【摘要】：近年來,隨著我國工業(yè)、采礦業(yè)的迅猛發(fā)展,環(huán)境也日益遭到破壞,大量的廢氣和廢渣污染水體和土壤。在這些有害物質當中,重金屬由于具有富集性、難降解性等特點,對我國土壤的安全性造成了巨大危害。鎘是一種極易聚集在大米中的重金屬,長期攝入對人的腎臟、心血管、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等有損害,它不僅會導致骨痛病,甚至還會致癌。我國是大米產(chǎn)量和消費量最大的國家,解決大米鎘超標問題刻不容緩。目前,學術界對于鎘在稻米等農(nóng)作物體內的儲藏和轉運已經(jīng)有了較多的研究,許多學者的研究也表明蛋白質對鎘在水稻、小麥、大豆等農(nóng)作物體內的儲存和代謝有著至關重要的作用。這為本課題對鎘和蛋白質的進一步研究提供了一定的理論基礎,同時也為本課題的研究方法提供了重要的參考依據(jù)。但是,前人研究更多側重在如何對大米進行加工從而降解大米中的鎘,以及鎘在稻谷各部位中的分布規(guī)律。目前仍缺乏大米蛋白中鎘結合蛋白的種類、結構以及功能性質的深入研究。因此,本課題采用三種含鎘量不同的秈米作為原料,經(jīng)乳酸菌發(fā)酵降鎘,將降鎘前后的大米采用Osborne分級法提取四種大米蛋白,即清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白。采用不同的分析方法研究大米蛋白在降鎘前后結構及功能性質的改變,旨在研究鎘大米的降鎘機制。最后,采用有機酸浸泡法對大米進行降鎘,探究大米中的鎘含量與蛋白質含量之間的變化關系,進一步闡述降鎘的原理,并對酸法降鎘的大米粉進行品質分析。本研究的主要結論如下:1.利用Osborne法分級提取大米中的4種蛋白,發(fā)現(xiàn)鎘在大米中的分布是不均一的,主要存在于蛋白質中,淀粉中分布較少。鎘與4種大米蛋白的結合能力從大到小排序分別是球蛋白、清蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白,并且鎘結合蛋白的分子量特征為16 kDa、32 kDa等。2.原料大米經(jīng)乳酸菌發(fā)酵降鎘,提取4種大米蛋白后采用傅里葉紅外色譜法分析其二級結構,發(fā)現(xiàn)無論在降鎘前或降鎘后,大米蛋白均主要以β-折疊和無規(guī)則卷曲含量居多。經(jīng)乳酸菌發(fā)酵降鎘后,α-螺旋含量略微下降,β-折疊含量下降明顯,可能是因為乳酸菌發(fā)酵過程會產(chǎn)生大量的酸類物質,使得大米蛋白結構延展性增強。3.原料大米經(jīng)乳酸菌發(fā)酵降鎘,提取4種大米鎘蛋白采用圓二色譜法分析其二級結構,發(fā)現(xiàn)經(jīng)乳酸菌降鎘后大米蛋白β-折疊含量減少較為明顯,這也說明酸性條件會使得大米蛋白肽鏈變得更加延展。降鎘后α-螺旋含量下降,無規(guī)則卷曲含量增多,說明大米蛋白趨向無序化發(fā)展,結果與傅里葉紅外分析結果一致。4.提取降鎘前后的4中大米蛋白,測定其持水性、持油性、起泡性及泡沫穩(wěn)定性、乳化性及乳化穩(wěn)定性等功能性質。結果顯示:蛋白質含鎘量越高,其持水性、持油性、起泡性及泡沫穩(wěn)定性、乳化性及乳化穩(wěn)定性越差,在經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵降鎘后,大米蛋白的持水性、持油性、起泡性及泡沫穩(wěn)定性、乳化性及乳化穩(wěn)定性有所增加。5.用5種不同種類的有機酸,在不同濃度、時間、溫度、料液比下浸泡并以150 r/min速度振蕩含鎘大米。結果表明蘋果酸降鎘效果最佳,最優(yōu)條件是時間2.5 h,濃度0.4 mol/L,溫度35℃,料液比1:4。并且隨著大米中鎘的去除,大米蛋白含量逐漸降低,在降鎘效果最佳時,大米蛋白的溶出量為20%。6.對酸浸前后的大米進行品質分析,掃描電鏡觀察微觀結構結果表明酸浸后大米粉變得疏松,淀粉分子之間的孔徑增大,可能是由于蛋白質等營養(yǎng)物質的溶出引起的。熱力學特性結果表明酸浸后大米粉的糊化溫度降低,其糊化溫度從73.19℃降低到了72.35℃,吸熱焓從11.08 J/g升高至11.33 J/g。糊化特性結果表明經(jīng)酸浸后,大米粉糊化溫度降低,最終黏度減小,回生值減小,這說明酸浸在一定程度上改善了大米粉的食味品質。傅里葉紅外結果表明,蘋果酸浸泡大米粉對于大米淀粉的晶體構型破壞性小,酸浸過程中沒有發(fā)生劇烈的化學變化而產(chǎn)生新的化學鍵或基團。
【圖文】：

