CN103549234A - 一种消减谷物重金属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于大米等谷物深加工技术领域，涉及一种消减镉、铅等重金属污染大米等谷物及加工副产物重金属残留的方法。发明以重金属污染大米、小麦和玉米等谷物及米糠、麸皮等谷物加工副产物为原料，通过除杂、清洗、浸泡液浸泡、磨浆、沉降分离得上清液经pH调控、沉降或膜分离、洗涤、沉降、干燥后得到谷物蛋白，沉淀经洗涤、调pH、过滤、干燥得到谷物淀粉或多糖，或经洗涤、调pH、蛋白酶水解、洗涤、过滤、干燥得到谷物淀粉或多糖。利用本发明制得谷物蛋白、谷物淀粉或多糖等产品的重金属镉、铅、砷、汞和镍的允许含量符合国家标准。
Description
技术领域
本发明属于稻米等谷物深加工技术领域，具体涉及一种消减镉或铅等重金属污染大米等谷物和谷物加工副产物的方法，本发明通过工艺流程的控制以及物理和化学方法来脱除或降低谷物蛋白、淀粉或多糖中残留的镉、铅、砷、汞、镍和铜等重金属的含量。
背景技术
由于地质成因和人类活动，镉等重金属会对稻田、麦地、玉米地等农田生态系统造成污染。重金属通过食物链被人体摄入，对人类健康造成极大的威胁。以中国、日本、印度、韩国等东南亚国家农田镉等重金属污染尤为严重，世界其它各国也受到不同程度的污染，镉等重金属污染谷物进入人们食物已威胁着人类的身体健康。在亚洲国家，人体摄入镉的35-50%源于水稻，稻田被镉等重金属污染的原因主要有施用含镉等重金属杂质的磷肥、生活污水和垃圾处置不当、作为肥料的动物粪便、尾矿碴和冶炼厂废弃物进入农田等。过量摄入镉对人体危害极大，例如痛痛病等疾病就是因长期食用含镉的食物而引起的镉中毒症。目前，我国水稻种植区域的重金属污染面积非常大。Cheng Fangmin等(2006)年对我国华南地区粳稻镉和铅污染进行调研，他们对269个采样点的粳稻进行调查，对3个不同生态系统的12个品种的粳稻进行田间种植试验，结果发现，精米中的镉含量在0.01-0.34mg/kg之间，算术平均值为0.081mg/kg，铅含量在0.01-1.136mg/kg之间，算术平均值为0.1135mg/kg。Qian Yongzhong等2005-2008年间对中国市场销售大米重金属污染调查，发现大米重金属平均含量：Cd为0.05mg/kg、Pb为0.062mg/kg、Hg为0.0058mg/kg、As为0.119mg/kg。Yan Du等(2013)对湖南某县稻田和水稻镉污染研究发现，该县所产水稻镉含量在0.01-2.77mg/kg之间，平均值是0.46mg/kg，59.6%的水稻镉含量超过了国家粮食安全标准，镉含量超过1mg/kg而被称为“镉米”的比例达到11.1%。随着工业化和城镇化的发展，工业和生活垃圾剧增，有些区域水稻等谷物镉等重金属超标日益严重，解决水稻等谷物重金属污染问题，不仅关系到粮食的质量安全，大面积谷物因重金属污染不能食用，这也将威胁到粮食的数量安全。将水稻等谷物中镉等重金属含量控制在食品安全的范围内，消除重金属对健康的危害，已成为一个急待解决的问题。
目前，研究较多的是如何降低农田灌溉用水的重金属含量、如何对受污染农田进行修复、降低重金属的作物利用活性、培育低重金属富集谷物品种等来控制谷物重金属污染，但这些研究成果尚未实现工业化。
少量研究揭示了镉等重金属在谷物的分布与存在形态。杨居荣等(2001)研究发现，镉、铅和砷等在水稻和小麦籽实各形态结构中的浓度分布呈现大体一致的趋势，重金属在谷物中的分布并不均衡，蛋白质含量高的部位，重金属含量相对较高。重金属在谷物中主要以有机结合态存在,且主要与球蛋白、谷蛋白等蛋白质结合，粗纤维和植酸也有一定量的结合，淀粉和脂肪结合则较少。
大米、小麦和玉米的主要成分是淀粉和蛋白，其中淀粉含量较大，一般占到60-75%，蛋白是第二大成分（除水分外），蛋白在大米中的含量是7-9%，蛋白在小麦和玉米等谷物中的含量达到9-15%。淀粉常温下不溶于水、稀酸和稀碱，而谷物蛋白根据其在溶剂中溶解度不同，可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白占大米总蛋白的量分别是2-5%、2-10%、1-5%和75-90%，四类蛋白占小麦总蛋白的量分别是5-10%、5-10%、40-50%和30-45%，四类蛋白占玉米总蛋白的量分别是2-10%、2-20%、50-55%和30-45%。清蛋白溶于水；球蛋白微溶于水，可溶于盐的稀溶液；醇溶蛋白不溶于水和盐的稀溶液，但溶于体积分数70%左右的乙醇溶液；谷蛋白不溶于水、盐的稀溶液和乙醇溶液，但可溶于稀酸或稀碱溶液。
基于大米中的镉等重金属主要与蛋白分子形成络合物，而与淀粉结合的极少这一特点，可以通过分离大米淀粉与蛋白质的方法制备重金属含量降低的大米淀粉。文献《大米淀粉物化特性、分子结构及其相关性研究》（武汉：华中农业大学硕士论文，2006）报道了用碱法从12种不同品种大米中提取淀粉的研究，该文献提取的不同品种大米淀粉的纯度为79.39%-97.87%(干基)，蛋白含量最低可达0.40%(干基)；文献《机械力活化季铵型阳离子淀粉絮凝剂的制备及特性研究》（武汉：华中农业大学硕士论文，2008，华中农业大学图书馆可以公开阅读的文献，已经收录于中国知网）应用碱法从糯大米、粳米和籼米提取中提取淀粉，其纯度以干基计分别达到98.08%、96.03%和95.76%。
