早在2012年中國疾病預(yù)防控制中心的研究報告曾顯示,我國2-6歲兒童和7-14歲少年平均鎘(Cd)攝入量已經(jīng)超過FAO/WHO聯(lián)合食品添加劑專家委員會(JECFA)所制定的每月耐受攝入量(PTMI),其中膳食Cd的來源主要是谷類,尤其是大米,貢獻率接近50%。稻米Cd污染問題,已經(jīng)成為我國亟待解決的重要糧食安全問題。與土壤治理、低Cd水稻品種培育相比,在稻米加工過程中進行除Cd更為切實可行。然而目前針對稻米除Cd尚缺乏基于熱力學(xué)、分子動力學(xué)和配位化學(xué)的基礎(chǔ)理論研究,無法為現(xiàn)有除Cd技術(shù)的篩選、工藝優(yōu)化和實際應(yīng)用提供理論依據(jù)。針對上述問題,本文首先探明Cd在大米中的存在形式,隨后從熱力學(xué)角度篩選出與Cd結(jié)合最穩(wěn)定的米蛋白組分,通過分子動力學(xué)模擬和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)表征,揭示米蛋白與Cd結(jié)合的典型分子機制,最后從配位化學(xué)的角度探明酸效應(yīng)和配位競爭效應(yīng)影響米蛋白-Cd結(jié)合物解離的規(guī)律,并對酸法和螯合法兩種除Cd技術(shù)在米蛋白中應(yīng)用的實效性進行驗證,以期為開發(fā)綠色、高效的稻米除Cd技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果:(1)Cd在大米中的存在形式及與蛋白結(jié)合的熱力學(xué)特征。Cd在糙米中的分布是不均勻的。以Cd含...

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
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第一章 緒論
    1.1 我國Cd污染稻米的現(xiàn)狀
    1.2 Cd在大米中的存在形式
    1.3 米蛋白結(jié)構(gòu)及組成
        1.3.1 清蛋白結(jié)構(gòu)及組成
        1.3.2 球蛋白結(jié)構(gòu)及組成
        1.3.3 醇溶蛋白結(jié)構(gòu)及組成
        1.3.4 谷蛋白結(jié)構(gòu)及組成
        1.3.5 堿提蛋白
        1.3.6 酶提蛋白
    1.4 蛋白與Cd結(jié)合機制的研究
        1.4.1 蛋白質(zhì)與金屬離子結(jié)合的基礎(chǔ)特性
        1.4.2 蛋白質(zhì)與金屬離子結(jié)合構(gòu)象的表征與分子動力學(xué)模擬
        1.4.3 蛋白與Cd結(jié)合的分子學(xué)機制
        1.4.4 影響蛋白質(zhì)與Cd結(jié)合的因素
    1.5 立項依據(jù)、研究內(nèi)容及研究意義
        1.5.1 立項依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 研究意義
第二章 Cd在大米中的存在形式及與蛋白結(jié)合的熱力學(xué)特征
    2.1 引言
    2.2 材料及儀器
        2.2.1 材料
        2.2.2 主要儀器和設(shè)備
    2.3 實驗方法
        2.3.1 糙米的碾磨及碾磨程度的劃分
        2.3.2 不同米蛋白的提取方法
        2.3.3 米蛋白與Cd結(jié)合反應(yīng)方法及動力學(xué)、等溫吸附模型建立
        2.3.4 Cd濃度的測定
        2.3.5 理化指標測定
        2.3.6 掃描電鏡(SEM)
        2.3.7 氨基酸分析
        2.3.8 數(shù)據(jù)處理
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 Cd和蛋白在糙米各層中的分布
        2.4.2 Cd在不同米蛋白中的分布
        2.4.3 Cd與不同米蛋白吸附動力學(xué)研究
        2.4.4 Cd與不同米蛋白結(jié)合的吸附等溫線
        2.4.5 Cd與不同大米蛋白吸附熱力學(xué)分析
        2.4.6 不同米蛋白的氨基酸組成與Cd結(jié)合量的相關(guān)性分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 米蛋白與Cd結(jié)合的典型分子機制
