高压蒸煮对大米中砷形态的影响及多糖的降砷毒作用

摘要

大米是我国的主要粮食，保障大米安全事关国计民生。砷污染是大米中存在的主要安全质量问题之一，砷的毒性随其形态的不同呈现出一定差异性，不同的加工方式也会使砷形态发生改变，因此测定大米烹饪前后各砷形态的含量变化不但有助于准确评估其砷风险，而且对居民正确烹饪有一定指导意义。由于食品体系相对复杂，安全性要求高，要想完全去除食品中的砷，难度较大，所以要想降低砷的风险可以通过降低砷毒来实现。多糖作为内源性物质，不但具有一定功能营养性，还可以螯合重金属，对于砷的降毒有一定研究价值。
　　本文通过优化微波提取的条件，建立了有效测定大米中各砷形态的方法，分别对生米与熟米进行检测，了解高压蒸煮烹饪对砷形态，尤其是无机砷的影响。为进一步确定无机砷转变机制，在高压蒸煮烹饪的模拟条件下，测定了As(Ⅲ)氧化的速率并进行了动力学分析。将真菌多糖与毒性较大的无机砷混合，在Caco-2细胞模型和胃肠道体外消化模型下探究了多糖对砷毒性的影响，期望可以将多糖应用在砷的解毒制剂上。具体的研究结论如下：
　　1.微波提取的最佳条件为温度80℃，时间20min，功率600W；
　　2.大米高压蒸煮后，总砷量由154.90μg/kg降为141.28μg/kg，As(Ⅲ)比例由58.41％降为56.55%；
　　3.高压蒸煮烹饪模拟条件下，As(Ⅲ)的氧化速率常数k120℃、k140℃、k160℃、k180℃分别为1.9×10-3 h-1、5.1×10-3 h-1、8.5×10-3 h-1、2.2×10-2 h-1，食品中可能存在的添加剂ClO2和H2O2对As(Ⅲ)氧化有促进作用，而Na2SO3则会抑制As(Ⅲ)氧化；
　　4.纯化后的鸡油菌多糖和硫磺菌多糖测得的分子量分别为336kDa和16kDa；
　　5.Caco-2细胞模型下，MTT试验结果表明多糖对无机砷毒性有抑制作用，其中硫磺菌多糖的降毒作用好于鸡油菌多糖；
　　6.多糖可通过螯合砷抑制其透过胃肠道进入人体组织血液，鸡油菌多糖使As(Ⅲ)的生物利用率由85.8%降到75.1%，As(Ⅴ)由80.3%降到78.9%，添加硫磺菌多糖后，As(Ⅲ)的生物利用率降到了75.0%，As(Ⅴ)降到了76.1%。