虾青素对马氏珠母贝的影响研究

论文摘要

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，Glu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（Retentiontime）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1528-1533cm-1，1460-1462cm-1，1134cm-1，其中较强的峰位置为1460-1533cm-1，其范围是反式共轭类胡萝卜素的特征拉曼谱图；1134cm-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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 马氏珠母贝生物学特性
• 1.2 珍珠呈色机理
• 1.2.1 金属离子致色
• 1.2.2 有机物致色
• 1.2.3 结构致色
• 1.3 虾青素的结构和应用
• 1.3.1 虾青素的结构
• 1.3.2 虾青素的萃取、皂化和测定
• 1.3.3 虾青素的应用
• 1.4 本课题的目的意义、研究内容和创新之处
• 1.4.1 本课题的目的意义
• 1.4.2 本课题的主要内容
• 1.4.3 创新之处
• 2 虾青素对马氏珠母贝贝体的影响
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 材料与试剂
• 2.1.2 仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 虾青素对马氏珠母贝死亡率的影响
• 2.2.2 虾青素对马氏珠母贝壳色和肉色的影响
• 2.2.3 虾青素对马氏珠母贝脂肪酸组成的影响[67]
• 2.2.4 虾青素对马氏珠母贝氨基酸组成的影响
• 2.2.5 虾青素对马氏珠母贝生化指标的影响
• 2.3 试验结果与讨论
• 2.3.1 虾青素对马氏珠母贝死亡率影响结果与讨论
• 2.3.2 虾青素对马氏珠母贝壳色和肉色影响结果与讨论
• 2.3.3 虾青素对马氏珠母贝脂肪酸组成影响的结果与讨论
• 2.3.4 虾青素对马氏珠母贝氨基酸组成影响结果与讨论
• 2.3.5 虾青素对马氏珠母贝生化指标影响结果与讨论
• 2.4 小结
• 3 投喂前后马氏珠母贝贝肉中虾青素含量变化研究
• 3.1 材料和仪器
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 仪器
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 马氏珠母贝贝肉类胡萝卜素最佳萃取剂的选择
• 3.2.2 马氏珠母贝贝肉类胡萝卜素萃取液检测波长的确定
• 3.2.3 反相HPLC色谱条件的确定
• 3.2.4 线性关系及检出限
• 3.2.5 精密度测定
• 3.2.6 回收率测定
• 3.2.7 标样及样品稳定性测定
• 3.3 试验结果与讨论
• 3.3.1 马氏珠母贝贝肉类胡萝卜素的萃取条件选择
• 3.3.2 马氏珠母贝贝肉类胡萝卜素萃取液检测波长的确定
• 3.3.3 马氏珠母贝贝肉类胡萝卜素提取液反相HPLC色谱分析
• 3.3.4 线性关系及检出限
• 3.3.5 精密度测定
• 3.3.6 回收率测定
• 3.3.7 标样及样品稳定性测定
• 3.3.8 投喂虾青素对马氏珠母贝贝肉色素含量的测定
• 3.4 小结
• 4 投喂虾青素对马氏珠母贝贝壳的影响研究
• 4.1 材料和仪器
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 仪器
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 虾青素对贝壳内层红外光谱的影响
• 4.2.2 虾青素对贝壳壳角蛋白红外光谱的影响
• 4.2.3 虾青素对贝壳中壳角蛋白氨基酸组成及含量的影响
• 4.2.4 虾青素对贝壳内层表面结构的影响
• 4.2.5 虾青素对贝壳内层拉曼光谱的影响
• 4.3 试验结果与讨论
• 4.3.1 虾青素对贝壳内层红外光谱分析
• 4.3.2 虾青素对贝壳壳角蛋白红外光谱分析
• 4.3.3 虾青素对贝壳壳角蛋白氨基酸组成及含量分析
• 4.3.4 虾青素对贝壳内层表面结构的影响分析
• 4.3.5 虾青素对贝壳内层拉曼光谱图的影响分析
• 4.4 小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 作者简介
• 附录二 导师简介