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近年来,中国已成为世界上最大的水产品养殖国和出口国。其出口的水产品主要包括两类,一类是以螺旋藻粉为主的蓝藻类保健食品；另一类是在海水或淡水水域中天然捕捞或人工养殖的鱼虾贝类等水产品。目前,这两类产品在出口的过程中,均遭遇到越来越严重的贸易壁垒。主要因为归结为:1)水产品养殖过程中使用禁用渔药(主要为消毒剂孔雀石绿)致使药物在水产品中的高残留；2)水产品生长环境受到有毒蓝藻污染,这些有毒藻类产生的两类次生代谢产物:蓝藻毒素(特别是微囊藻毒素)和异味物质在水产品中的累积。这些有毒物质的存在不仅严重影响着水产品进出口贸易,而且对人类健康带来严重威胁,已成为生命科学界和社会广泛关注的热点问题。
中国是一个水产品消费与出口大国,关于这一些有毒物质在水产品中的残留与检测、食用此类受到污染的水产品会引发的食品安全性问题急需评估。目前,第一方面,关于渔药孔雀石绿,国内外的研究对象仅限于西方地区常见食用鱼类,对该种渔药在中国地区常见食用鱼体内的累积、分布、代谢规律的研究较少；第二方面,就有毒藻源性代谢产物来说,首先国内外已有的研究均没有建立起一种有效的检测蓝藻保健品当中微囊藻毒素的方法；同时,对于我国野外大型湖泊中水产品体内微囊藻毒素和异味物质的存在状况研究报道甚少。本文系统研究了1)致癌性渔药孔雀石绿在三种不同食性鱼体内的分布和代谢规律；2)建立了一种有效的检测螺旋藻保健品当中微囊藻毒素的方法,并运用该方法检测了36种中国市售螺旋藻保健品当中微囊藻毒素的含量；3)分析了微囊藻毒素和半挥发性异味物质在我国大型富营养化湖泊-巢湖水生态系统中的分布,并对水产品安全性进行评估。主要研究结论如下:
1.选择中国地区被广泛食用的三种具有不同食性的淡水鱼类:鳊鱼(草食性)、鲫鱼(杂食性)、乌鳢(肉食性)为研究对象,将其暴露于一定浓度的孔雀石绿溶液当中一定时间(6mg l-1,20min),暴露完毕后,投入清水中放养使其恢复,采用LC-MS2定性定量分析该时间点上鱼体各个器官组织对MG及其代谢产物LMG的累积浓度。研究发现,暴露完毕的0h,三种鱼腮中的MG浓度均达到最大值,鱼鳃是鱼体吸收MG的主要途径；暴露完毕后,三种鱼血液中的MG和LMG均以较快的速率下降；暴露完毕后240h,鱼肉中的MG和LMG浓度水平依然稳定持续在0.002μg g-1 FW以上。MG在鱼体当中迅速代谢成LMG并在鱼体中储存起来,我们发现在鱼类的腹部脂肪、皮肤、性腺这三种器官组织当中,LMG的代谢速率十分缓慢。通过对这一类器官组织当中脂肪含量的测定,我们发现器官中累积的LMG水平与该器官中脂肪含量水平呈现显著正相关关系,LMG的累积浓度主要取决于该器官组织的脂肪含量,与鱼的种类、食性均没有关系。因此,当鱼类受到孔雀石绿污染之后,食用这类鱼体内一些脂肪含量高的组织,比如性腺、皮肤,安全风险较高；另外,在世界范围内,肌肉都是被普遍食用的鱼体组织,由于孔雀石绿及其代谢产物在肌肉当中的高残留性和难降解性,其所可能引发的潜在健康风险必须引起高度重视。
