。
进一步的，所述绿茶中茶多酚的质量百分比为15%-30%。
进一步的，所述绿茶为崂山绿茶或日照绿茶。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过实验证明绿茶冲泡液结合海水暂养蛤蜊能够有效脱除蛤蜊各部位内的重金属镉，绿茶中的茶多酚含量最高，高达茶叶质量的20%～30%。茶多酚有多酚结构，可以较强的络合金属离子，茶多酚可以络合Cd2+、Cu2+、Fe2+及Fe3+等10种金属离子。绿茶冲泡液结合海水形成蛤蜊暂养液，将蛤蜊置于蛤蜊暂养液中暂养0-15天时，实验发现内脏团、鳃部位的镉的脱除效果尤其好。本发明经实验进一步提供了蛤蜊不同部位的最佳脱除镉的技术方案。
本发明所述脱除蛤蜊中镉的方法操作简单，仅采用绿茶冲泡液即可达到很好的去除镉的效果，成本低，适于家庭和食品行业大范围采用，使蛤蜊食用者在品尝蛤蜊美味的同时，不用再忧虑蛤蜊中镉对人们身体的影响，保护了人们的身体健康。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明中镉测定的标准曲线。
图2表明本发明中暂养5d（图2a）和10d（图2b）后对照组和A组蛤蜊各部位镉的含量对比（*P＜0.05,** P＜0.01）。
图3表明本发明中各组蛤蜊暂养后各部位镉的脱除率变化情况，其中图3a表示内脏团中镉的脱除率；图3b表示斧足中镉的脱除率；图3c表示外套膜中镉的脱除率；图3d表示闭壳肌中镉的脱除率；图3e表示鳃中镉的脱除率。
图4表明本发明中A组蛤蜊暂养不同阶段时，蛤蜊各部位镉的脱除效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不限于本发明的范围。
本发明的崂山绿茶可以自己炒制或通过商业途径从市场上购买获得。本发明的崂山绿茶可以单独使用或结合其他成分以组合物的形式使用。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中说述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1
1、试验材料
1.1 材料和试剂
新鲜蛤蜊；崂山绿茶（市售绿茶，依据GB/T8313-2008，测得茶多酚含量为27.8%）；浓硝酸(BV-Ⅲ级)；高氯酸(GR级)；ICP-OES安装调试溶液N930-0221（Cd浓度为50 mg/L）。
1.2 仪器和装置
Optima 8000电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES) (美国Perkin-Elemer公司)；消化炉（FOSS，DT208）；紫外可见分光光度计（北京普析；TU-1810DASPC）；电子分析天平（上海民桥，FA1104N）；高速万能粉碎机（天津泰斯特，FW100)；电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏，DHG-9036A）；超纯水系统（美国密理博，ZMQ-S5V001）；为了防止外界Cd2+污染，实验所用三角瓶和容量瓶等玻璃器皿用10%硝酸溶液浸泡 24h以上，然后分别自来水，蒸馏水，超纯水各洗3遍，烘干备用。实验过程中所用水皆为超纯水。
2、方法
2.1 镉的测定
取0.5mL ICP-OES安装调试溶液N930-0221于50mL的试管中，用校准空白（1%的硝酸溶液）定容到50mL，制得镉标准溶液中间储备液。取0.5mL、1mL、1.5mL、2mL镉标准储备液于50mL的试管中，用校准空白定容到50mL，制得镉标准使用液。
仪器条件：根据仪器性能调至最佳状态。参考条件为波长228.8nm，等离子冷却气流量8.0L/min，辅助气体流速0.2L/min，雾化器流量0.55L/min，功率1.30 kW，观测高度：15，观测方式：轴式。以Cd的浓度为横坐标，离子强度为纵坐标，图1为Cd的标准曲线，回归方程为Y=154.74X-23.000，相关系数R2为0.9996。
2.2 实验方案与测定
选取个头均匀、健康的胶州湾蛤蜊480个，分对照组和A、B、C三组分别在4L海水中暂养，每组120个。蛤蜊适于在低温（＜15℃）、黑暗环境生存，为了模拟更加真实的自然情况，暂养的地点温度平均为10℃，无光，安静。