文献《大米淀粉提取工艺对淀粉产品镉含量的影响》（中国粮油学报，2013，28（4）:83-87）报道了用碱法、酶法和表面活性剂法3种淀粉提取工艺对淀粉产品镉含量的影响，结果认为以适宜的碱法工艺提取的淀粉的镉含量最低(与原料相比下降了84.77%)，淀粉的纯度最高为97.02%，淀粉提取率为75.12%。该方法就是利用脱除大米中的蛋白质而制得重金属镉含量降低的大米淀粉。但是，按照国家有关谷物碾磨加工品的卫生标准（GB2762-2012，镉含量不得超过0.1mg/kg）计算，该文献只能对镉含量低于0.657mg/kg的大米进行处理，才能制得镉含量符合标准的淀粉产品。此外，该文献没有对分离过程富集了镉的蛋白质进行处理和回收利用。
申请号为CN201110050464.X文献公开了一种脱除稻米中残余重金属的方法，以超临界二氧化碳为超临界流体的超临界萃取方法，脱除稻米粒中的铅、汞、铬、镉和砷。该方法脱重金属残留效果较好，但成本较高。
为了脱除谷物中的重金属，需要把结合重金属的蛋白分子链打开，破坏重金属与蛋白的结合，通过酸等溶剂或通过酶解破坏重金属与蛋白大分子的结合，把重金属从蛋白质大分子中洗脱出来，再进行膜分离等将其与谷物蛋白或多糖等分离。本发明根据谷物成分溶解性不同，采用溶剂洗脱、物系分离等技术，脱除或降低谷物及谷物加工副产物中的重金属含量。该技术工艺可靠、效果良好、市场应用前景广阔、经济和社会效益显著。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，针对大米等谷物及米糠等谷物加工副产物脱除镉和铅等重金属，通过本发明制得的谷物蛋白、谷物淀粉或多糖的镉含量低于0.1mg/kg，铅含量低于0.2mg/kg，砷、铅、镍和铜等重金属含量也得到降低，这些重金属在所得谷物制品中的含量均符合国家标准的允许残留量，本发明是以镉和铅等重金属污染谷物或谷物加工副产物为原料，通过除杂、洗涤、（浸泡液）浸泡、酸洗、酶解等工艺流程消减（脱除或降低）谷物或谷物加工副产物淀粉或多糖中的重金属，通过膜分离等方法脱除或降低谷物蛋白中的重金属的残留量。
本发明是这样实现的：
申请人提供了一种消减谷物重金属的方法，其步骤如下所述：
（1）将受重金属镉污染的谷物或谷物加工副产物用自来水洗涤，料水重量比为1:1-1:2，洗涤2-3次；
（2）将洗涤好的物料按料液重量比为1:1.5-1:5的量加入浸泡液1，于室温下搅拌浸泡2-6h，使其充分润胀，将润胀好的物料研磨，使料浆细度通过80目筛，得浆液；
（3）将浆液沉降分离，得沉淀1，调节上清液的pH至2-3，进行膜分离，调节膜内溶液的pH至4-6，沉降分离，得沉淀2；或
（4）将浆液沉降分离，得上清液1，向沉淀中加浸泡液2，搅拌浸泡，沉降分离，得沉淀1和上清液2，将上清液1和上清液2的pH调至2-3，分别进行膜分离，混合膜内溶液，调节混合液的pH至4-6，沉降分离，得沉淀2；或
（5）将浆液沉降分离，得上清液1和沉淀1，调节上清液1的pH至2-3，搅拌30-60min，调节其pH至4-6，沉降分离，得沉淀2；
（6）将沉淀2按料液重量比为1:1-1:2的量加入自来水，搅拌洗涤5-10min，沉降分离，重复该步骤1-2次，将沉淀干燥，得谷物蛋白；
（7）将沉淀1按料液重量比为1:1-1:2的量加入自来水，加碱性蛋白酶，在pH为9-12搅拌条件下酶解，或加中性蛋白酶在pH为6.5-7.5搅拌条件下酶解，或加酸性蛋白酶，在pH为2.0-5.0搅拌条件下酶解，沉降分离，将沉淀按料液重量比为1:1-1:2的量加入自来水，调pH至中性，搅拌洗涤10-15min，离心过滤，将滤渣干燥，得到谷物淀粉或多糖；或
（8）将沉淀1按料液重量比为1:1-1:2的量加入稀酸，搅拌洗涤10-30min，沉降分离，将沉降物按料液重量比为1:1-1:2的量加入自来水，搅拌洗涤10-20min，调pH至中性，离心过滤，将滤渣干燥，得到谷物淀粉或多糖。
其中:
步骤（2）中的浸泡液1的组分及配比如下：0.1%-0.5%浓度的NaOH或0.2%-0.5%浓度的KOH或0.2%-0.4%浓度的的氨水。
步骤（4）中的浸泡液2的组分及配比如下：50%-80%浓度的乙醇或40-80%浓度的丙醇溶液。
上述步骤原料中所述谷物为小麦、玉米、水稻籽粒，大米、小米谷物的胚乳粒，米粉、面粉、玉米粉、米糠、麸皮和糠粕。
上述步骤中所述的重金属为镉、铅、砷、铅、汞、铜和镍。
上述工艺中的浸泡工艺是指将浸泡液1单独使用，或将浸泡液1与浸泡液2依次使用。
上述步骤（2）和（3）膜分离所用的膜为透析袋和超滤膜，透析用透析袋的截留分子量是800-1500D，透析液为与被透析物pH值相同的水溶液，透析时间5h以上；超滤用超滤膜的截留分子量是800-1500D，浓缩至原液体积的30-50%。
上述步骤（7）中蛋白酶纯化谷物淀粉或多糖采用的蛋白酶是碱性蛋白酶：加酶量80-200u/g,酶解pH为9-12,酶解温度40-50℃，酶解时间2-5h；或中性蛋白酶：加酶量80-200u/g,酶解pH为6.5-7.5,酶解温度30-40℃，酶解时间2-5h；或酸性蛋白酶：加酶量80-200u/g,酶解pH为2.0-5.0,酶解温度30-50℃，酶解时间2-5h。
上述步骤（8）中酸洗淀粉或多糖脱重金属所使用的酸为0.1-0.2mol/L的盐酸或0.1-0.2mol/L磷酸或0.1-0.2mol/L乙酸或0.1-0.2mol/L柠檬酸或0.1-0.2mol/L酒石酸等无机或有机酸，料液重量比为1:1.2-1:1.6。
上述：步骤（6）、步骤（7）、步骤（8）中所述的物料经干燥后得谷物蛋白、谷物淀粉或多糖的方法还包括如下条件：
（1）流化床干燥：干燥温度为40-55℃，风速为0.2-2m/s，使干燥物料的含水量至15%以下；
（2）气流干燥：热风温度为80-110℃，风速为10-20m/s，使干燥物料的含水量至15%以下；
