污染區(qū)稻麥籽實(shí)中cd形態(tài)的分析

污染區(qū)稻麥籽實(shí)中cd形態(tài)的分析

食品中的重金屬形狀與環(huán)境不同。雖然它不是一個簡單的武器狀態(tài)，但它通常與食物成分結(jié)合，并呈現(xiàn)各種形狀。它的生物吸收性和毒性與金屬無產(chǎn)階級有很大不同。這方面的研究仍然很薄弱。關(guān)于魚類、蝦、貝等刺激性食品中重金屬的存在，但對糧食等植物園中重金屬的存在還缺乏系統(tǒng)的研究。作者采用了組織化學(xué)和溶劑提取法，探討了水稻麥粒的分布以及cd-pb與各種營養(yǎng)成分的結(jié)合。1材料和方法1.1樣本來源稻麥籽實(shí)采自湖北大冶銅礦區(qū)及云南蘭坪鉛鋅礦區(qū)周圍農(nóng)田收獲樣品.1.2提取脂肪以提取種子按國家標(biāo)準(zhǔn)方法(GB2906-82)提取籽實(shí)中粗脂肪,并計(jì)算粗脂肪含量.1.3上清液的提取將脫脂后的稻麥籽實(shí)樣品,按樣品溶劑1:10的比例進(jìn)行連續(xù)提取,提取順序?yàn)槿ルx子水5%NaCl70%乙醇0.2%NaOH.其方法是攪拌1h后置于冰箱內(nèi)10h,6000r/min離心30min,取上清液,沉淀部分進(jìn)行下一提取劑的提取.1.4樣品處理與蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制將稻麥籽實(shí)粉碎后,按文獻(xiàn)方法脫去脂肪,風(fēng)干后稱取適量,用0.05MTris-HCl(pH7.5)進(jìn)行提取,樣品與提取液之比為1:10.將提取液樣品置于冰箱內(nèi)10h后,在20000r/min的高速冷凍離心機(jī)中離心1h,取上清液于冰凍干燥箱內(nèi)濃縮5倍.取濃縮樣品1mL用0.05molTris-HCl溶解,經(jīng)SephadexG75柱進(jìn)行層析分離(2.0×100cm).用0.02molTris-HCl緩沖液(pH7.5)進(jìn)行洗脫.用自動部分收集器(BS2-100)以4mL/20min的流速,每管4mL收集洗脫液.紫外分光光度計(jì)(BECKMANDU-8B)測定洗脫液的紫外吸收峰(225nm處),并同步測定洗脫液中的Cd濃度.用標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)曲線法測定洗脫液樣品分子量.標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)為牛血清蛋白(分子量66000)雞卵清蛋白(分子量45000)胰蛋白酶(分子量24000)細(xì)胞色素C(分子量12400),均為層析純.將標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)混合液與樣品相同的方法經(jīng)SephadexG75柱層析,繪制蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線.1.5氨基酸測定按GB7649-87方法,用Biochrom20氨基酸分析儀(瑞典)分析洗脫液樣品中17種氨基酸含量.1.6分析含量測定將待測樣品經(jīng)硝酸高氯酸消化后用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)(GBC906,澳大利亞)測定其含量.為保證分析方法的準(zhǔn)確性,采用國家標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行質(zhì)量控制.2結(jié)果與討論2.1cd與脂肪的含量及其分布通過提取法測定了稻米麥粒中脂肪和蛋白質(zhì)中Cd的含量和抽提脂肪蛋白質(zhì)后剩余殘?jiān)蠧d含量,殘?jiān)饕煞质堑矸凵倭康睦w維素半纖維素和礦物質(zhì)(對這些成分未作進(jìn)一步分離),結(jié)果見表1.