不同品种小麦中铜、锗、铬的含量及其与生长土壤的相关性研究

论文摘要

铜、锗、铬三种元素与目前严重危害人类健康的肿瘤、心血管疾病和糖尿病等关系极大,对它们的深入研究有可能为最终征服这些恶性疾病提供一条捷径。有鉴于此,通过食品途经补充适当的铜、锗、铬成为一种必然,作为生物活性成分的铜、锗、铬也因此成为功能性食品研究的热点之一。但是,由于铜、锗、铬的缺乏和过量之间是一个很窄的范围,摄入过量或缺乏都将导致严重后果,而土壤中锗、铬和铜含量水平直接影响到植物中的锗、铬和铜含量,从而影响人体健康。小麦粉是人们消费的主食。选择准确、简便、灵敏、快速测定小麦粉中铜、锗、铬含量的分析方法,对铜、锗、铬缺乏引起的疾病和过量导致的毒性研究都有重要的意义。南阳彩色小麦是我省近几年培育的小麦新品种,其铜、锗、铬含量的水平还未作深入研究。本课题开展的研究为富铜、锗、铬食品的生产提供了理论依据和技术参考。本文选用五个地区种植的四种南阳彩色小麦和两个普通小麦以及种植生长的土壤为试验材料,采用微波压力程序消解新技术处理样品,用不同方法进行测定,结果表明:1微波消解具有分解速度快、试剂用量少、污染小、空白值低等优点,且与国标干法灰化法和湿法消解法相比无显著性差异。本文选取的消解条件:消解时间20min,消解剂:铜、锗和三价铬测定时用4.00mL HNO3+2.00mLH2O2（小麦粉）和4.00mLHNO3+2.00mLHF（土壤）;六价铬测定时采用5.00mL HNO3+1.00mLHClO4（小麦粉）和4.00mLHNO3+1.00mLHF+1.00mLHClO4（土壤）。2五地区种植的六品种小麦中铜、锗、铬含量及其差异性（1）六品种小麦在五地区种植后全麦粉铜含量为2.17～7.81μg g-1之间,均在铜限量卫生标准内。六品种中蓝麦铜含量较高,周麦16铜含量较低,四种彩麦的铜含量普遍都高于两种普通小麦。五地区中巩义地区小麦铜含量在4.60～7.81μg g-1之间,各品种小麦铜含量普遍较高,且高于本底各品种小麦的4.22～6.58μg g-1之间的铜含量;郑州地区小麦铜含量在2.17～4.52μgg-1,本地区种植的各品种小麦铜含量普遍较低,且低于各品种麦种的铜含量。通过单因素方差分析表明,焦作、漯河和商丘三地区各品种小麦铜含量差别不大,郑州、巩义地区之间几乎都有显著性差别,但上述五地区的小麦与麦种之间铜含量有显著性差别的。（2）六个品种小麦在五地区种植后全麦粉锗含量在0.39～1.085μg g-1之间,均在锗限量卫生标准内。其中蓝麦的锗含量较高,灰麦的锗含量较低;除蓝麦外,彩麦的锗含量与两种普通小麦相近。五地区中郑州地区小麦锗含量在0.478～1.085μg g-1之间,各品种小麦锗含量普遍较高,且高于本底各品种小麦的0.356～0.476μg g-1之间的锗含量;巩义地区小麦锗含量在0.349～0.566μg g-1,各品种小麦锗含量普遍较低,且普遍低于本底各品种小麦的锗含量。通过单因素方差分析表明,焦作、漯河和商丘三地区的小麦中锗含量差别不大,郑州、巩义地区之间都有显著性差别,五地区的小麦和麦种之间在锗含量上有显著性差异。（3）六个品种小麦在五地区种植后全麦粉三价铬含量在0.107～0.432μg g-1之间,总铬含量在0.126～0.456μg g-1之间,均在铬限量卫生标准内。普通紫麦铬含量较高,灰麦的铬含量较低;除硬质紫麦外,彩麦的铬含量与两种普通小麦相近。商丘地区小麦铬含量在0.190～0.432μg g-1之间,各品种小麦铬含量普遍较高,且高于本底各品种小麦的0.172～0.325μg g-1之间的铬含量;巩义地区小麦铬含量在0.107～0.128μg g-1,各品种小麦铬含量普遍最低,且低于本底各品种小麦的铬含量。