（3）真空冷冻干燥：于-18℃以下预冻，30min内物料中心温度达-10℃以下，然后于200Pa以下压力下，使干燥物料的含水量至15%以下；
（4）热风干燥，于40-55℃，风速为0.05-0.5m/s，相对湿度为60%以下，使干燥物料的含水量至15%以下；
（5）滚筒干燥，进料质量分数为12-28%，进料温度预热至40-55℃,滚筒转速为1-4r/min，滚筒表面温度为120-150℃，使干燥物料的含水量至15%以下。
与现有技术相比本发明具有如下有益效果：
(1)本发明技术工艺操作简便、成本低：在常温、常压下，主要利用稀碱或稀碱与醇对谷物蛋白、谷物淀粉或多糖进行分离，利用稀酸和自来水洗脱、或酶解和自来水洗脱使重金属与蛋白质等大分子分开，通过沉降或膜分离使重金属从物料脱除。
(2)本发明技术工艺可靠、效果良好：经该发明方法处理，谷物中镉、铅等超标的重金属在所得产品谷物蛋白、谷物淀粉或多糖中的含量都低于国家标准，产品中的铜、镍、汞等残留重金属也得到大幅度降低。
(3)本发明同时得到谷物蛋白和谷物淀粉或多糖，产品回收率高：淀粉回收率大于90%，蛋白回收率高于50%。
附图说明
图1：是本发明的总体技术流程图。
具体实施方式
下面结合实例，详细地说明本发明的方法和效果，但本发明的实施方式并不受以下实施例的限制。
实施例1 从大米中脱除重金属工艺举例
试验用原料大米样品最初测试的数值：淀粉含量78.52%，水分含量12.23%，粗蛋白含量7.21%，镉含量0.382mg/kg，铅含量0.165mg/kg，砷含量0.085mg/kg，汞含量0.013mg/kg，镍含量0.71mg/kg，铜含量3.592mg/kg。
步骤1：取1000g上述的原料大米，用1500g自来水洗涤，洗涤2次；
步骤2：向洗涤好的大米中加入浸泡液1（0.4%浓度的NaOH溶液）4000g，于室温下搅拌浸泡3h，使大米充分润胀，将润胀好的大米用胶体磨磨浆，过100目筛；
步骤3：将浆液沉降分离，得沉淀1，用0.1N盐酸将上清液的pH调至2.0，用截留分子量1000D的透析袋在pH2.0的盐酸溶液中透析24h，使重金属透过透析袋，将透析袋内溶液用1mol/L的NaOH调节pH至4.8，离心沉降，得到沉淀2；
步骤4：向沉淀2中加入300g自来水洗涤，离心过滤，洗涤2次，滤渣采用温度45℃、风速0.5m/s的流化床干燥，得到米蛋白68g；
步骤5：向沉淀1中加0.1mol/L盐酸溶液1500g，搅拌洗涤30min，沉降分离，沉降物加1500g自来水，搅拌洗涤20min，调pH至中性，离心过滤，将滤渣于50℃、风速为0.2m/s下热风干燥6h，得到大米淀粉841g。
本发明的实施例中淀粉含量测定均采用中华人民共和国国家标准（标准号GB/T5009.9-2008）规定的方法。粗蛋白含量测定采用中华人民共和国国家标准（标准号GB/T5511-2008）规定的方法；水分含量测定采用中华人民共和国国家标准（标准号GB5009.3-2010）规定的方法；砷和汞采用原子荧光分光光度法分析（仪器型号：北京吉大小天鹅仪器有限公司AFS-230a）。镉、镍、铜、铬和铅采用电感耦合等离子体质谱分析（仪器型号：美国热电公司ICP-MS-X series II）。淀粉回收率=谷物淀粉质量×(1-谷物淀粉水分含量)/(谷物原料×谷物原料淀粉含量),蛋白回收率=谷物蛋白×（1-谷物蛋白水分含量）/(谷物原料×谷物原料粗蛋白含量)。
经测试，本实施例的所得产品为米蛋白，实测其水分含量为12.51%，粗蛋白含量为71.23%，淀粉含量12.71%，镉含量0.085mg/kg，铅含量0.129mg/kg，砷含量0.056mg/kg，汞含量0.0056mg/kg，镍含量0.66mg/kg，铜含量3.14mg/kg；产品米淀粉，淀粉含量87.02%，粗蛋白含量0.38%，水分含量10.12%，镉含量0.035mg/kg，铅含量0.079mg/kg，砷含量0.036mg/kg，汞含量0.0078mg/kg，镍含量0.62mg/kg，铜含量0.52mg/kg。通过本实施例的处理，蛋白回收率为82.51%，淀粉回收率为96.27%，米蛋白和米淀粉中的重金属镉、铅、砷等含量均低于国家食品中污染物限量标准（见中华人民共和国国家标准，标准号GB2762-2012）。
实施例2 不同浸泡液1脱除大米重金属的比较
采用实施例1中的方法脱除大米中的重金属，试验用原料大米与实施例1中为同一样品。只是改变实施例1步骤2中的浸泡液1，不同浸泡液1脱除大米重金属的效果如表1中所示。
表1 不同浸泡液1的处理效果
表1表明，使用所选的浸泡液1进行相应的脱重金属处理，所得产品中的重金属含量均符合国家标准（见中华人民共和国国家标准，标准号GB 2762-2012），其中，0.4%的NaOH溶液脱重金属的效果相对较好，蛋白回收率也最高。
实施例3 不同膜分离条件脱除大米蛋白重金属的比较
采用实施例1中的方法脱除大米中的重金属，试验用原料大米与实施例1中为同一样品。只是改变实施例1步骤3中的上清液膜分离脱除重金属的条件，其中，超滤使上清液的体积浓缩为原来的35%左右，重金属的脱除效果如表2所示。
表2 不同膜分离脱除重金属效果
表2表明，在所选的透析袋和超滤膜中，产品回收率随着截留分子量增大而减少，其脱重金属的效果差异不大，所得米蛋白的镉和铅重金属含量均符合国家标准（见中华人民共和国国家标准，标准号GB 2762-2012）。
实施例4 不同稀酸洗涤对大米淀粉重金属脱除的比较
采用实施例1中的方法脱除大米中的重金属，试验用原料大米与实施例1中为同一样品，只是改变实施例1步骤5中洗涤沉淀1的酸液，大米淀粉脱重金属的效果如表3中所示。
