動(dòng)態(tài)高壓微射流技術(shù)對(duì)豆渣膳食纖維吸附重金屬能力的影響.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展,重金屬污染問(wèn)題已經(jīng)廣受關(guān)注,人們通過(guò)飲用被重金屬污染的水資源、食用被重金屬污水澆灌的糧食作物及污水中成長(zhǎng)的魚(yú)蝦,吸入含鉛等重金屬的汽車尾氣,使用含重金屬的化妝品,偶爾食用被不良商家用超標(biāo)的重金屬加工的農(nóng)產(chǎn)品(如,松花蛋事件)等種種渠道,已經(jīng)直接或間接的在體內(nèi)積累大量的重金屬,重金屬在體內(nèi)的長(zhǎng)期積累,會(huì)損壞人體的神經(jīng)和血液系統(tǒng),引起人體的心臟、肺、腎臟和骨骼等器官病變甚至癌變。因此,亟需開(kāi)發(fā)一種高重金屬吸附能力的食品,而膳

2、食纖維因其結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基、羧基、酚羥基等基團(tuán),而具有較強(qiáng)的重金屬吸附能力,成為目前研究的熱點(diǎn)。
　　本文通過(guò)體外模擬人體的胃腸道環(huán)境,研究豆渣膳食纖維對(duì)重金屬的吸附能力和清除效果,采用動(dòng)態(tài)高壓微射流技術(shù)(DHPM)對(duì)豆渣膳食纖維進(jìn)行改性,研究其對(duì)豆渣膳食纖維吸附能力的影響,并通過(guò)測(cè)定 DHPM對(duì)其它理化性質(zhì)(粒度、密度、比表面積、SDF含量、SDF:TDF、糖醛酸含量、持水力、總負(fù)電荷、陽(yáng)離子交換能力等)的影響,采用 SPS

3、S軟件分析二者的線性相關(guān)性,進(jìn)而找出對(duì)重金屬吸附能力影響最大的因素,同時(shí)通過(guò)研究吸附重金屬前后膳食纖維顆粒形貌和分子結(jié)構(gòu)的變化來(lái)初步探討吸附機(jī)理。具體得出如下結(jié)論:
　　1)豆渣膳食纖維對(duì)重金屬陽(yáng)離子 Pb2+、Cu2+、 Cd2+和 Hg2+的吸附主要發(fā)生在腸道環(huán)境,在胃中的吸附能力較弱;豆渣膳食纖維對(duì)重金屬離子 Pb2+、Cu2+、 Cd2+和 Hg2+的吸附能力大小依次為 Cu2+> Cd2+> Hg2+> Pb2+。

4、>　　2)采用 DHPM技術(shù)處理豆渣膳食纖維(DF)可以改善豆渣 DF對(duì)重金屬Pb、Cu、 Cd和 Hg的吸附能力,但是隨壓力的變化趨勢(shì)不同,對(duì) Pb和 Hg的吸附隨壓力的升高而增強(qiáng),均在160MPa達(dá)到最大,其腸道中的最大吸附力分別為429.7±4.2μmol/g、444.4±8.8μmol/g,較未改性的豆渣 DF分別提高了15％和16%倍;對(duì) Cu的吸附隨壓力的升高先增大后降低,在120MPa下達(dá)到最大值765.3±5.8μmol

5、/g,較未處理前的樣品提高了12%;對(duì) Cd的吸附隨壓力的升高后降低,在80MPa下達(dá)到最大,較未處理的樣品提高了16%。
　　3)采用 DHPM技術(shù)處理豆渣 DF樣品,其理化性質(zhì)(粒度、密度、比表面積、SDF含量、SDF:TDF、糖醛酸含量、持水力、陽(yáng)離子交換能力及總負(fù)電荷)隨處理壓力的變化也表現(xiàn)為不同的變化趨勢(shì):粒徑呈先降低后升高的趨勢(shì),在120MPa時(shí)達(dá)到最小值250.4nm;比表面積則先增大后降低,在120MPa時(shí)達(dá)到最大

6、;密度在40MPa時(shí)達(dá)到最大值;SDF含量、SDF:TDF及糖醛酸的含量隨處理壓力的升高而升高;持水力隨處理壓力的升高而升高;陽(yáng)離子交換能力隨處理壓力的升高先降低再升高,160MPa下達(dá)到最大;總負(fù)電荷隨處理壓力的增加先升高后降低,在80MPa下達(dá)到最大。
　　4)豆渣 DF對(duì)重金屬離子 Pb2+、Cu2+、Cd2+和 Hg2+的吸附機(jī)理不同:對(duì) Cu2+的吸附為表面的物理吸附,對(duì) Pb2+、Cd2+和 Hg2+的吸附是物理吸附外

7、與化學(xué)吸附的雙重作用。豆渣膳食纖維持水力的高低可以直接反映其對(duì)重金屬離子 Pb2+和 Hg2+的吸附能力的大小;比表面積大的豆渣膳食纖維對(duì) Cu2+的吸附能力強(qiáng);總負(fù)電荷越多的豆渣膳食纖維對(duì) Cd2+的吸附能力越強(qiáng)。
　　5)豆渣 DF吸附 Pb2+和 Hg2+后其顆粒表面如覆蓋了一層層絲絮物;吸附 Cu2+后,其表面變成了密密麻麻的蜂窩狀;吸附 Cd2+后,顆粒變薄且內(nèi)部多孔,孔隙中如被一團(tuán)團(tuán)絲絮填充,這說(shuō)明 Cd2+主要攻擊纖