精确称取2.0000g 崂山绿茶于1000mL容量瓶中，加入沸水冲泡，冷却至室温，定容。分别加入100mL、150mL、200mL茶水于A、B、C组，对照组单纯海水暂养。对照组茶多酚含量为0，测得A组茶多酚在海水中的浓度为8.492 mg/L，B组茶多酚在海水中的浓度为12.585 mg/L，C组茶多酚在海水中的浓度为16.581 mg/L。将上述4组每天换海水，暂养条件不变（即每天换海水，并按照同样的比例倒同样的绿茶冲泡液），至规定的天数后，取出蛤蜊，进行样品的处理与测定。
将新鲜蛤蜊去壳，分成5部分：内脏团、斧足、外套膜、闭壳机、鳃，干燥，粉碎。称取试样1.0000g置于FOSS消化炉中，加入10mL的硝酸+高氯酸混合酸（4+1），加热消解，至消化液呈淡黄色或无色，加入10 mL去离子水进行赶酸，共加入两次。冷却后，用去离子水将消化液转移至50mL容量瓶中，用超纯水定容，测定。同时做试剂空白试验。
2.3 数据处理
每个试验均做三次平行，以三次试验的平均值为最终测定结果，结果以X±s表示。用SAS软件means过程进行t检验和anova过程进行方差分析，并以Duncan法进行两两比较。
3、结果
3.1 绿茶对蛤蜊暂养及体内镉脱除的效果
茶叶中含有丰富的营养成分，其所含有的蛋白质、氨基酸、脂肪、碳水化合物及维生素和矿物质是动物生长发育所必需的营养成分。因而，不同浓度的茶水暂养能够为蛤蜊提供基本的营养需求。因而，A、B、C组蛤蜊生长情况良好，而对照组由于没有营养来源，蛤蜊15天后全部死亡。C组由于绿茶浓度较高，水溶液中渗透压较高，所以C组蛤蜊暂养25天后全部死亡。
图2体现了暂养5d（图2a）和10d（图2b）后对照组和A组蛤蜊各部位镉的含量对比（*,P＜0.05,** P＜0.01）。由图2可见，蛤蜊在暂养5、10天后，对照组和A组蛤蜊各部位镉的含量明显不同，A组蛤蜊体内镉含量明显低于对照组的，内脏团、鳃部位的镉的脱除效果尤其好。暂养5天时，海水暂养和A组蛤蜊内脏团的镉含量呈显著性差异（P＜0.05），鳃的镉含量呈极显著差异（P＜0.01），暂养10天时，内脏团、斧足、闭壳肌部位的镉含量呈显著性差异（P＜0.05），外套膜和鳃部位的镉含量呈极显著差异（P＜0.01），且A组蛤蜊成活情况良好。说明所述绿茶暂养液能够起到脱除蛤蜊体内镉含量的作用。
3.2 A、B、C组蛤蜊各部位镉的含量
暂养0d，5d，10d，15d，20d，25d，30d后，A、B、C组蛤蜊各部位镉的含量分别见表1、表2和表3。
表1 A组蛤蜊体内镉的含量（μg/kg）
| 天数 | 内脏团 | 斧足 | 外套膜 | 闭壳肌 | 鳃 |
| 0 | 1141.77±18.79a | 713.58±1.94a | 575.42±2.39a | 513.81±29.94a | 1955.53±26.29a |
| 5 | 820.47±8.50b | 616.07±2.11b | 478.62±2.04b | 451.15±6.26b | 1628.69±8.30b |
| 10 | 653.12±4.06c | 533.86±2.45c | 385.25±0.85c | 380.75±8.33c | 1372.83±38.31c |
| 15 | 553.49±5.70d | 427.18±5.11d | 343.02±7.25d | 330.43±2.05d | 1006.65±2.98d |
| 20 | 491.36±9.72e | 391.61±10.08ef | 322.18±0.62e | 313.39±4.02d | 782.49±5.56f |
| 25 | 509.36±5.47e | 381.65±4.67f | 312.04±1.00f | 300.36±2.55d | 793.41±7.01fe |
| 30 | 544.36±14.33d | 399.52±8.58e | 327.09±1.37e | 315.84±5.25d | 830.75±9.43e |
注：用DUNCAN法进行同一部位不同培养时间的两两比较，字母不同表示显著差异， P≤0.05.