表3 不同酸液洗涤对淀粉重金属脱除效果
表3表明，水和0.1mol/L的乙醇洗涤米淀粉脱重金属效果较差，0.1mol/L的盐酸、0.1mol/L的乙酸、0.1mol/L柠檬酸、0.1mol/L、0.2mol/L的盐酸的磷酸均能把重金属含量洗脱到安全水平以内，其中0.1mol/L的盐酸洗脱效果较好。
实施例5 不同蛋白酶酶解对大米淀粉重金属脱除效果的比较
试验用原料大米与实施例1中的原料为同一样品。
步骤1-4采用与实施例1中步骤1-4相同的步骤。
步骤5：将步骤4中的沉淀1加1500g自来水，调节pH至10.0，加碱性蛋白酶（山野生物科技有限公司，酶活150000u/g）100u/g，于40℃酶解4h，沉降分离，上清液作废液处理，沉淀中加1500g自来水，调pH至中性，搅拌洗涤15min，离心过滤，滤液作为废液处理，滤渣于100℃、风速1.5m/s的流化床干燥，得大米淀粉；
或步骤5其他条件不变，将pH调节至6.8，加中性蛋白酶（和信物技术有限公司产品，酶活120000u/g）100u/g，于40℃酶解4h；或将pH调节至2.5，加酸性蛋白酶（和信物技术有限公司，酶活80000u/g）100u/g，于40℃酶解4h。
表4 不同蛋白酶酶解对淀粉重金属脱除效果
| 项目 | 酸洗蛋白酶 | 中性蛋白酶 | 碱性蛋白酶 |
| 产量（g） | 842 | 846 | 836 |
| 粗蛋白（%） | 0.21 | 0.43 | 0.16 |
| 淀粉（%） | 87.35 | 86.56 | 86.87 |
| 水（%） | 10.12 | 10.16 | 10.17 |
| Cd(mg/kg) | 0.062 | 0.086 | 0.064 |
| Pb(mg/kg) | 0.076 | 0.089 | 0.078 |
| Cu(mg/kg) | 0.57 | 1.24 | 0.61 |
| Hg(mg/kg) | 0.0076 | 0.0088 | 0.0078 |
| As(mg/kg) | 0.053 | 0.058 | 0.046 |
| Ni(mg/kg) | 0.65 | 0.67 | 0.68 |
| 淀粉回收率 | 96.38 | 96.80 | 95.64 |
表3表明，酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶均能把大米淀粉中的重金属含量降低到国家标准以下，其中碱性蛋白酶的脱除重金属的效果稍好。
实施例6 “镉米”脱除重金属效果举例
试验用原料大米样品最初测试的数值：淀粉含量77.89%，水分含量12.31%，粗蛋白含量7.23%，镉含量1.182mg/kg，铅含量0.175mg/kg，砷含量0.083mg/kg，汞含量0.015mg/kg，镍含量0.87mg/kg，铜含量2.76mg/kg。
步骤1：取1000g上述的原料大米，用1500g自来水洗涤，洗涤2次；
步骤2：向洗涤好的大米中加入浸泡液1（0.4%浓度的NaOH溶液）4000g，于室温下搅拌浸泡3h，使大米充分润胀，将润胀好的大米用胶体磨磨浆，过100目筛；
步骤3：将浆液沉降分离，得沉淀1，用0.1mol/L盐酸将上清液的pH调至2.0，用截留分子量1000D的透析袋在pH2.0的盐酸溶液中透析24h，使重金属透过透析袋，将透析袋内溶液用1mol/L的NaOH调pH至4.8，离心沉降，得到沉淀2；
步骤4：向沉淀2中加入300g自来水洗涤，离心过滤，洗涤2次，滤渣采用温度45℃、风速0.5m/s的流化床干燥，得到米蛋白67g；
步骤5：向沉淀1中加0.1mol/L盐酸溶液1500g，搅拌洗涤30min，沉降分离，沉降物加1500g自来水，搅拌洗涤20min，用0.1mol/L的NaOH调pH至中性，离心过滤，将滤渣于50℃、风速为0.2m/s下热风干燥6h，得到大米淀粉838g。
经测试，本实施例的所得产品为米蛋白，其水分含量为12.52%，粗蛋白含量为70.78%，淀粉含量12.68%，镉含量0.092mg/kg，铅含量0.128mg/kg，砷含量0.057mg/kg，汞含量0.0053mg/kg，镍含量0.67mg/kg，铜含量2.14mg/kg，产品米淀粉，淀粉含量86.83%，粗蛋白含量0.36%，水分含量10.15%，镉含量0.051mg/kg，铅含量0.076mg/kg，砷含量0.037mg/kg，汞含量0.0076mg/kg，镍含量0.63mg/kg，铜含量0.47mg/kg。通过本实施例的处理，蛋白回收率为81.07%，淀粉回收率为96.67%，米蛋白和米淀粉中的重金属镉、铅、砷等含量均低于国家食品中污染物限量标准（见中华人民共和国国家标准，标准号GB 2762-2012）。
实施例7 小麦面粉脱除重金属工艺举例
试验用原料面粉原始测试数值如下：淀粉含量72.23%，水分含量12.31%，粗蛋白含量11.51%，镉含量0.126mg/kg，铅含量0.235mg/kg，砷含量0.132mg/kg，汞含量0.057mg/kg，镍含量0.93mg/kg，铜含量5.781mg/kg。
步骤1：取原料小麦面粉1000g，用1500g自来水清洗，自然重力沉降，清洗2次；
步骤2：向沉降中加入浸泡液1(0.4%浓度的NaOH溶液）3000g，于室温下搅拌浸泡3h，将原料中可溶性蛋白充分溶解；
步骤3：将上述浆液离心分离，得上清液1，向沉淀中加浸泡液2(70%浓度的乙醇)1500g，搅拌浸泡1h，离心沉降，得上清液2和沉淀1，将上清液1和2的pH调至2.5，用截留分子量1000D的超滤膜分别进行超滤，浓缩到原体积的35%，混合浓缩液，调节其的pH至5.3，沉降分离，得沉淀2；
