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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 大米堊白物理光學(xué)特性及其對(duì)人體潛在危害性研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本項(xiàng)目將利用原子力學(xué)顯微鏡、電子掃描顯微鏡、質(zhì)構(gòu)儀、光柵光譜儀、激光拉曼熒光光譜儀、核磁共振儀、微弱信號(hào)檢測鎖向放大器等現(xiàn)代儀器設(shè)備，重點(diǎn)對(duì)大米堊白(Rice chalkiness)的質(zhì)構(gòu)特性、內(nèi)部形態(tài)特征、光譜特性、熱電性能等物理光學(xué)特性進(jìn)行觀察研究，探索其在食品安全快速檢測中應(yīng)用的可能性。
- 詳細(xì)介紹：
- 近年來，由于工業(yè)三廢的不合理排放，城市生活污水和垃圾以及含有重金屬的農(nóng)藥、化肥的不合理使用，農(nóng)田土壤的重金屬含量日益增高，導(dǎo)致很多稻米吸收了灌溉水及土壤中的重金屬，從而危害人類健康。本研究取同一批“新惠牌增城油粘米（大米 晚秈米）”作樣品，經(jīng)過分離、觀測、搗米、過篩一系列過程精確將堊白從整個(gè)米種中分離出來，并使之與同一批透明米和南方糯米作比較，對(duì)其進(jìn)行原子發(fā)射光譜的研究。 原子發(fā)射光譜技術(shù)直接分析出了堊白大米含有鉛、鎳、鈣、鈧、釓、鋨等有害金屬或稀土元素，且這些元素除鈣外都會(huì)對(duì)人體健康帶來各種不同的危害，由此證明，堊白含有相對(duì)于透明米和糯米更多的重金屬元素，從而不適于食用。 但是從堊白中檢測到的重金屬成分很有可能是它從土壤及周圍環(huán)境中吸附而來，而且我們知道大米堊白中淀粉填充不飽滿，結(jié)構(gòu)疏松多孔，此多孔結(jié)構(gòu)也可能是堊白能夠吸收特殊重金屬的原因。因此，我們對(duì)堊白做了重金屬吸附能力的研究，在重金屬吸附能力研究中我們發(fā)現(xiàn)，大米堊白相對(duì)于透明米可以吸附較多的金屬鉛和銅，因此堊白具有潛在的吸附工業(yè)重金屬的能力，但此能力的確切性和吸附強(qiáng)度有待本實(shí)驗(yàn)組做進(jìn)一步的研究和證明。 另外，本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過對(duì)堊白、透明米和糯米的原子發(fā)射光譜的分析、UV-500紫外分光光譜的分析以及核磁共振的分析，發(fā)現(xiàn)堊白具有不同于透明米和糯米的光譜學(xué)和電磁學(xué)特性，這些特性可以用于對(duì)一堆大米中堊白的有無及含量做出快速、準(zhǔn)確檢測，從而判斷一堆大米的品質(zhì)優(yōu)劣，以盡量減少劣質(zhì)的、多堊白的大米流入市場、進(jìn)入廚房，給人類健康帶來潛在危害。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 1.類似研究少：該項(xiàng)目通過對(duì)堊白物理光學(xué)特性的研究，填補(bǔ)了堊白物理光學(xué)特性的研究空白，為堊白大米進(jìn)一步的研究和應(yīng)用前景提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 2.檢測技術(shù)高：研究通過大米堊白的物理光學(xué)的方法測定大米堊白中的重金屬以及大米堊白的特性，更直接和簡單。因此，本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過對(duì)堊白的特殊物理光學(xué)特性研究，探討其對(duì)人體健康的潛在影響 3.食品安全問題是民生熱點(diǎn) 4.項(xiàng)目影響面廣
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1. 大米堊白的光譜學(xué)特性和光電特性以及原子力學(xué)顯微結(jié)構(gòu)特異性。 2. 利用堊白微氣孔的特點(diǎn)，探討其能否與食品中可能的有害化學(xué)物結(jié)合或能否攜帶轉(zhuǎn)運(yùn)這類物質(zhì)，從而探討其檢測與鑒別的可能性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 1.本研究發(fā)現(xiàn)同一批大米中堊白比透明米含有更多有害人體健康的重金屬元素。因?yàn)閳装讖V泛存在于大米中，就算我國規(guī)定的優(yōu)質(zhì)大米，其堊白含量也有近10%。 2.依據(jù)堊白獨(dú)特的光譜學(xué)、電磁學(xué)特性，搭建大米堊白快速檢測平臺(tái)，判斷任意一批米種的優(yōu)劣。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本項(xiàng)目主要通過原子發(fā)射光譜分析、吸收光譜分析、掃描電子顯微圖像分析、脈沖核磁共振特性分析以及重金屬吸附能力研究分析的方法，分別對(duì)大米堊白的光譜特征、顯微形態(tài)特征、核磁共振特性等物理光學(xué)特性進(jìn)行觀察研究，探討大米堊白對(duì)人體健康的潛在影響。