    3.1 引言
    3.2 材料及儀器
        3.2.1 材料
        3.2.2 主要儀器和設(shè)備
    3.3 實驗方法
        3.3.1 米蛋白各組分及醇溶蛋白-Cd結(jié)合物制備
        3.3.2 十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰氨凝膠電泳(SDS-PAGE)
        3.3.3 體積排阻色譜(HPSEC)
        3.3.4 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)定性分析
        3.3.5 分子動力學(xué)模擬
        3.3.6 遠紫外圓二色譜(Far-UVCD)
        3.3.7 X-射線光電子能譜分析(XPS)
        3.3.8 熒光光譜分析
        3.3.9 數(shù)據(jù)處理
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 醇溶蛋白的分離及純度鑒定
        3.4.2 醇溶蛋白的亞基結(jié)構(gòu)分析
        3.4.3 亞基Q0D840與Cd結(jié)合的分子動力學(xué)模擬
        3.4.4 醇溶蛋白-Cd結(jié)合物的分子結(jié)構(gòu)表征
    3.5 本章小結(jié)
第四章 米蛋白-Cd結(jié)合物的解離規(guī)律
    4.1 引言
    4.2 材料及儀器
        4.2.1 材料
        4.2.2 主要儀器和設(shè)備
    4.3 實驗方法
        4.3.1 米蛋白與Cd的結(jié)合反應(yīng)
        4.3.2 pH對米蛋白-Cd結(jié)合物的影響
        4.3.3 離子強度對米蛋白-Cd結(jié)合物的影響
        4.3.4 配位體對米蛋白-Cd結(jié)合物的影響
        4.3.5 金屬離子對米蛋白-Cd結(jié)合物的影響
        4.3.6 金屬離子的測定
        4.3.7 數(shù)據(jù)處理
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 酸效應(yīng)對米蛋白與Cd結(jié)合的影響
        4.4.2 離子強度對米蛋白與Cd結(jié)合的影響
        4.4.3 不同配位體對米蛋白與Cd結(jié)合的影響
        4.4.4 不同金屬離子對米蛋白與Cd結(jié)合的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 米蛋白的Cd脫除工藝及蛋白理化功能性質(zhì)變化
    5.1 引言
    5.2 材料及儀器
        5.2.1 材料
        5.2.2 儀器
    5.3 實驗方法
        5.3.1 不同細度米蛋白的制備
        5.3.2 米蛋白酸浸除Cd工藝優(yōu)化及樣品制備
        5.3.3 米蛋白EDTA螯合除Cd工藝優(yōu)化及樣品制備
        5.3.4 粒度分析方法
        5.3.5 Cd濃度的測定
        5.3.6 EDTA-2Na的測定
        5.3.7 理化成分的測定
        5.3.8 礦物元素分析
        5.3.9 氨基酸分析
        5.3.10 乳化性和起泡性測定
        5.3.11 持水性和持油性測定
        5.3.12 體外消化性的測定
        5.3.13 數(shù)據(jù)處理
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 粉碎時間對米蛋白粒徑的影響
        5.4.2 米蛋白酸浸除Cd的影響因素
        5.4.3 米蛋白EDTA螯合除Cd的影響因素
        5.4.4 不同除Cd方法對米蛋白理化成分和氨基酸組成的影響
        5.4.5 不同除Cd方法對米蛋白功能特性的影響
        5.4.6 不同除Cd方法對米蛋白體外消化性的影響
    5.5 本章小結(jié)
主要結(jié)論與展望
    主要結(jié)論
    展望
論文創(chuàng)新點
參考文獻
致謝
附錄:作者在攻讀博士學(xué)位期間相關(guān)成果清單



本文編號：3768728