表1体现了A组蛤蜊暂养0-30天中，蛤蜊各部位镉的含量变化情况。开始暂养时，蛤蜊各部位镉的含量较高且不同，鳃含量最高，其次是内脏团和斧足，而外套膜、闭壳肌的含量相近。说明自然存在条件下，镉在蛤蜊各部位的分布存在差异。内脏团和鳃是镉的易沉积部位。自暂养5天起，蛤蜊各部位镉的含量都开始降低，内脏团和鳃的镉含量变化最大，由0天的1141.77和1955.53μg/kg下降到20天的491.36和782.49μg/kg，数据呈显著差异（P≤0.05），分别下降了56.97%和62.29%。斧足、外套膜、闭壳肌的镉含量由起初的713.58、575.42和513.81下降到25天的381.65、312.04和300.36μg/kg，呈显著差异（P≤0.05），分别下降了46.52%、45.77%、41.54%，由于蛤蜊日渐消瘦，至30天时，镉的单位含量不减反增。
由于在暂养过程中，没有喂食其他食物，蛤蜊的存活主要靠海水及茶水中的营养成份，到后期其体内的脂肪和蛋白质被消耗，个体消瘦，所以蛤蜊单位质量内镉含量升高。
表2 B组蛤蜊体内镉的含量（μg/kg）
| 天数 | 内脏团 | 斧足 | 外套膜 | 闭壳肌 | 鳃 |
| 0 | 1141.77±18.79a | 713.58±1.94a | 575.42±2.39a | 513.81±29.94a | 1955.53±26.29a |
| 5 | 763.06±45.79b | 608.83±2.98b | 460.41±8.81b | 445.02±5.01b | 1600.46±3.14b |
| 10 | 639.44±6.19c | 519.63±2.98c | 371.81±2.16c | 375.46±3.65c | 1305.83±3.65c |
| 15 | 545.94±2.25d | 419.89±0.96d | 340.55±1.40d | 321.38±11.09d | 975.83±41.44d |
| 20 | 478.36±3.01f | 381.01±4.48ef | 318.49±1.87e | 309.95±1.84d | 752.85±7.68f |
| 25 | 498.55±3.28ef | 371.65±9.66f | 313.89±7.38e | 301.48±4.40d | 779.01±15.08ef |
| 30 | 533.79±7.55de | 391.61±3.21e | 318.75±4.85e | 309.97±2.29d | 812.05±2.22e |
注：用DUNCAN法进行同一部位不同培养时间的两两比较，字母不同表示显著差异， P≤0.05.
表2体现了B组蛤蜊暂养0-30天中，蛤蜊各部位镉的含量变化情况。由表2可见，采用B组方式暂养蛤蜊时，蛤蜊各部位的镉含量规律变化规律同A组，但蛤蜊各部位镉的含量进一步降低。相比于A组20天，蛤蜊的内脏团和鳃的镉含量进一步降低为478.36μg/kg 752.85μg/kg，而斧足、外套膜、闭壳肌则进一步降低为371.65、313.89和301.48μg/kg，数据均呈显著性差异（P≤0.05）。由于加入的绿茶冲泡液增多，暂养的海水中茶多酚的浓度提高，茶多酚的多酚结构越容易和蛤蜊中的镉离子络合，因而，脱除效果越好。
表3 C组蛤蜊体内镉的含量（μg/kg）
| 天数 | 内脏团 | 斧足 | 外套膜 | 闭壳肌 | 鳃 |
| 0 | 1141.77±18.79a | 713.58±1.94a | 575.42±2.39a | 513.81±29.94a | 1955.53±26.29a |
| 5 | 734.53±3.10b | 602.57±1.57b | 448.93±1.40b | 437.56±0.92b | 1528.11±2.31b |
| 10 | 623.31±4.38c | 505.54±3.38c | 362.33±0.49c | 366.86±0.98c | 1264.38±35.07c |
| 15 | 529.86±3.79d | 406.77±4.21d | 337.19±4.34d | 317.94±3.79d | 885.23±1.99d |
| 20 | 462.86±7.59f | 372.92±2.32e | 313.32±1.22e | 304.41±1.33d | 737.39±7.86e |
| 25 | 486.36±3.01e | 371.88±5.09e | 312.05±4.72e | 302.27±5.53d | 750.09±0.96e |
注：用DUNCAN法进行同一部位不同培养时间的两两比较，字母不同表示显著差异， P≤0.05.