通過原子發(fā)射光譜的分析，研究發(fā)現(xiàn)，堊白相對(duì)于透明米和糯米含有多種對(duì)人體健康有害的金屬元素，長期食用必定影響人的健康。另外，堊白所表現(xiàn)出的特殊光譜特性和核磁共振特性可用于大米品質(zhì)的鑒別；堊白對(duì)廢水中的重金屬如鉛離子和銅離子有比透明米粉更為明顯的吸附作用。綜上所述，堊白雖然作為大米的一部分，但它具有不同于普通透明米的結(jié)構(gòu)和物理光學(xué)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)表明它更有可能含有或更能吸附環(huán)境中的某些重金屬元素，從而給食用人群帶來潛在危害。
獲獎(jiǎng)情況
- 2011年獲第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽三等獎(jiǎng)。2011年獲暨南大學(xué)第十一屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 2011年獲第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽三等獎(jiǎng)。2011年獲暨南大學(xué)第十一屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎(jiǎng)。
參考文獻(xiàn)
- 【1】Cheng, F. M., Zhong, L. J.，Wang，F(xiàn). and Zhang，G. P.（2005）. Differences in cooking and eating properties between chalky and translucent parts in rice grains. Food Chemistry, 90, 39-46. 【2】Ishimaru, T., Horigane , A. K., Ida, M., Iwasawa, N., San-oh，Y. A., Nakazono, M., Nishizawa，N. K., Masumura，T., Kondo，M., Yoshida, M. (2009). Formation of grain chalkiness and changes in water distribution in developing rice caryopses grown under high-temperature stress. Journal of Cereal Science, 50,166–174. 【3】FAO （2009）. Rice market monitor. Trade and Markets, 12 (3), 1-3. 【4】黃洪河 鄭家團(tuán) 鄭長林 （2008）.近五年福建省級(jí)審定水稻主要米質(zhì)指標(biāo)和稻溫病抗性分析.中國稻米，1，18-20. 【5】川上潤一郎．郭學(xué)興譯．重金屬對(duì)水稻的影響［Ｊ］．國外農(nóng)業(yè)科技，１９８２，（８）：１７—２１． 【6】 蔣彬，張慧萍．水稻精米中鉛鎘砷含量基因型差異的研究［Ｊ］．云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，２００２，２２（３）：３７—４Ｏ． 【7】王凱榮，龔惠群．兩種基因型水稻對(duì)環(huán)境鎘吸收與再分配差異性比較研究［Ｊ］．農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，１９９６，１５（４）：１４５—１４９， １７６． 【8】王凱榮，郭焱，何電源，等．重金屬污染對(duì)稻米品質(zhì)影響的研究［Ｊ］．農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，１９９３，１２（６）：２５４—２５７． 【9】吳啟堂，陳盧，王廣壽，等．水稻不同品種對(duì) ｃｄ吸收累積的差異和機(jī)理研究［Ｊ］．生態(tài)學(xué)報(bào)，１９９９，１９（１）：１０４—１０７．
同類課題研究水平概述
- 世界大米的生產(chǎn)主要集中在亞洲各國，歐美等發(fā)達(dá)國家對(duì)大米的專業(yè)研究很少，堊白是大米中蒸煮品味較差的白色不透明部分，目前對(duì)大米堊白特性的尖端研究仍主要集中在中國。但是學(xué)術(shù)界內(nèi)專家也主要針對(duì)其食用品質(zhì)和遺傳基因進(jìn)行了分析研究，近年來也有對(duì)大米堊白化學(xué)特性（糊化溫度、淀粉組成）的觀察研究，但是很少有對(duì)堊白的物理性質(zhì)的深入研究，而且到目前為止堊白的光電特性也沒有任何研究報(bào)導(dǎo)。 在大米的重金屬含量檢測方法應(yīng)用方面，當(dāng)前主要采用原子吸收光譜的方法分析大米中某種特定的重金屬元素，前處理往往需要進(jìn)行硝解。原子發(fā)射光譜可直接并同時(shí)對(duì)多種重金屬元素進(jìn)行定性和半定量分析，而此方法未發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于食品安全檢測。
