几种多糖稀土配合物降解有机磷农药的研究
有机磷农药(Organophosphate，简称OPS)是当今农药中的主要类别，一直在国内外大量生产和广泛使用。但是有机磷农药在完成了对靶目标的毒杀作用之后，由于使用的不合理性和操作的不规范性，使其在食品上和环境中依然有一定程度的残留，从而对人体造成危害。目前对有机磷农药已有很多降解方法，如利用微生物及微生物酶降解、光催化降解及超声波降解等。但上述方法由于使用的某些局限性，目前还难以应用于食物生产过程中对有机磷农药的降解。这迫使科研人员去寻找新的有效的可以应用于实际农业生产的降解有机磷农药的方法。
稀土元素及其配合物具有特殊的物理化学性质，其应用范围十分广泛。但是稀土元素在食物中有严格的含量限制；同时，在中性条件下难溶于水，生物有效性低，且在农业上广泛应用，存在潜在的环境污染。因此，人们对稀土在生物体内的存在状态及生物大分子结合稀土的生物活性给予了越来越多的关注。
目前在糖稀土配合物的研究中，配体多为单糖。寻找有丰富来源的稳定配体，成为稀土配合物的进一步研究方向。海带提取物中含有大量的有机物；粗老茶叶加工茶多酚后的副产品中，含有茶叶多糖等生物杂多糖，这些富含氧、硫、碳、氢、磷等元素基团，可作为丰富低廉的配体与稀土络合配位，进而开发出多种性能的稀土配合物。
本文通过利用各种多糖作为配体与硝酸铈铵或混合稀土进行配合，制备多糖稀土配合物，采用ICP-AES或偶氮胂(Ⅲ)测定了其中稀土含量，并采用紫外可见光谱和荧光光谱检测配合物中稀土结合情况。研究发现在中性条件下，在配合物溶液中有大量的稀土元素存在，并且配合物与配体相比，结构发生了明显的变化。之后选取对硝基苯磷酸二钠(pNPP)和有机磷农药等有代表性的目标降解物来测定配合物水解磷酯键的活性。结果发现各种多糖稀土配合物对磷酯键均有良好的水解活性。葡聚糖铈配合物和褐藻淀粉铈配合物在很短的时间内(30-40min)将pNPP水解完全。在25℃及pH7.0，水解48h的温和条件下，糖配合物对毒死蜱的降解率为95-98％，对敌敌畏的降解率达到41-54％。以此理论研究基础，将其应用到实际的农业生产中，发现对早春茶树的生长有明显的促进作用，使茶叶产量提高了13.77-23.28％，并且提高了茶叶中营养因子和功能性因子的含量；应用到无公害菠菜和茶叶的生产中，能显著降低产品中的农药残留，达到国家规定的残留限量，并且提高农产品的产量和品质；应用到生晒参的洗涤中，与物理方法相结合，明显降低农药残留，保证名贵药材的安全应用。
酯酶在农药代谢降解中的作用是广为人知的。已经有试验证据表明，在某些情况下，同一种酯酶能水解不同的有机磷化合物、氨基甲酸酯和羧酸酯。而同一种多糖铈配合物对pNPP和不同的有机磷农药也有不同程度水解，所以从某种意义上说，多糖稀土配合物是一种磷酸酯酶模拟物。相同质量单位的配合物的酶比活力可达0.020-0.180。
对茶叶多糖和海带多糖粗提液与稀土配合物的研究与应用，将促进我国丰产资源高值化利用，提高农作物的产量和品质，为我国无公害食品的生产提供有益的参考。
多糖;农药污染;生物降解;稀土配合物;有机磷农药
中国海洋大学
硕士
食品科学
汪东风
2005
中文
X592
72
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）