表3体现了C组蛤蜊暂养0-30天中，蛤蜊各部位镉的含量变化情况。表3中蛤蜊各部位镉的浓度进一步降低。内脏团和鳃分别为462.86和737.39μg/kg，斧足、外套膜、闭壳肌分别为371.88、312.05和302.27μg/kg，数据均呈显著性差异（P≤0.05）。但由于茶叶浓度太高，蛤蜊只存活了25天，是由于海水中渗透压过高，导致蛤蜊的生存时间缩短。
3.3 不同暂养方式对蛤蜊中镉的脱除率影响
暂养方式不同，镉的脱除效果不一。
式中：y—镉的脱除率，%
c0-镉的起始含量，μg/kg
c1-至规定的暂养时间时镉的含量，μg/kg
图3体现了各组蛤蜊暂养时各部位镉的脱除率变化情况（图3a内脏团；图3b斧足；图3c外套膜；图3d闭壳肌；图3e 鳃。注：A.P＜0.01，a.P＜0.05，与A组比较；B. P＜0.01，b.P＜0.05，与B组比较）。由图3可见，无论是内脏团，还是斧足、外套膜、闭壳肌和鳃，镉的脱除率均缓慢上升，C组暂养时，镉的脱除率大于B组，而B组大于A组的。暂养5天时，B组蛤蜊中斧足、鳃部位镉的含量同A组相比，呈显著性差异（P＜0.05）。C组蛤蜊内脏团、鳃中镉的含量同A组相比，呈显著性差异（P＜0.05），而外套膜中镉的含量同A组比呈极显著差异（P＜0.01）。暂养后期，外套膜与闭壳肌中镉的脱除达到了平衡，镉的脱除率上升很少，没有显著差异，而鳃部位镉的脱除率则开始上升，差异明显，尤其是C组镉的含量同A组和B组相比，均呈显著性差异（P＜0.01）。茶多酚能与金属离子络合生成环状螯合物，说明了冲泡液浓度越高，络合的离子就越多，即镉含量就会越低。
3.4 蛤蜊不同部位镉的脱除效果比较
图4体现了A组蛤蜊暂养不同阶段时，蛤蜊各部位镉的脱除效果（注：用DUNCAN法进行同一部位不同培养时间的两两比较，字母不同表示有显著差异， P≤0.05）。由图4可见，暂养不同阶段时，蛤蜊各部位镉的脱除效果不同。内脏团中镉的起始含量高，暂养5、10、15天时均以内脏团中镉的脱除率最高。鳃是蛤蜊各部位中镉的含量最高的，但是在暂养开始时，其脱除率并不高，直到暂养15天开始，其脱除率直线增加，培养20天后，超过内脏团中镉的脱除率，跃居第一位。闭壳肌中镉的起始浓度低，其脱除率在5、15、20、25天时均为最低，而在暂养10天时，斧足的脱除率最低。
内脏团和鳃是蛤蜊体内镉易于沉积的部位。蛤蜊虑食茶水时，内脏是优先接触到茶多酚的部位，所以内脏团镉的脱除率在暂养前期较高。鳃中镉的含量虽然高，但是只是茶水进入蛤蜊体内的“通道”，在暂养初期没有和茶多酚络合的机会，所以在暂养起初阶段，镉的脱除率比较低。但到了后期，内脏等部位的镉脱除的差不多了，茶多酚的多酚结构充分和鳃中的镉离子络合，所以其脱除率直线升高。
综上研究结果表明，绿茶冲泡液结合海水暂养蛤蜊能够有效脱除蛤蜊各部位内的重金属镉，暂养0-15天时，均以内脏团中镉的脱除率最高，本实施例中暂养时加入100-150mL绿茶冲泡液比较适合蛤蜊的暂养和镉的脱除。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法，其特征在于：用沸水冲泡绿茶得绿茶冲泡液，向适合培养蛤蜊的海水中添加所述绿茶冲泡液得蛤蜊暂养液，所述蛤蜊暂养液中茶多酚含量为8.492mg/L-12.585 mg/L，将蛤蜊放入所述蛤蜊暂养液中暂养，脱除蛤蜊中鳃和内脏团部位的镉需要将蛤蜊在所述蛤蜊暂养液中暂养5-20天；脱除蛤蜊中闭壳肌、斧足、外套膜部位的镉需要将蛤蜊在所述蛤蜊暂养液中暂养5-25天，均可达到脱除镉的效果；鳃和内脏团中镉的脱除率在20天时达到最高值，斧足、外套膜、闭壳肌中镉的脱除率在25天时达到最高值。
2. 根据权利要求1所述的一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法，其特征在于：所述蛤蜊的内脏团、鳃中镉的脱除效果尤其好。
3. 根据权利要求2所述的一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法，其特征在于：将蛤蜊放入所述蛤蜊暂养液中暂养5-15天时，以内脏团中镉的脱除率最高。
4. 根据权利要求1所述的一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法，其特征在于：所述绿茶中茶多酚的质量百分比为15%-30%。
5. 根据权利要求1所述的一种脱除蛤蜊中重金属镉的方法，其特征在于：所述绿茶为崂山绿茶或日照绿茶。
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