由表1可看出,兩種作物籽實(shí)中均以蛋白質(zhì)中Cd的濃度最高,殘?jiān)沃?脂肪中濃度很低.從籽實(shí)中Cd的總量分布看,以蛋白質(zhì)中的分布比例最高,可占60.58%和67.67%,殘?jiān)姓?9.02%和32.29%,脂肪中所占比例極低.值得指出的是盡管稻麥籽實(shí)中的蛋白質(zhì)僅占其營養(yǎng)成分的8%和11%,但其中Cd的總量分布卻占據(jù)絕對優(yōu)勢,由此表明Cd在籽實(shí)中主要呈現(xiàn)與蛋白質(zhì)結(jié)合的形態(tài),這與筆者采用組織化學(xué)法及溶劑提取法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致.此外,殘?jiān)羞€有一定濃度的Cd可與纖維素半纖維素等生物成分相結(jié)合.而與脂肪的結(jié)合量甚微.2.2cd在稻麥籽實(shí)中的濃度種子蛋白質(zhì)大部分為儲藏蛋白質(zhì)屬簡單蛋白質(zhì).根據(jù)其在各種溶劑中的溶解度不同,可分為清蛋白醇溶谷蛋白球蛋白和谷蛋白.清蛋白溶于水,在加熱或某種鹽類的飽和溶液中發(fā)生沉淀,主要是酶蛋白,在水稻及小麥種子蛋白質(zhì)中分別占5%和9%;球蛋白不溶于水但溶于鹽類溶液,在禾谷類種子中普遍存在,在水稻種子蛋白質(zhì)中占10%,小麥中占5%;醇溶谷蛋白不溶于水和鹽類溶液,但溶于70%酒精溶液,是禾谷類特有的一種蛋白質(zhì),在大部分禾谷類種子中都存在,占水稻種子蛋白質(zhì)的5%,小麥種子蛋白質(zhì)的40%;谷蛋白不溶于水鹽類和乙醇溶液,但溶于稀堿或稀酸溶液,在禾谷類種子中普遍存在,尤以水稻種子中為最高,可占種子蛋白質(zhì)的80%,小麥種子中占46%.根據(jù)以上性質(zhì)采用1.3方法對稻麥籽實(shí)中這4種類型蛋白質(zhì)進(jìn)行了連續(xù)提取,并測定了提取液中Cd的濃度(圖1).結(jié)果表明,兩種作物籽實(shí)蛋白質(zhì)中均以球蛋白和谷蛋白中Cd的分布比例最高.稻米球蛋白中Cd占42.13%,小麥占44.06%;稻米谷蛋白中Cd占38.94%,小麥占26.48%.醇溶性谷蛋白中Cd的分布比例最低,水稻占4.05%,小麥占6.9%.根據(jù)兩種作物各類型蛋白質(zhì)的一般分布比例及各類型蛋白質(zhì)提取液中Cd的濃度可計(jì)算出各類型蛋白質(zhì)結(jié)合Cd的濃度(表2).結(jié)果表明,Cd在不同類型蛋白質(zhì)中的濃度有明顯差別,兩種作物均以球蛋白中為最高,其次是清蛋白,谷蛋白和醇溶性谷蛋白中的濃度較低.上述Cd在籽實(shí)蛋白質(zhì)中的總量分布是以球蛋白和谷蛋白為高,由表2可見前者與其濃度較高有關(guān),而后者則由于其占蛋白質(zhì)總量的比例較高所至.然而,各類型蛋白質(zhì)中Cd的濃度更加直接反映了其結(jié)合狀況,即說明Cd在稻麥籽實(shí)中更易于與球蛋白和清蛋白相結(jié)合.這兩種蛋白質(zhì)為可溶性蛋白質(zhì),分子量較小.需指出的是以上結(jié)果是在假設(shè)提取的蛋白質(zhì)為純蛋白質(zhì)的前提下計(jì)算得出的,未進(jìn)行分離提純.由于球蛋白可微溶于水,故水溶性蛋白質(zhì)提取液中除清蛋白外可能有微量球蛋白存在;在水溶態(tài)及醇溶態(tài)中也不排除可溶性糖的存在,但鑒于大多數(shù)禾谷類種子中可溶性糖的含量均較低,一般占干物質(zhì)的2%～2.5%,由此反映了Cd與種子中不同類型蛋白質(zhì)的結(jié)合趨勢.另外,可溶于水的清蛋白中Cd的濃度較高,其中是否存在游離態(tài)Cd有待于研究.2.3cd的紫外吸收脫脂稻麥籽實(shí)樣品用0.05molTris-HCl緩沖液提取,并將提取液經(jīng)SephadexG75柱進(jìn)行凝膠層析,對洗脫液進(jìn)行紫外吸收測定并同步進(jìn)行Cd濃度分析,其結(jié)果見圖2.