通过单因素方差分析表明,五地区的小麦和麦种之间铬含量有显著性差异,五地区之间也存在差异。3全麦粉与土壤中铜、锗、铬含量的相关性分析及其生物吸收比和土壤pH（1）通过试验数据对五地区的小麦与其生长土壤中铜含量进行相关性分析表明:各品种小麦与其生长土壤中的铜含量呈强的正相关。不同品种的小麦对土壤背景中铜的选择吸收不同,周麦16生物吸收比较小,为13.1～23.0%;蓝麦生物吸收比较大,为22.0～29.8%。（2）通过试验数据对五地区的小麦与其生长土壤中锗含量进行相关性分析表明:各品种小麦与其生长土壤中的锗含量无相关性。不同品种的小麦对土壤背景中锗的选择吸收不同,灰麦生物吸收比较小,为31.9～46.6%;蓝麦生物吸收比较大,为49.0～85.5%。（3）通过试验数据对五地区的小麦与其生长土壤中铬含量进行相关性分析显示:各品种小麦与其生长土壤中的铬含量具有很强的正相关性。同一生长环境下,不同品种的小麦对土壤背景中铬的选择吸收不同,周麦16生物吸收比较小,为8.9～15.1%;普通紫麦生物吸收比较大,为10.6～21.3%。（4）不同品种小麦的生物吸收比与土壤的pH存在一定的相关性。对于五地区小麦中的铜而言,它的生物吸收比与土壤的pH成负相关;对于五地区小麦中的锗而言,它的生物吸收比与土壤的pH成正相关;对于五地区小麦中的三价铬而言,它的生物吸收比与土壤的pH也成负相关;而六价铬,它的生物吸收比与土壤的pH无关。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• 1 文献综述
• 1.1 铜的国内外研究现状
• 1.1.1 国内外铜生物活性的研究
• 1.1.2 铜的生理功能
• 1.1.2.1 维持正常造血机能和铁代谢
• 1.1.2.2 维护骨骼、血管、皮肤的正常
• 1.1.2.3 维护中枢神经系统的健康
• 1.1.2.4 保护毛发正常的色素和结构
• 1.1.2.5 保护机体细胞免受超氧离子的毒害
• 1.1.3 铜缺乏与中毒
• 1.1.4 人体对铜的需要量及其来源
• 1.1.5 土壤中铜的含量、形态及危害
• 1.1.6 铜的测定方法的研究
• 1.2 国内外锗的研究现状
• 1.2.1 锗在自然界的存在形态
• 1.2.2 锗在机体中的分布与代谢
• 1.2.3 具有生理活性的有机锗化合物
• 1.2.4 生物学功能
• 1.2.4.1 抗肿瘤作用
• 1.2.4.2 调节免疫功能
• 1.2.4.3 对造血系统的作用
• 1.2.4.4 对氧的富集作用
• 1.2.5 安全性
• 1.2.6 食品中的锗及富锗食品基料的制备
• 1.2.7 锗的测定方法的研究
• 1.3 国内外铬的研究现状
• 1.3.1 铬的吸收、代谢与分布
• 1.3.2 铬的生理功能
• 1.3.2.1 铬与葡萄糖耐量因子
• 1.3.2.2 铬在糖代谢中的作用
• 1.3.2.3 铬在脂代谢中的作用
• 1.3.2.4 铬对蛋白质核糖核酸代谢的作用
• 1.3.3 铬与疾病
• 1.3.3.1 铬与糖尿病
• 1.3.3.2 铬与动脉粥样硬化
• 1.3.3.3 铬中毒
• 1.3.4 铬的需要量及其来源
• 1.3.5 富铬食品
• 1.3.6 铬污染对环境、生物、人类造成的危害
• 1.3.7 铬的测定方法的研究
• 2 引言
• 2.1 课题提出的依据和研究意义
• 2.2 课题研究的内容
• 2.3 课题研究的目标
• 3 材料与方法
• 3.1 实验仪器和试剂
• 3.2 实验材料
• 3.3 试验步骤
• 3.3.1 铜的测定
• 3.3.1.1 样品的消解
• 3.3.1.2 消解液过离子交换树脂柱
