海蜇中无机元素的分析研究.doc

海蜇中无机元素的分析研究李先文，常颖，杜建喜，郝心敏（广东海洋大学理学院，广东湛江，524088）摘 要海蜇作为一种医食同源的海洋生物，含有大量的无机成分。本实验用采自湛江南三岛的新鲜海蜇为实验材料，采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定海蜇中的一些常量、微量元素。建立了高含水量的海蜇产品中微量、常量元素成分测定的分析方法。为海蜇资源的进一步利用开辟新的途径，同时也为海蜇产品的质量评价提供科学依据。关键词：海蜇；无机元素；ICP-AES论文分类：海洋药物Study on the inorganic elements of Rhopilema esculentum KishinouyeLi Xianwen, Chang Ying, Du Jianxi, Hao Xinmim(Science School, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, P.R. China)【Abstract】 Objective R.esculentum，as one of the medical food homologys marine life, Methods includes massive mineral compositions.In this dissertation，the constant or trace elements of the fresh R.esculentum captured from Zhanjiang Nansan Islands were determined by ICP-AES. Results The composition and content of inorganic ingredients in R.esculentum were also analyzed. The analysis method of the trace and constant elements in R.esculentum with high water content was established by comparing the above two methods. T Conclusion his research breaks a new path for the further use of R.esculentum resources and provides a scientific basis for quality evaluation of R.esculentum.【Key words】 R.esculentum; inorganic elements; ICP-AES 1.引言海蜇（Rhopilema esculentum Kishinouye ），隶属于钵水母纲、根口水母目（Rhizostomeae）、海蜇属（Rhopilema）的种类。世界已记录的海蜇属只有海蜇（R.escu lentum）、黄斑海蜇(R.hispidum)、棒状海蜇(R.rhopalophorum)和疣突海蜇(R.verrilli)四种。前三种在我国已有记录。棒状海蜇个体小（40100mm），伞部的中胶层薄、数量稀少，所以没有捕捞价值。作为渔业生产的主要为海蜇和黄斑海蜇两种1。海蜇不仅是美味佳肴，也是治病良药。我国医药对海蜇的应用历史悠久。祖国医学认为海蜇性味咸平，入肺、肝、肾、大肠经，有润肺、化痰、止咳、清热、消食、润肠等功效2。据明朝李时珍本草纲目所述：“海蜇，气味咸温无毒，主治妇人老损、积血带下，小儿风疾丹毒、烫火伤”等3。归现录谓：“海蜇，妙药也，宣气化痰、消炎行食而不伤正气。故哮喘、胸痛、症瘕、胀满、便秘、带下、疳、疽等病，皆可食用。”