南极磷虾中氟的赋存形态和毒性研究

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南极磷虾营养成分全面且各成分配比均衡合理,资源储藏量巨大,是应用前景广阔的人类重要后备蛋白质库。但高氟含量限制了南极磷虾优质蛋白的开发应用。。氟是人体必需的微量元素之一,同时也是一类双阈值元素,过量摄入会导致一系列机体损伤。南极磷虾中氟的相关研究备受关注,主要聚焦在其赋存形态分析及食用安全性。本论文主要进行了三个方面的研究:首先,采用核磁共振(19F NMR)、红外(FT-IR)和扫描电镜-能量色散X射线荧光光谱分析仪联用(SEM-EDX)三种仪器分析手段对南极磷虾中部分氟元素的赋存形态进行了定性分析;其次,对南极磷虾中总氟和各形态氟的生物可利用度进行了分析,最后,对南极磷虾中氟的急性毒性和慢性毒性进行了研究。主要得到以下结论:1. 南极磷虾甲壳中部分水溶态氟和残渣态氟的赋存形态初步明确:液体19F NMR表明,南极磷虾壳水溶态氟中,部分氟元素以F-、HF2-、Al F6-等氟离子的形式存在,同时氟元素以HF和Mg-F键的形式存在;FT-IR和SEM-EDX表明,南极磷虾壳残渣态氟中,部分氟元素以氟磷灰石的形式存在。2. 南极磷虾中总氟和各赋存形态氟的生物可利用度初步明确:从整体生物可利用度的角度来看,全虾和虾肉中的氟本底含量(湿重计)较低,在消化过程中溶出的氟元素量较少,但生物可利用度相对更高;虾壳和虾粉中氟本底含量高,消化过程中溶出的氟更多,但生物可利用度相对较低;全虾和虾肉中氟的溶出主要发生在胃液(78.18%和69.45%)而非肠液(7.47%和9.34%)中;虾壳和虾肉在胃液(32.53%、12.09%)和肠液中(16.13%、16.21%)均有一定的溶出。从氟化物消化反应的动力学过程来看:在胃液消化阶段,磷虾粉中氟化物的溶出量呈快速增加-减少-缓慢增加的趋势,但在肠液消化阶段则呈现稳定的增加趋势。这种现象由于南极磷虾中不同形态氟的转化所致。从氟化物的赋存形态来看,对于南极磷虾粉而言,在整个消化阶段,有机结合态氟和残渣态氟相对于水溶态、可交换态和氧化态氟,具有更高的生物可利用度;且有机结合态和残渣态氟在消化过程中会转化为其他三种形态;另一方面,全虾和虾肉则显示出与虾粉相反的趋势,即水溶性氟化物和可交换氟化物的生物利用度较高。3. 南极磷虾粉中氟的急性和慢性毒性得到初步明确:南极磷虾粉经口半数致死量LD50>20 g/Kg Bw,依据国标规定,该剂量所对应的其急性毒性级别为“实际无毒”。但南极磷虾粉毒性的判定指标和食用安全性,有待于相关研究和数据的进一步完善。南极磷虾粉中的氟对受试动物脂质代谢相关指标无显著影响,但会引起受试动物的氧化应激反应,降低机体抗氧化能力;并通过氧化应激反应造成潜在的肾损伤和肝损伤。但这些损伤和负面效果弱于氟化钠。南极磷虾粉中的氟在骨和牙中显著蓄积,但蓄积程度显著弱于氟化钠;在易受氧化应激损伤的器官中南极磷虾氟仅在肺中显示和氟化钠水平相当的轻微的蓄积且不具有显著性;南极磷虾氟和氟化钠在其他软组织脑、脾、心脏和生殖器官睾丸和卵巢中均未显示蓄积。
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