• 3.3.1.3 电极的处理和校准
• 3.3.1.4 样品的测定
• 3.3.2 锗的测定
• 3.3.2.1 平台石墨管的钽涂层
• 3.3.2.2 样品的消解
• 3.3.2.3 样品的测定
• 3.3.3 价态铬的测定
• 3.3.3.1 样品的消解
• 3.3.3.2 样品和土壤中三价铬的测定
• 3.3.3.3 样品和土壤中总铬的测定
• 3.3.4 土壤pH的测定
• 3.4 数据处理
• 4 结果与分析
• 4.1 铜的测定结果分析
• 4.1.1 微波消解酸体系的选取
• 4.1.2 干扰离子
• 4.1.3 最佳过柱时间的选取
• 4.1.4 缓冲溶液pH的确定
• 4.1.5 铜离子溶液pH影响
• 4.1.6 总离子强度调节剂（TISAB）的用量
• 4.1.7 对照测定结果
• 4.1.8 方法的精密度和检出限
• 4.1.9 回收率
• 4.1.10 五地区种植的小麦与其收割时期的土壤中铜含量和相关性
• 4.1.10.1 五地区种植小麦中铜含量的测定
• 4.1.10.2 不同品种的小麦在各地区铜含量的变化
• 4.1.10.3 不同地区种植的各品种小麦铜含量的变化
• 4.1.10.4 同一品种不同种植地区小麦铜含量的差异性
• 4.1.10.5 同一地区不同品种小麦的差异性
• 4.1.10.6 不同地区小麦收割时期的土壤中铜含量
• 4.1.10.7 小麦中铜含量与土壤中铜含量的相关性
• 4.1.10.8 小麦对土壤背景铜的生物吸收
• 4.2 锗的测定结果分析
• 4.2.1 仪器参数的设定
• 4.2.2 标准曲线的绘制
• 4.2.3 干扰离子
• 4.2.4 基体改进剂
• 4.2.5 方法的检出限和灵敏度
• 4.2.6 回收率
• 4.2.7 五地区种植的小麦与其收割时期的土壤中锗含量和相关性
• 4.2.7.1 五地区种植小麦中锗含量的测定
• 4.2.7.2 不同品种的小麦在各地区锗含量的变化
• 4.2.7.3 不同地区种植的各品种小麦锗含量的变化
• 4.2.7.4 不同种植地区小麦锗含量的差异性
• 4.2.7.5 同一地区不同品种小麦锗含量的差异性
• 4.2.7.6 不同地区小麦收割时期的土壤中锗含量
• 4.2.7.7 小麦中与土壤中锗含量的相关性
• 4.2.7.8 小麦对土壤背景锗的生物吸收
• 4.3 铬的测定结果与分析
• 4.3.1 仪器参数的设定
• 4.3.2 标准曲线的绘制
• 4.3.3 微波消解酸体系的选取
• 4.3.4 试液最佳pH的确定
• 4.3.5 双氧水浓度的影响
• 4.3.6 鲁米诺浓度的影响
• 4.3.7 干扰离子
• 4.3.8 方法的检出限
• 4.3.9 回收率
• 4.3.10 五地区种植的小麦与其收割时期的土壤中铬含量和相关性
• 4.3.10.1 五地区种植小麦中铬含量的测定
• 4.3.10.2 不同品种的小麦在各地区三价铬含量的变化
• 4.3.10.3 不同地区种植的各品种小麦三价铬含量的变化
• 4.3.10.4 不同种植地区小麦三价铬含量的差异性
• 4.3.10.5 同一地区不同品种小麦三价铬含量的差异性
• 4.3.10.6 不同地区种植的各品种小麦六价铬含量的变化
• 4.3.10.7 不同地区小麦收割时期的土壤中铬含量
• 4.3.10.8 小麦中与土壤中铬含量的相关性
• 4.3.10.9 小麦对土壤背景铬的生物吸收
• 4.4 土壤pH值及其与生物吸收比的关系
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论部分
• 5.2 讨论部分
• 参考文献
• 英文摘要
• 个人简介
• 硕士期间发表论文