医林篡要中记载一些水母可“补心益肺，滋咽化痰，去结核，行湿邪，止咳除烦”等4。近代我国医卫部门关于海蜇的药用价值也有许多报道。认为对治疗高血压、慢性气管炎、哮喘、热痰咳嗽、胃溃疡，单纯性甲状腺肿和颈淋巴结肿等，有一定疗效。从事理发、纺织、粮食加工等与灰尘埃 李先文，男，1955年生，陕西三原人，博士，教授。主要从事天然药物、海洋药物研究。 接触较多的工作人员，常吃海蜇，可以去尘积、清肠胃、保障身体健康。民间偏方如以海蜇皮、海带和海藻等量炖服有抑制癌细胞扩散作用。将海蜇皮用白糖浸泡后服用可治妇女血崩。海蜇皮和鲜猪血炖服，可治哮喘。把海蜇与胡萝卜煮汤，频频饮服，可治肺脓疡、支气管扩张、痰多咳嗽等症。若将海蜇皮贴在膝盖上可治疗膝部风湿，贴在太阳穴上，则可治疗头痛不止。海蜇皮外贴还可治疗通风等症，这在一些文献中已有记载5。此外，由于海蜇含有丰富的甘露多糖等胶质，对防治动脉粥样硬化也有一定的疗效6-8。在韩国，海蜇被认为有减肥和美容的功能，而在澳大利亚，当地的土著人则用水母治疗烧伤9。药理研究证明：海蜇头原液有类似乙酰胆碱的作用，能降低兔血压，并可使兔的体表（耳廓）血管及蛙的周身血管表现舒张。因此能够扩张血管，降低血压。美国Auburn大学的研究小组报道：低剂量海蜇胶原质喂养的实验鼠有显著的减少抗原引起的关节炎的发生和减轻症状的功能10。水母刺丝囊内的毒素是一种多肽物质，对心脏有收缩作用，可作为医治心血管系统疾病的筛选药物11。Chalfic等从维多利亚水母（Aequorea victoria）中分离出一种绿色荧光蛋白12，由于其荧光稳定，检测方便，对活细胞无伤害等优点，已被作为一种标记基因，广泛应用到生物学的各个领域中。在医学领域，可以用来进行大规模的新药筛选，也用于病毒感染和致病机理，肿瘤的转移机制及基因治疗等方面的研究，具有不可替代的作用。最近报道，英国Exeter大学的研究人员在菲律宾发现了一种稀有的水母，从其体内提取的一种特殊物质可以吞噬癌细胞，而对其他健康细胞无任何伤害。海蜇R.esculentum作为一种医食兼用的古老的海洋生物，其营养与药效功能已被大量文献资料所记载，应对其加以研究和开发。但是，对其化学成份和化学组成方面的研究报道很少，国内外至今尚缺乏这方面的资料和数据。这也造成几十年前测定的食用水母（未注明种属）数据被反复引用的状况。因此，对我国的主要大型食用水母海蜇进行深入、系统、全面的化学成分和药理活性方面的研究是很有必要也是很有意义的。这不仅有助于海洋活性物质的发现与筛选，也有助于海蜇作为保健食品或功能食品的开发和利用，同时也为水母资源的综合研究提供可靠的数据和理论基础。相信随着分析技术、分离方法的进步以及生物技术的引入，水母的化学、药理学性质会进一步的为世人所认识，也必将会进一步的为人类所开发和利用。本实验用采自湛江南三岛的新鲜成熟海蜇为样品，经处理后，采用电感耦合等离子发射光谱（ICP-AES）法测定21种元素的含量13。从而寻求高含水量的海蜇产品中常量及微量元素成分测定的分析方法。另外在对海蜇样品进行处理的同时，探索高含水量物质的水分和灰分的测定方法。2.实验部分2.1仪器和试剂2.1.1仪器全谱直读等离子体原子发射光谱仪,IRIS Advantage(HR)（美国 Thermo Jarrell Ash Corporation）AUY120型电子天平PHSJ-3F型酸度计电炉（天津市泰斯特仪器有限公司）GZX-9140MBE型数显鼓风干燥（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）马弗炉（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）DS-1型高速组织捣碎机（上海标本模型厂）2.1.2试剂新鲜海蜇均为成熟海蜇（采自湛江南三岛）浓盐酸 浓硝酸 高氯酸 分析纯（广州化学试剂厂）2.2试验方法2.2.1样品的前处理新鲜海蜇捕获后，加入冰块运送到实验室，立即进行样品处理。