試驗對清蛋白和球蛋白在乳酸菌發(fā)酵降鎘前后的ＳＤＳ－ＰＡＧＥ電泳圖譜進行分析與逡逑鑒定。逡逑從圖３．〗可以看出，清蛋白的分子量分布在１６邋ＫＤａ和３２邋ＫＤａ左右，其中分逡逑子量為１６邋ＫＤａ的條帶最為清晰，此結果與李亦蔚Ｗ采用Ｏｓｂｏｒｎｅ分級法提取的逡逑大米蛋白ＳＤＳ－ＰＡＧＥ電泳圖譜結果基本一致。如圖３．１顯示，大米清蛋白經(jīng)乳酸逡逑菌發(fā)酵降鎘之后，，分子量為１６邋ＫＤａ處的條帶有所變淺，ｂ條帶、ｄ條帶和ｆ條帶逡逑在分子量為３２邋ＫＤａ處幾乎消失，這可能說明乳酸菌發(fā)酵降鎘除去了分子量為３２逡逑ＫＤａ的蛋白。同時這也可以證明大米中的鎘是與相對分子量為３２邋ｋＤａ左右的蛋逡逑白結合在一起的，乳酸菌發(fā)酵去除了大米中的鎘的同時也除去了分子量為３２邋ＫＤａ逡逑的蛋白。圖３．２結果所示，降鎘后的條帶明顯比降鎘前淺，此結果與劉珊珊［２６１通逡逑用Ｓｅｐｈｅｄｅｘ邋Ｇ－７５凝膠層析柱純化出來的大米鎘結介崔「丨凝膠電泳圖結果一致。逡逑１１６ＫＤａ邋—＞？邐Ｉ邋ｉｙｉ邋Ｍ邋ｉ邋ｉ邋｜逡逑６６ＫＤａ邋—＞邋Ｉ．邋Ｉ逡逑４５ＫＤａ邐？邋ｒ邋＇邋Ｉ逡逑—逡逑２５ＫＤａ—＾逡逑１８ＫＤａ邋＞邋一＿邋姞逡逑１４ＫＤａ邐＞逡逑Ｍａｒｋｅｒ邋ａ邋ｂ邋ｃ邋ｄ邋ｅ邋ｆ逡逑圖３．丨大米清蛋白ＳＤＳ－ＰＡＧＥ圖逡逑Ｆｉｇ．３．１邋ＳＤＳ－ＰＡＧＥ邋ｐｒｏｆｉｌｅｓ邋ｏｆ邋ｒｉｃｅ邋ａｌｂｕｍｉｎ逡逑ａ代表含０．３邋ｍｇ／ｋｇ鎘大米清蛋白，ｂ代表０．３降鎘清蛋白，ｃ代表含０．５邋ｍｇ／ｋｇ鎘大米清蛋逡逑白

波數(shù)＜邋ｒｍ邋１邐波數(shù)１邋ｃｍ邋１）逡逑圖３．３降鎘前后大米清蛋白ＦＴ１Ｒ圖譜邐圖３．４降鎘前后大米球蛋白ＦＴＩＲ圖譜逡逑Ｆｉｇ．３．３邋ＦＴＩＲ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ邋ｏｆ邋ｒｉｃｅ邋ａｌｂｕｍｉｎ邐Ｆｉｇ．３．４邋ＦＴＩＲ邋ｓ
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TS201.21

【參考文獻】

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本文編號：2688301