【摘 要】
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随着现代工农业的快速发展,我国农田耕地的重金属污染现象普遍存在。重金属镉（Cd）无法被微生物降解而蓄积在土壤中,与其他谷类作物相比,水稻更容易从土壤中积累镉。镉的长期摄入会导致贫血、心力衰竭、肝肺损伤等,解决镉超标大米质量安全问题刻不容缓。目前多种大米降镉技术已投入使用,但这些方法在实际应用中仍存在一定局限性,如使大米营养物质流失、功能特性变差等。因此,需在现有降镉方法的基础上,结合各方法的优势对
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随着现代工农业的快速发展,我国农田耕地的重金属污染现象普遍存在。重金属镉（Cd）无法被微生物降解而蓄积在土壤中,与其他谷类作物相比,水稻更容易从土壤中积累镉。镉的长期摄入会导致贫血、心力衰竭、肝肺损伤等,解决镉超标大米质量安全问题刻不容缓。目前多种大米降镉技术已投入使用,但这些方法在实际应用中仍存在一定局限性,如使大米营养物质流失、功能特性变差等。因此,需在现有降镉方法的基础上,结合各方法的优势对镉超标大米进行降镉。本文以壳聚糖（CTS）、乙二胺四乙酸（EDTA）、鼠李糖脂（RL）为原料,通过酰化反应和离子交联反应成功合成了一种新型的壳聚糖/EDTA/鼠李糖脂复合材料（CTS/EDTA/RL微纳米颗粒）,通过单因素试验对复合材料制备条件进行优化,采用粒径分析、透射电镜分析和傅里叶红外光谱分析对其进行表征。将该复合材料用于镉超标大米粉的降镉研究,通过单因素试验和响应面试验对大米粉降镉工艺参数进行优化,分析比较了降镉前后大米粉主要化学成分、微观结构、晶体结构、热力学特性、糊化特性、红外光谱图、流变特性和色度的变化,为大米粉中镉的脱除提供技术依据和理论参考,具有一定的实际应用价值。（1）通过单因素试验研究CTS/EDTA/RL复合材料的制备条件,得到最佳制备条件为EDTA:CTS为3:1（w/w）,反应pH值为5.0,1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDAC·HCl）浓度为20mmol/L,鼠李糖脂浓度为40%（v/v）,三聚磷酸钠（TPP）添加量为25%（v/v）时Cd2+吸附率为82.71%。透射电镜、傅立叶红外光谱和粒径分析的结果显示,CTS/EDTA/RL微纳米颗粒分散近似球形,平均粒径为 141.8 nm。（2）以镉含量0.5007 mg/kg的大米粉为原料,利用CTS/EDTA/RL对大米粉中镉进行吸附。通过单因素试验初步确定了大米粉降镉工艺中各因素的最佳水平:吸附时间为120 min,吸附温度为45℃,液料比为10 mL/g,CTS/EDTA/RL添加量为50%（v/v）。在单因素试验的基础上进行响应面优化试验,得到最佳降镉工艺:吸附时间为123 min,吸附温度为48℃,液料比为10 mL/g,CTS/EDTA/RL添加量为45%（v/v）,此时大米粉中镉脱除率可达72.93%。选用不同试剂对大米粉中镉进行吸附,其中超纯水处理对大米粉的降镉率为2.44%,CTS降镉率为19.12%,EDTA降镉率为35.77%,RL降镉率为5.09%,CTS/EDTA降镉率为61.85%,说明CTS/EDTA/RL微纳米颗粒对大米粉的降镉率显著高于其他试剂。（3）经CTS/EDTA/RL降镉,大米粉水分含量由13.09%降至9.64%,蛋白含量由8.86%降至8.52%,大米淀粉相对得到富集,含量由75.29%升至80.15%,直链淀粉含量由22.49%升至23.10%,而大米粉脂肪含量无明显变化。微观结构分析表明,大米粉降镉后结构较为松散,米粉表面出现部分凹陷和裂痕,大米粉颗粒结构中产生较多空隙。晶体结构分析表明,降镉后大米淀粉仍表现为A型结晶结构,且结晶度有所增加。热特性、糊化特性结果表明,经降镉处理,大米粉糊化温度降低,峰值黏度和衰减值升高,说明CTS/EDTA/RL处理有利于改善大米粉食味品质。傅立叶红外光谱的结果表明,降镉处理未使大米粉产生新的化学键和基团。流变分析表明,降镉后大米淀粉凝胶不易被破坏,大米粉糊黏弹性增加,表现出更强的固体特性。色度分析表明,降镉后大米粉白度值有所增加。
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