步骤4：将沉淀2按料水重量比为1:1-1:2的量加入自来水，搅拌洗涤10min，沉降，重复该操作1次，滤渣用40℃、空气流速0.5m/s的流化床干燥50min，得小麦蛋白91g；
步骤5：向沉淀1中加0.1mol/L盐酸溶液1500g，搅拌洗涤30min，沉降分离，沉降物加1500g自来水，搅拌洗涤20min，调pH至中性，离心过滤，滤渣于100℃、风速1.5m/s的流化床干燥，得小麦多糖786g。
实施效果：经测试本发明的产品小麦蛋白，水分含量为12.02%，粗蛋白含量为71.51%，淀粉含量15.73%，镉含量0.086mg/kg，铅含量0.123mg/kg，砷含量0.081mg/kg，汞含量0.065mg/kg，镍含量0.87mg/kg，铜含量4.352mg/kg。本实施例得到的小麦多糖，淀粉含量87.23%，粗蛋白含量0.48%，水分含量11.12%，镉含量为0.023mg/kg，铅含量0.076mg/kg，砷含量0.072mg/kg，汞含量0.048mg/kg，镍含量0.73mg/kg，铜含量2.312mg/kg。通过该技术处理，小麦和蛋白和小麦淀粉的回收率分别为69.56%和96.72%，小麦蛋白和小麦淀粉中的重金属镉、铅、砷、铜、汞和镍含量均低于国家食品中污染物限量标准（见中华人民共和国国家标准，标准号GB 2762-2012）。
实施例8 玉米籽粒脱除重金属
试验用原料玉米粉原始检测淀粉含量76.57%，水分含量12.57%，粗蛋白含量6.71%，镉含量0.126mg/kg，铅含量0.043mg/kg，砷0.171mg/kg，汞含量0.162mg/kg，镍含量0.93mg/kg，铜含量7.635mg/kg。
步骤1：取玉米粉1000g，用1500g自来水清洗，自然重力沉降，清洗2次；
步骤2：向沉降中加说明浸泡液1（0.4%浓度的NaOH浸泡液）约2000ml，搅拌浸泡2h，将原料中可溶性蛋白充分溶解，将润胀好的物料用胶体磨磨浆，使料浆细度达到80目以上；
步骤3：将上述浆液离心分离，得上清液1，向沉淀中加浸泡液2(60%浓度的丙三醇)1500g，搅拌浸泡1h，离心沉降，得上清液2和沉淀1，将上清液1和2的pH调至3，用截留分子量1000D的超滤膜分别进行超滤，浓缩到原体积的20%，混合浓缩液，调节其的pH至3.9，沉降分离，得沉淀2；
步骤4：沉淀2中加入200g自来水清洗，离心过滤，水洗2次，滤渣采用50℃、风速1.0m/s的流化床干燥10min，得到玉米蛋白53g；
步骤5：向沉淀1中加0.1mol/L盐酸溶液1500g，搅拌洗涤30min，沉降分离，沉降物加1500g自来水，搅拌洗涤20min，调pH至中性，离心过滤，滤渣于90℃气流干燥，得到产品玉米多糖842g。
本实施例的效果：本实施例所得产品玉米蛋白，经测试水分含量为10.02%，粗蛋白含量为68.51%，淀粉含量17.21%，镉含量0.095mg/kg，铅含量0.027mg/kg，砷0.121mg/kg，汞含量0.097mg/kg，镍含量0.76mg/kg，铜含量5.236mg/kg。玉米淀粉，淀粉含量为83.23%，粗蛋白含量为0.41%，水分含量为12.12%，镉含量为0.021mg/kg，铅含量0.017mg/k，砷含量0.078mg/kg，汞含量0.072mg/kg，镍含量0.73mg/kg，铜含量3.276mg/kg。通过该技术处理，玉米蛋白和玉米淀粉的回收率分别为71.07%和96.64%，玉米蛋白和玉米多糖中的重金属镉、铅、砷、铜、汞和镍等含量均低于国家食品中污染物限量（见中华人民共和国国家标准，标准号GB 2762-2012）。
实施例9 糠粕脱除重金属
试验用原料糠粕（大米加工的副产品）最初测试的数值：无氮浸出物含量53.7%，粗纤维含量7.52%，水分含量13.12%，粗蛋白含量15.12%，镉含量1.28mg/kg，铅含量0.736mg/kg，砷含量0.418mg/kg，汞含量0.253mg/kg，镍含量0.63mg/kg，铜含量8.765mg/kg。
步骤1：取糠粕1000g，用1500g自来水清洗，自然重力沉降，清洗2次；
步骤2：向沉降中加说明浸泡液1（0.4%浓度的NaOH浸泡液）约2000ml，搅拌浸泡2h，将原料中可溶性蛋白充分溶解；
步骤3：将浆液沉降分离，得沉淀1，上清液用0.5N的盐酸调pH至2.5，搅拌1h，调节其pH至4-6，沉降分离，得沉淀2；
步骤4：在沉淀2中加入200g自来水清洗，离心过滤，水洗2次，滤渣温度预热至42℃，通过滚筒转速3.0r/min、滚筒表面温度145℃的滚桶干燥，米糠蛋白120g；
步骤5：向沉淀1加0.1mol/L盐酸溶液1500g，搅拌洗涤30min，沉降分离，沉降物加1500g自来水，搅拌洗涤20min，调pH至中性，离心过滤，将滤渣于45℃下热风下干燥6h，得到糠粕多糖600g。
实施效果：经测试本发明的产品脱重金属糠粕，水分含量为13.23%，无氮浸出物含量50.7%，粗纤维含量7.62%，粗蛋白含量14.78%，镉含量0.681mg/kg，铅含量0.352mg/kg，砷含量0.272mg/kg，汞含量0.197mg/kg，镍含量0.61mg/kg，铜含量6.875mg/kg。通过该技术处理，糠粕回收率为72%，糠粕中的重金属镉、铅、砷含量均低于中华人民共和国饲料卫生标准(见中华人民共和国国家标准，标准号GB 13078-2001)。
Claims (8)
1.一种消减谷物重金属的方法，其特征在于下列步骤：
（1）将受重金属镉污染的谷物或谷物加工副产物用自来水洗涤，料水重量比为1:1-1:2，洗涤2-3次；