2、为了建立一种有效的检测螺旋藻保健品当中微囊藻毒素的方法,在运用反相C18固相萃取柱初步富集、纯化螺旋藻样品初提液之后,我们运用了凝胶层析法、超滤离心法和硅胶柱纯化法对螺旋藻样品当中的微囊藻毒素进行选择性提取、富集、净化,并采用LC-MS2的仪器分析手段对微囊藻毒素进行定性与定量分析。结果显示,反相C18固相萃取柱结合硅胶柱可以有效地去除螺旋藻样品当中存在的严重影响微量微囊藻毒素定量分析的其他组分,其具体分析步骤如下:C18固相萃取柱上的淋洗条件为:水(洗涤),20％甲醇溶液(洗涤),90％甲醇溶液(洗脱)；硅胶柱上的淋洗条件为:100％甲醇(洗涤),80％甲醇溶液(洗脱)。本研究运用这个方法调查分析了中国市面上销售很好的36种品牌的螺旋藻保健品当中MC含量水平,结果显示,在这36种保健品当中,有34个品牌(94％)检测出了MC,其浓度范围为2到163 ng g-1(平均值为14±27 ng g-1),这个浓度水平要低于以往研究当中所检测的其他蓝藻产品中的MC水平。另外,94.4％的样品当中检出了MC-RR,30.6％的样品当中含有MC-LR,27.8％的样品当中检测了MC-YR,应该说MC-RR是存在最为普遍的MC。虽然本研究当中检测的螺旋藻保健品当中MC水平相比于以往的研究偏低,但是即使在MC浓度水平很低的情况下,由于人类长期服用螺旋藻保健品所引发的MC慢性蓄积是不容忽视的,其可能对人体健康产生的威胁不容乐观。本研究所建立的方法可以有效检测螺旋藻保健品当中的微囊藻毒素。
3.为了探讨蓝藻次生代谢产物微囊藻毒素和异味物质在巢湖水生态系统中的时空变化规律,我们于2007年11月至2008年10月,在巢湖全湖设置了12个采样点,每月定期在设置的采样点采集水样,采集巢湖三种主要的经济鱼类样品,在蓝藻水华爆发期收集藻浆,分析水体、藻浆中MC浓度,并分析三种经济鱼类肝脏和肌肉当中的MC和异味物质(MIB,GEO,β-环柠檬醛)的含量。结果显示,在夏季蓝藻水华爆发期,巢湖受到重度污染,藻浆中MC的浓度在2008年9月份达到最高值1184.8μg g-1 dry weight(DW)。而水柱中MC的胞内、胞外浓度分别在2008年8月份达到最高值16.7μg l-1,1.6μg l-1。在我们的研究期间,我们发现水体中MC的浓度与异昧物质的浓度均没有显著相关性。通过首次对巢湖三种主要的经济鱼类(鲢鱼、鲫鱼、湖鲚)体内MC和异味物质浓度水平的季节性变化研究,我们发现在鱼体肝脏和肌肉当中MC的最高浓度范围分别达到了45.8到1373.3 ng g-1 DW,6.2到64.9 ng g-1 DW。在我们调查的三种鱼肌肉当中异味物质的最高含量水平分别为:MIB:0.1到94.0μg kg-1fresh weight(FW)；GEO:11.9到22.5μg kg-1 FW；β-环柠檬醛:13.4到31.3μg kg-1 FW。此外,在水华爆发期,我们发现鲢鱼肠道内异味的最高浓度出现在前肠含物(GEO:1.5μg kg-1 FW,MIB:1.1μg kg-1 FW,β-环柠檬醛9.5μg kg-1FW),接下来是中肠含物,最后是后肠含物,这个分布趋势是有别于MC在鲢鱼肠含物中的浓度分布趋势的。在本研究中,我们发现鱼体肌肉组织当中异味的含量与其生活的水环境中的异味含量并没有相关性,没有指示作用。我们的研究证实巢湖作为其周边城市的水源地和旅游圣地等,已经受到了很严重的污染,如果要抑制这些污染可能给人类带来的健康威胁,必须实施严格的监测体制,控制蓝藻水华的爆发,以达到合理利用巢湖资源的目的。