虾青素对马氏珠母贝的影响研究

摘要

颜色是衡量珍珠质量的标准之一，对其进行深入研究可为人工调控培育有色珍珠提供科学依据。本文以我国主要海水育珠贝马氏珠母贝为研究对象，对比分析投喂虾青素前后贝肉生化组分、生化指标和对虾青素的积累量及贝壳结构和颜色。首先通过GC-MS、氨基酸自动分析仪、全自动生化指标分析仪、紫外可见光分析仪和反相HPLC对贝肉中的基本组分进行初步研究，后重点用傅立叶红外光谱、扫描电子显微镜、显微拉曼光谱对贝壳的微结构进行较详细的研究。
　　本文的主要研究工作和结果如下：
　　1、虾青素对马氏珠母贝贝体的影响
　　(1)在养殖试验前30天，对照组和试验组马氏珠母贝的死亡率均呈下降趋势，且对照组比试验组死亡程度大；30天后，对照组的死亡量趋于稳定，试验组仍呈下降趋势，于40天后逐渐趋于稳定，说明虾青素可显著提高马氏珠母贝存活率。
　　(2)通过观察对照组和试验组贝壳和贝肉，得出马氏珠母贝可摄食虾青素，且该色素可参与贝体代谢，导致贝体外套膜、闭壳肌、腮丝和肾脏呈现橙色，贝壳珍珠层呈现金黄色。
　　(3)马氏珠母贝中共检测出13种脂肪酸，其中饱和脂肪酸5种，不饱和脂肪酸8种。对照组饱和脂肪酸占粗脂肪含量的34.51％，不饱和脂肪酸占45.67％；试验组饱和脂肪酸占34.32％，不饱和脂肪酸占50.02％，即投喂虾青素后贝体内饱和脂肪酸含量几乎未发生变化，而不饱和脂肪酸含量显著升高。
　　(4)从氨基酸组成来看，马氏珠母贝贝肉中对照组和试验组基本一致；从氨基酸含量来看，均为Glu含量最高，Asp、Gly、Ala、Leu、Lys、Arg较为丰富，Cys和His较低，对照组较试验组均偏低，且差异显著(P<0.05)。对照组总氨基酸含量44.86g/100g，Glu含量高达7.12g/100g，其中必需氨基酸(Lys、Thr、Phe、Val、Leu、Ile、Met)含量占总氨基酸14.83g/100g，呈味氨基酸(Arg、Ala、Gly、Asp、Glu)含量占总氨基酸的22.72g/100g；而试验组总氨基酸含量49.02g/100g，GIu含量高达7.79g/100g，其中必需氨基酸含量占总氨基酸17.5g/100g，呈味氨基酸含量占总氨基酸的23.9g/100g。
　　(5)与对照组相比，试验组马氏珠母贝外套膜组织AST、ALB、GLB、ALP、GLU、Ca和Mg显著增加(P<0.05)，BUN、Cr、UA和P含量显著降低(P>0.05)；而其余各项指标均无显著差异。
　　2、马氏珠母贝贝肉中虾青素含量变化研究
　　通过观察萃取液颜色以筛选最佳色素萃取剂，紫外全波长扫描确定该色素为类胡萝卜素，反相HPLC进行定性定量分析，结果表明：三氯甲烷为马氏珠母贝色素的最佳萃取剂；该色素通过紫外全波长扫描发现，其具有类胡萝卜素特有的峰形“三指峰”；反相HPLC的最佳色谱条件：流动相：甲醇：乙腈：水为84:12:4，流速1ml/min，进样量20μl；本试验通过HPLC分析未皂化和皂化两种处理的马氏珠母贝对照组和试验组，得知虾青素标准曲线为：y=68178x+1439.2，R2=0.9998，线性区间：0.01-2.0mg/mL，保留时间(Retention time)为3.65min，对照组未皂化即游离的虾青素为6.870±1.356μg/g，还含有其他类胡萝卜素，但具体成分还需进一步鉴定，皂化后虾青素含量为5.199±1.145μg/g，即对照组贝体内有游离虾青素，虾青素酯形式较少，由于虾青素性质不稳定，皂化过程中可能受到一定程度破坏，所以皂化后较皂化前含量减少；试验组皂化前游离虾青素63.657±5.165μg/g，皂化后虾青素含量为74.799±5.907μg/g，显著增加(P<0.05)，即投喂后虾青素酯含量11.142±0.742μg/g，即投喂虾青素90d后，贝体内积累69.6±4.772μg/g。
　　3、投喂虾青素对马氏珠母贝贝壳的影响
　　(1)对照组和试验组红外光谱图与标准文石基本吻合，说明贝壳内层主要矿物组成为文石，也含有少量的其他有机物和水分。由于CaCO3约占95％，有机物含量相对较少，所以其产生微弱的吸收峰，可能被CO32-产生强吸收峰覆盖，从而影响对有机物的鉴定；
　　(2)对比对照组和试验组贝壳壳角蛋白，由于贝壳中类胡萝卜素含量较少，试验组仅显示类胡萝卜素中C=C和芳香结构或环状结构及甲基和亚甲基的特征吸收峰；
　　(3)对照组和试验组壳角蛋白组成基本相同，主要特点是极性氨基酸Gly含量较高，对照组达到18.97％，试验组达到19.6％，二者没有显著差异；对照组和试验组壳角蛋白氨基酸的含量相差不大，主要以富含Asp、Gly、Ala和Tyr为特征，其中对照组占总量的38.78％，试验组占40.04％；对照组和试验组酸性氨基酸Asp分别占10.7％和11.68％；碱性氨基酸分别占6.47％和6.49％；非极性氨基酸分别占30.28％和29.58％：极性氨基酸分别占32.07％和32.42％：
　　(4)对照组文石小板片呈六边形，但规则度欠佳；试验组文石小片呈规则正六边形，同一层粒径均匀一致，变化范围较小，体现了生物矿化的特殊性。众所周知，文石晶体形状规则，则结构致密，表面缺陷少，珍珠光泽好；
　　(5)不同部位探测到类胡萝卜素拉曼峰强度不同，顺序为1>2>5=6>3=4>8>9>10，对比投喂虾青素前后马氏珠母贝贝壳发现，二者均由3个由有机物引起的拉曼峰，分别为1528-1533 cm-1，1460-1462 cm-1，1134 cm-1，其中较强的峰位置为1460-1533 cm-1，其范围是反式共轭类胡萝卜素的特征拉曼谱图；1134 cm-1是由-C-C-伸缩振动引起的，试验组峰强度明显增强，说明通过投喂虾青素，贝体积累后，可通过代谢将虾青素转运至贝壳中，从而使贝壳致色。