（2）将洗涤好的物料按料液重量比为1:1.5-1:5的量加入浸泡液1，于室温下搅拌浸泡2-6h，使其充分润胀，将润胀好的物料研磨，使料浆细度通过80目筛，得浆液；
（3）将浆液沉降分离，得沉淀1，调节上清液的pH至2-3，进行膜分离，调节膜内溶液的pH至4-6，沉降分离，得沉淀2；或
（4）将浆液沉降分离，得上清液1，向沉淀中加浸泡液2，搅拌浸泡，沉降分离，得沉淀1和上清液2，将上清液1和上清液2的pH调至2-3，分别进行膜分离，混合膜内溶液，调节混合液的pH至4-6，沉降分离，得沉淀2；或
（5）将浆液沉降分离，得上清液1和沉淀1，调节上清液1的pH至2-3，搅拌30-60min，调节其pH至4-6，沉降分离，得沉淀2；
（6）将沉淀2按料液重量比为1:1-1:2的量加入自来水，搅拌洗涤5-10min，沉降分离，重复该步骤1-2次，将沉淀干燥，得谷物蛋白；
（7）将沉淀1按料液重量比为1:1-1:2的量加入自来水，加碱性蛋白酶，在pH为9-12搅拌条件下酶解，或加中性蛋白酶在pH为6.5-7.5搅拌条件下酶解，或加酸性蛋白酶，在pH为2.0-5.0搅拌条件下酶解，沉降分离，将沉淀按料液重量比为1:1-1:2的量加入自来水，调pH至中性，搅拌洗涤10-15min，离心过滤，将滤渣干燥，得到谷物淀粉或多糖；或
（8）将沉淀1按料液重量比为1:1-1:2的量加入稀酸，搅拌洗涤10-30min，沉降分离，将沉降物按料液重量比为1:1-1:2的量加入自来水，搅拌洗涤10-20min，调pH至中性，离心过滤，将滤渣干燥，得到谷物淀粉或多糖。
其中:
步骤（2）中的浸泡液1的组分及配比如下：0.1%-0.5%浓度的NaOH或0.2%-0.5%浓度的KOH或0.2%-0.4%浓度的的氨水。
步骤（4）中的浸泡液2的组分及配比如下：50%-80%浓度的乙醇或40-80%浓度的丙醇溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述谷物为小麦、玉米、水稻籽粒，大米、小米谷物的胚乳粒，米粉、面粉、玉米粉、米糠、麸皮和糠粕。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的重金属为镉、铅、砷、铅、汞、铜和镍。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：浸泡是指将浸泡液1单独使用，或将浸泡液1与浸泡液2依次使用。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）和（3）膜分离所用的膜为透析袋和超滤膜，透析用透析袋的截留分子量是800-1500D，透析液为与被透析物pH值相同的水溶液，透析时间5h以上；超滤用超滤膜的截留分子量是800-1500D，浓缩至原液体积的30-50%。
6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：步骤（7）中蛋白酶纯化谷物淀粉或多糖采用的蛋白酶是碱性蛋白酶：加酶量80-200u/g,酶解pH为9-12,酶解温度40-50℃，酶解时间2-5h；或中性蛋白酶：加酶量80-200u/g,酶解pH为6.5-7.5,酶解温度30-40℃，酶解时间2-5h；或酸性蛋白酶：加酶量80-200u/g,酶解pH为2.0-5.0,酶解温度30-50℃，酶解时间2-5h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（8）中酸洗淀粉或多糖脱重金属所使用的酸为0.1-0.2mol/L的盐酸或0.1-0.2mol/L磷酸或0.1-0.2mol/L乙酸或0.1-0.2mol/L柠檬酸或0.1-0.2mol/L酒石酸等无机或有机酸，料液重量比为1:1.2-1:1.6。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（6）、步骤（7）、步骤（8）中所述的物料经干燥后得谷物蛋白、谷物淀粉或多糖的方法还包括如下条件：
（1）流化床干燥：干燥温度为40-55℃，风速为0.2-2m/s，使干燥物料的含水量至15%以下；
（2）气流干燥：热风温度为80-110℃，风速为10-20m/s，使干燥物料的含水量至15%以下；
（3）真空冷冻干燥：于-18℃以下预冻，30min内物料中心温度达-10℃以下，然后于200Pa以下压力下，使干燥物料的含水量至15%以下；
（4）热风干燥，于40-55℃，风速为0.05-0.5m/s，相对湿度为60%以下，使干燥物料的含水量至15%以下；
（5）滚筒干燥，进料质量分数为12-28%，进料温度预热至40-55℃,滚筒转速为1-4r/min，滚筒表面温度为120-150℃，使干燥物料的含水量至15%以下。
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103549234B (zh) |
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104522442A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-22 | 暨南大学 | 一种处理流体食物中三价砷离子的方法 |
| CN105028891A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-11 | 中南林业科技大学 | 一种脱镉米糠蛋白及其制备方法 |
