南极磷虾贮存过程中氟的迁移机制

Antarctic krill are widely distributed in Central Antarctic waters, as an important part of the food chain, huge reserves of resources, has become the hot spots of the world competing to develop the human food resources. Antarctic krill in the fluorine content is much higher than the food safety limit, During the storage process, in the role of endogenous proteases, krill body produced autolysis. Fluoride in the crustaceans migrate irreversibly to the muscle, resulting in the high fluoride content in the muscle tissue, limiting the development and utilization of krill resources. Fluoride, as a safety indicator, has been calculated the total content, ignoring the fluorine existing forms of diversity and different forms of fluoride absorption and utilization differences in the organisms. Fluoride migration mechanism in the autolysis process from shell to soft tissue need to clarify. The project intends to study the morphological changes of the composition of fluorine in the melting process, and to investigate the dissolution channel of fluoride in shell and soft tissue, screening the impact factor of the fluorine migration, build various types of protease dissolution krill musclefluorine migration dynamics model, revealing the mechanism of the Antarctic krill autolysis process in fluorine migration. Expected results is expected to provide a working basis for the follow-up study of Antarctic krill's food safety assessment and processing of fluorine in control technology.

南极磷虾南极磷虾广泛分布于环南极水域，蕴藏量在6.5亿至10亿吨，成为目前各国竞相研发的食物新资源热点，但其甲壳和肌肉中的氟含量远超过安全限量，且在贮存过程中，在磷虾机体"自溶"作用下，甲壳中的氟不可逆地迁移至肌肉中，成为限制磷虾资源开发利用的"瓶颈"。目前，氟安全限量指标，以氟总量计，没有考虑氟赋存形态的多样性和不同形态氟在生物体中吸收利用差异性，磷虾贮存过程中氟由甲壳迁移至肌肉中的机制也亟待阐明。本项目拟采用化学逐级提取法对氟形态进行分析，动态研究贮存过程中南极磷虾甲壳及肌肉中氟的赋存形态变化，筛查氟迁移的环影响因子，构建磷虾肌肉自溶模拟体系，研究各类酶解蛋白作用下磷虾肌肉中氟的迁移动力学，探讨磷虾甲壳中氟的溶出途径，揭示南极磷虾贮存过程中氟的迁移机制。预期研究结果将为南极磷虾的食用安全性评价提供新思路，为贮存加工中氟的控制技术提供理论依据。

南极磷虾广泛分布于环南极水域，蕴藏量在6.5亿至10亿吨，成为目前各国竞相研发的食物新资源热点，但其甲壳中的氟含量远超过普通食品，且在贮存过程中，在磷虾机体“自溶”作用下，甲壳中的氟不可逆地迁移至肌肉中，成为限制磷虾资源开发利用的“瓶颈”。本项目建立优化了南极磷虾中氟的分析方法，结合化学逐级提取与超声处理对氟的形态进行分析，动态研究贮存过程中南极磷虾甲壳及肌肉中氟的赋存形态变化，筛查了氟迁移的环境影响因子，并进行影响程度排序，拟合构建了磷虾甲壳中氟的迁移动力学模型，探讨磷虾甲壳中氟的溶出途径。研究结果如下:.1. 优化了南极磷虾高氟含量的离子选择电极分析方法，建立了磷虾制品低氟含量的离子色谱分析方法。与国标氟试剂比色法相比，优化后的离子选择电极法检测时间短，样品重复性好，检测范围宽，适于南极磷虾船上捕捞、运输加工过程中氟含量的快速检测。通过比较环境中氟的分析方法，结合南极磷虾的生物学特性，确立了Tessier逐级化学提取与超声处理相结合的氟赋存形态分析方法，依据提取过程，将南极磷虾中氟的赋存形态可分为水溶性氟、可交换态氟、氧化态氟、有机结合态氟和残渣态氟，并对提取条件进行优化。.2. 研究了南极磷虾在-20℃、-80℃贮运过程中氟的迁移变化规律。结果表明，贮运时间和贮运温度对整虾中的总氟含量影响不显著，贮运时间对虾壳和虾肉中几种赋存形态氟的含量影响显著，贮运温度对虾壳和虾肉中几种赋存形态氟的含量影响不显著。在磷虾捕捞后3-10个月的贮运期间，虾壳和虾肉中氟含量变化差异不显著；在11-15个月的贮运期间，虾壳中氟含量逐渐降低，虾肉中氟含量逐渐增加，各贮运时段的氟含量的测定值差异显著。随着贮运时间的延长，虾壳中的可交换态氟含量降低，虾肉中的可交换态氟和水溶态氟含量增加。.3. 磷虾贮运过程中各部位的元素含量差异显示，甲壳中Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Zn含量高，肌肉组织中K、Na含量高。对影响氟迁移的因素进行显著性和灰色关联度分析，并对影响因子进行排序，结果显示，虾壳中氟含量变化的影响排序为:元素>pH>贮运温度；虾肉中氟含量变化的影响排序为:元素>贮运温度> pH；元素中Al3+对虾壳中氟迁移影响最大。在此基础上，曲面拟合了虾壳中氟迁移的动力学模型。