糙米的Tris-HCl可溶性組分經(jīng)SephadexG75柱分離得到3個明顯的紫外吸收峰,分別出現(xiàn)在洗脫液第15管(I峰)31管(II峰)和44管(III峰)處,尤以第III峰為高.從其在225nm處有紫外吸收的特性判斷其為蛋白質(zhì)稀溶液(或多肽類物質(zhì)).經(jīng)與相同條件下的蛋白質(zhì)曲線對照這3個峰的表觀分子量分別為54.5×10316.04×1035.5×103.從洗脫液中Cd的測定結(jié)果看,出現(xiàn)了3個明顯的Cd峰,其出現(xiàn)位置恰與IIII紫外吸收峰相重合.第II紫外吸收峰也含Cd,但Cd的富集不顯著.由此推斷,糙米中Cd-蛋白質(zhì)(多肽)結(jié)合體的表觀分子量為54.5×103和5.5×103.麥粒Tris-HCl可溶性組分的凝膠層析結(jié)果與糙米類似(圖2),也得到3個蛋白質(zhì)紫外吸收峰,出現(xiàn)在洗脫液第14管(I峰)27管(II峰)和44管處(III峰),以第I峰的紫外吸收值最高.與標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)相對照,3個峰的表觀分子量依次為54.5×10320.17×103和5.5×103.洗脫液中Cd的測定結(jié)果表明,第IIII紫外吸收峰為富Cd峰,II峰中也有一定濃度的Cd存在.說明麥粒中Cd-蛋白質(zhì)(多肽)結(jié)合體的表觀分子量與糙米相同,也為54.5×103和5.5×103,20.17×103處也含有Cd,但富集不明顯.此外在洗脫液第39管處還有一個含Cd的峰,但未與紫外吸收峰峰相重合,其結(jié)合形態(tài)尚待研究.2.4麥粒氨基酸組分的氨基酸組成為進(jìn)一步了解Cd-蛋白質(zhì)結(jié)合體的氨基酸組成,對經(jīng)凝膠層析分離得到的3個蛋白質(zhì)(多肽)的17種氨基酸組成進(jìn)行了分析,其結(jié)果見表2.從表2看出,糙米麥粒3個蛋白質(zhì)組分均未出現(xiàn)極端組成狀況.糙米富Cd的第IIII蛋白質(zhì)組分的氨基酸組成有明顯相似趨勢,均以GluValIleLeuArgCys的含量較高,這6種氨基酸之和可占氨基酸總量的63.4%和66.02%(圖2中IIII組分),這兩個組分中的Pro未檢出,Ser和Thr的含量較低.含Cd量較低的第II蛋白質(zhì)組分的氨基酸組成與IIII的主要區(qū)別是Glu的含量明顯要低.從表2中麥粒的3個蛋白質(zhì)組分的氨基酸組成看,富Cd明顯的第I組分中,GluValIleLeuTyr和Asp的含量較高,這6種氨基酸合計(jì)占氨基酸總量的63.63%,不含Pro,His的含量較低;富Cd明顯的第III蛋白質(zhì)組分的氨基酸組成與I類似,但Glu的含量較低,而Cys的含量比第I峰要高,也不含Pro,Thr的含量較低;含Cd量相對較低的第II蛋白質(zhì)組分中以GluValIleIeu和Phe的含量較高,這5種氨基酸組合計(jì)占氨基酸總量的53.89%,與IIII組分的主要區(qū)別是Cys的含量較低,這是具有=S健的氨基酸.以上結(jié)果反映了兩種作物籽實(shí)中富Cd蛋白質(zhì)氨基酸的表觀組成.由于不同作物同一作物的不同品種不同類型蛋白質(zhì)的氨基酸組成均有一定差異.因此,對前述富Cd蛋白質(zhì)的類型結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性等仍需作進(jìn)一步研究.3cd在稻麥籽實(shí)中的氨基酸組成與分布3.1在稻麥籽實(shí)主要營養(yǎng)成分中,Cd以與蛋白質(zhì)相結(jié)合的形態(tài)為主,占Cd總量的60%和67%.3.3稻麥籽實(shí)Tris-HCl可溶性組分經(jīng)SephadexG75柱層析表明,Cd-蛋白質(zhì)結(jié)合體的表觀分子量為54.5×