| CN105231106A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-01-13 | 南京财经大学 | 脱除糙米粉或精米粉中镉的方法 |
| ES2559902A1 (es) * | 2015-11-11 | 2016-02-16 | Pevesa Biotech, S.A. | Procedimiento de reducción de contaminantes en materia vegetal proteica |
| CN105410598A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-03-23 | 江南大学 | 一种重金属含量低的大米制品的制备方法 |
| CN105455013A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-04-06 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 脱镉再造米的生产工艺 |
| CN105618477A (zh) * | 2014-10-30 | 2016-06-01 | 张自学 | 一种净化重金属铬污染土壤的方法 |
| CN105661267A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-15 | 华中农业大学 | 一种谷物的重金属消减方法 |
| CN106260499A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-01-04 | 南昌大学 | 玉米蛋白中铜、汞的协同脱除方法 |
| CN106359845A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-01 | 南昌大学 | 亚麻蛋白中铜、汞的协同脱除方法 |
| CN106360261A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-01 | 南昌大学 | 一种杏仁蛋白中铜、汞的脱除方法 |
| CN106387624A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 吸附螯合法去除杏仁蛋白中的铅、镉 |
| CN106387618A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种降低核桃蛋中白铅、镉含量的方法 |
| CN106387617A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种荞麦蛋白中铅、镉的脱除方法 |
| CN106387619A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 吸附取代法同步降低豌豆蛋白中的铅、镉含量 |
| CN106387303A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 吸附取代法降低荞麦蛋白中的砷、汞含量 |
| CN106387622A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 吸附取代法降低豌豆蛋白中的砷、汞含量 |
| CN106387302A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种吸附取代降低玉米蛋白中铅、镉含量的方法 |
| CN106387616A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种脱除花生蛋白中铅、镉的方法 |
| CN106387621A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种同步降低大豆蛋中白砷、铜含量的方法 |
| CN106387300A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 螯合吸附法协同去除绿豆蛋白中的砷、汞 |
| CN106387301A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 螯合吸附法协同去除莲子蛋白中的砷、汞 |
| CN106387299A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种同步降低核桃蛋中白砷、铜含量的方法 |
| CN106387620A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种小麦蛋白中铜、汞的脱除方法 |
| CN106387623A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 同步脱除花生蛋白中砷、铜的方法 |
| CN106721929A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 江南大学 | 一种用络合法消减大米制品中重金属的方法 |
| WO2018026734A1 (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | Shaklee Corporation | Removing heavy metals from rice |
