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近年来,大米镉污染引起的食品安全问题逐渐受到广泛的关注。据统计,从20052013年,国内已发生5起重大的大米镉污染事件,每年产出镉超标的大米接近2000万吨。受镉污染的大米由于难以利用而导致库存积压,这不仅影响了粮食经济的正常发展,同时影响了大米的食用安全性,危害消费者健康。因此,研究如何去除大米中超标的镉,使大米中的镉含量达到或低于限量标准从而加以合理利用,具有合理利用粮食资源,保障粮食质量安全的重要意义和实际价值。除镉后的大米可作为饲料、化妆品、酒精发酵等的粮食原料,从而实现镉大米的安全转换利用。本文以受污染的镉大米为原料,首先对原料中主要营养成分及镉含量进行分析检测,确定原料中镉的超标情况;研究溶剂络合萃取法对大米中镉的去除效果,优化得到去镉的最佳工艺;利用元素形态分析方法考察大米中镉的存在形态;最后以秀丽隐杆线虫模型评价镉含量超标大米的溶剂络合萃取液、处理后镉含量达标大米的溶剂络合萃取液、镉蛋白(有机态镉)和硫酸镉(无机态镉)的毒性强弱。对镉大米中镉的去除技术进行了研究并对不同镉形态的毒性进行了评价。具体研究内容和所得结果如下:(1)原料中主要营养成分与镉含量的检测。主要营养成分参照相关国家标准进行分析,检测结果表明:大米中淀粉、水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分含量分别为76.79%、12.38%、5.87%、2.27%、1.16%。采用湿法消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中镉含量,所得标准曲线相关系数>0.9990,加标回收率在107.1%111.0%之间,检测限为0.0573μg/L,精密度<5%,测得大米中镉含量为718.5μg/kg,超标严重。因此,进行进一步的大米除镉实验。(2)溶剂络合萃取法去除大米中镉的研究。溶剂络合萃取法去除镉的最佳工艺条件为:X为萃取溶剂,EDTA-2Na浓度为4 g/100mL,萃取温度45℃,反应时间为2.5 h,大米中镉含量降至115.97μg/kg,去除率达83.86%,镉含量控制在限量标准范围内(≤0.2 mg/kg),萃取效果受溶剂极性影响最大。同时,单因素实验显示淀粉保留率均在90%以上。(3)大米中镉的形态研究。根据osborne法分离大米中4种蛋白,考察镉在不同蛋白中的分布,利用SDS-PAGE分析镉含量最高的蛋白分子量,进一步利用体积排阻色谱-电感耦合等离子体质谱(SEC-HPLC-UV-ICP-MS)分析富镉蛋白组成。结果表明:镉主要分布在谷蛋白和球蛋白中,在清蛋白和醇溶蛋白分布较少;SDS-PAGE显示谷蛋白各亚基分子量分别为84.2、59.4、36.7、19.5、13.4 KDa;形态分析结果表明谷蛋白中存在3种有机态镉。(4)基于秀丽隐杆线虫模型的大米中镉的毒性研究。以秀丽隐杆线虫为模式生物,半数致死时间(LT50)、头部摆动频率、身体弯曲频率和移动力为评价指标,系统考察了镉含量超标大米的溶剂络合萃取液A、处理后镉含量达标的大米的溶剂络合萃取液B、谷蛋白镉(有机态镉)、硫酸镉(无机态镉)的毒性。结果表明:与萃取液A相比,萃取液B对线虫的LT50(p<0.05)、头部摆动频率、身体弯曲频率和移动力均有不同程度的提高,表明大米经过溶剂络合萃取法除镉后,大米毒性降低;谷蛋白镉与硫酸镉相比,LT50(p<0.01)、头部摆动频率(p<0.01)、身体弯曲频率(p<0.01)、移动力(p<0.01)均有显著提高,说明硫酸镉的毒性强于镉蛋白,谷蛋白与空白对照组相比,LT50有显著降低(p<0.05),其他指标没有显著性差异,说明富镉谷蛋白仍具有一定毒性,不能忽略。