新鲜海蜇用流动的蒸馏水清洗10秒钟，除去表面杂质，用分析滤纸吸干表面水分。2.2.2样品含水量的测定将上述处理的新鲜样品采用常压100烘干法法干燥至恒重，测定样品含水量。样品重复操作三次。2.2.3样品灰分测定空坩埚恒重取坩埚置于马弗炉内，经600oC炽灼约2小时，冷却至室温，精密称定坩埚重。再在上述条件下炽灼约1小时，取出，放冷，称重；直至恒重，记为W1 ，备用。 称取供试品称取上述干燥的海蜇样品约1g，置于已炽灼至恒重的坩埚内，精密称定，记为W2。（1）炭化将盛有干燥海蜇样品的坩埚置于电炉上，调节电炉的温度缓缓灼烧，炽灼至供试品全部炭化呈黑色，并不冒烟，放冷至室温。(2) 灰化滴加硫酸0.5-1.0mL，使炭化物全部湿润，继续在电炉上加热至硫酸蒸汽除尽，白烟完全消失，将坩埚移至马弗炉内，在600oC炽灼2小时，使供试品完全灰化。(3) 恒重跟上述“空坩埚恒重”方法一样，记恒重后重量为W3.（4）灰份计算灰份含量（%）=(W3-W1/W2-W1)（1-W）100% 注：W为海蜇水分含量2.2.4样品消化取上述干燥海蜇样品1g左右置于100mL凯氏烧瓶中，加入适量硝酸和高氯酸（4：1）混算。先置于阴凉处室温消化24小时，然后放在电炉上消化至消化液显无色或为黄色。将消化液（约1mL）冷却后，加入约10mL蒸馏水，于电炉上加热蒸发至1-2mL，冷却，转到25mL容量瓶，定容。3.结果与讨论3.1水份的结果分析新鲜海蜇的含水量很高，常压下100oC烘干可能需要8-10d才能恒重。为了节约时间并不让样品发臭，本实验将新鲜海蜇搅碎并取2g，常压100oC烘两小时便能恒重，测定结果如下：表2-1 海蜇水分含量样品（编号）含水量 96.40 96.39 96.39平均含水量 96.393.2灰份的结果分析把上述干燥的海蜇样品经碳化后，放进马弗炉里煅烧，直至恒重。测定结果如下：表2-2 海蜇灰分含量样品（编号）含灰量 2.41 2.41 2.45平均含灰量 2.423.3无机元素结果分析表3-1 海蜇样品中21中元素的ICPAES分析结果(mg/L)元素 （n=3）Al(铝)0.795Ba(钡)0.038Ca(钙) 197Cd(镉)未检出(0.003)Co(钴)未检出(0.01)Cr(铬)未检出(0.02)Cu(铜)0.076Fe(铁)0.585K (钾)215Li锂）0.071Mg(镁)546.5Mn(锰)0.036Mo(钼)未检出(0.02)Na(钠)4.47x103Ni(镍)0.193Pb(鉛)未检出(0.07)Si(可溶性硅)0.582Sr(鍶)2.979Ti(鈦)未检出(0.02)V (釩)未检出(0.03)Zn(锌)0.174 表3-2 海蜇样品中21中元素的含量（g/g）元素 含量Al(铝)1.416Ba(钡)0.068Ca(钙) 350.9Cd(镉)未检出Co(钴)未检出Cr(铬)未检出Cu(铜)0.135Fe(铁)1.042K (钾)98.32Li锂）0.127Mg(镁)973.4Mn(锰)0.064Mo(钼)未检出Na(钠)7.96x103Ni(镍)0.344Pb(鉛)未检出Si(可溶性硅)1.037Sr(鍶)5.306Ti(鈦)未检出V (釩)未检出Zn(锌)0.310注：各元素含量均为湿重所占比例从测定结果和数据分析可以看出， 该实验方法使样品测定的准确度和精密度大大提高，同时还具有一次溶样，多元素同时测定，快速、简便、准确等特点。 在测定的21种元素中，有Ti(钛)、Cd(镉) 、Co(钴) 、Cr(铬) 、Mo(钼) 、Pb(铅) 、 V (钒)七种元素在新鲜海蜇中未被检测到。新鲜海蜇中含量最高的元素为Na，其次依次为Mg、Ca 、K元素，这些元素为常量元素，含量接近或超过100g/g（湿重），这与口冠水母的分析结果一致，但含量要比其高约23倍14；新鲜海蜇中含量在0.1010g/g之间的微量元素分别为Fe、Sr、Si、Zn、Al、Cu、Li、Ni，而口冠水母中有Si、Zn、Al、Fe、Cu、四种元素；剩余元素在二者中均低于0.10g/g，Ni、Mn、Cd、Pb四种元素在口冠水母中没有检测到，可能与仪器和方法的检出限有一定的关系。从元素的组成来看，两种水母之间基本一致，但从含量上来看，还是存在一定的差别，这可能与水母的品种不同有关。3.4结果讨论3.4.1海蜇无机成分组成及其保健功能从微量元素与人体的健康角度来看，海蜇中富含人体必需的常量和微量元素Na、Mg、K、Ca、Sr、Si、Zn、Mn等。这些元素均是人体代谢过程中所必须的。钙、镁、钾是人体内的常量元素，主要以无机盐的形式存在，具有重要的生理功能，对人体细胞代谢、生物合成和生命功能的维持起着重要作用，为维持人体的生长发育所必需。钙能增加人体毛细管壁致密度，维持细胞的通透性，具有抗炎消肿、抗组胺等作用，同时钙可以削弱血管的反应性，抑制血管对去甲肾上腺等的加压反应，使高血压病人降低血压，这与海蜇具有降压、消肿等功效相符。镁离子能激活糖、蛋白质代谢中的多种酶，可促进心肌代谢，预防和减少高血压、高血脂、心律不齐和心肌梗塞的发生。钾离子是维持细胞内、外液钠、钾离子平衡的主要离子，它的累积伴随着钠离子的排出，生物化学家形象化的把这种作用称为“钠泵”，据研究高血压患者“钠泵”功能异常，补充钾盐也有利于钠泵的维修。患高血压病的人如果多吃一些含钾盐多的食品，就会使高血压症状有所减轻。锶的功能与骨骼的形成密切相关，为人体骨骼及牙齿的正常组成部分。它与血管的功能及构造也有关系，具有预防血管疾病的作用。锶还与神经及肌肉的兴奋有关，临床上曾用多种含锶化台物治疗麻疹和副甲状腺功能不全而引起的抽搐症。硅是构成某些葡萄糖氨基糖和多糖羧酸的主要成分，参与多糖的代谢，为生物连接剂，与结缔组织的弹性和结构有关。硅缺乏或硅代谢发生障碍时，可发生多种疾病，如引起心血管、骨、肾疾病，并有可能引起人体衰老。锌是血管紧张素转化酶的活性中心,参与肾素-血管紧张素血压调节作用,并作为超氧化歧化酶Zn、Cu-SOD的活性中心参与抑制自由基在体内对脂类的过氧化和对膜及亚细胞器的损伤等生化过程,使自由基清除率升高,脂质化反应减少,抑制血管硬化和纤维性变,减少心血管疾病的发生。因此，海蜇的多种医药功能无疑与其高的无机盐含量和丰富的无机成分有关，这些元素相互作用、相互协同可能使海蜇的药物作用更加明显。本实验结果已证实，海蜇各部位内含有的无机元素种类相当丰富，微量元素比较齐全。这在食物营养和医药保健两方面均有有益的作用和积极意义。3.4.2结论本论文以采自湛江南三岛的新鲜海蜇为实验材料，建立了高含水量物质的水分和灰分含量的测定方法，并测定海蜇含水量为96.39%、含灰量2.42%；同时，采用现代分析技术和手段测定了湛江沿海领域广泛分布的海蜇产品的主要无机元素的组成和含量，证明海蜇中含有丰富的无机成分，特别是人体所需的无机元素齐全。本论文建立高含水量的海蜇产品中常量及微量元素成分测定的分析方法。这种分析方法的建立对高含水量的海洋生物样品的处理及分析具有一定的指导和参考价值。同时，有助于海蜇的药用价值的进一步的探索，指导人们的饮食消费。另外，海蜇还可以作为海洋环境污染的指示物。海蜇的无机成分与海水的成分是密不可分的，测量海蜇的无机成分含量，特别是一些有害的重金属含量，如：Hg的含量，有助于了解海水的污染状况，为海洋生态环境的保护提供依据。而海蜇中这类元素的分析研究国内外少有报道。因此，海蜇中的各种重金属含量的测定，是我们以后研究工作中迫切需要解决的问题。参考文献1江静波,陈俊民,陈作如等.无脊椎动物学（第二版）M.北京:高等教育出版社,1982,97. 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