| CN105028891B (zh) * | 2015-08-26 | 2018-08-31 | 中南林业科技大学 | 一种脱镉米糠蛋白及其制备方法 |
| CN108850425A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-23 | 江南大学 | 一种去除大米蛋白中镉的方法 |
| CN109127131A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-01-04 | 沛县育龙粮油工贸有限公司 | 一种高效重金属污染大米的清洗方法 |
| CN109420547A (zh) * | 2017-09-04 | 2019-03-05 | 诸暨马谷亲科技有限公司 | 一种重金属污染大米清洗生产线 |
| WO2019152427A1 (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Shaklee Corporation | Removing heavy metals from rice protein material |
| WO2020192981A1 (de) | 2019-03-22 | 2020-10-01 | Josef Immanuel Ehrler | Verfahren zur herstellung eines lebensmittelerzeugnisses mit hohem ballaststoffgehalt und geringer belastung |
| CN115245191A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-10-28 | 王娜 | 一种大米的脱镉方法 |
| CN115316594A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-11-11 | 王娜 | 一种大米脱镉的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101322935A (zh) * | 2008-07-16 | 2008-12-17 | 华南理工大学 | 污染水体重金属吸附材料的制备方法及其制备的吸附材料 |
| CN101554211A (zh) * | 2009-01-05 | 2009-10-14 | 王艺瑾 | 超临界多元流体精制稻米工艺及工业装置 |
| CN101558845A (zh) * | 2009-04-16 | 2009-10-21 | 陈福库 | 从燕麦麸皮中提取燕麦淀粉、蛋白粉、β-葡聚糖的方法 |
| CN102132799A (zh) * | 2011-03-03 | 2011-07-27 | 江苏瑞晟生物科技有限公司 | 脱除稻米中残余重金属的方法 |
| CN102583916A (zh) * | 2012-02-09 | 2012-07-18 | 湖北鼎鑫环保科技有限公司 | 一种去除污泥中重金属的方法 |
| CN103005266A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-04-03 | 陈福库 | 从燕麦麸皮中提取燕麦淀粉、蛋白粉、β-葡聚糖的方法 |
-
2013
- 2013-10-23 CN CN201310502447.4A patent/CN103549234B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101322935A (zh) * | 2008-07-16 | 2008-12-17 | 华南理工大学 | 污染水体重金属吸附材料的制备方法及其制备的吸附材料 |
| CN101554211A (zh) * | 2009-01-05 | 2009-10-14 | 王艺瑾 | 超临界多元流体精制稻米工艺及工业装置 |
| CN101558845A (zh) * | 2009-04-16 | 2009-10-21 | 陈福库 | 从燕麦麸皮中提取燕麦淀粉、蛋白粉、β-葡聚糖的方法 |
| CN102132799A (zh) * | 2011-03-03 | 2011-07-27 | 江苏瑞晟生物科技有限公司 | 脱除稻米中残余重金属的方法 |
| CN102583916A (zh) * | 2012-02-09 | 2012-07-18 | 湖北鼎鑫环保科技有限公司 | 一种去除污泥中重金属的方法 |
| CN103005266A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-04-03 | 陈福库 | 从燕麦麸皮中提取燕麦淀粉、蛋白粉、β-葡聚糖的方法 |
Cited By (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105618477A (zh) * | 2014-10-30 | 2016-06-01 | 张自学 | 一种净化重金属铬污染土壤的方法 |
| CN104522442A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-22 | 暨南大学 | 一种处理流体食物中三价砷离子的方法 |
| CN105028891A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-11 | 中南林业科技大学 | 一种脱镉米糠蛋白及其制备方法 |
| CN105028891B (zh) * | 2015-08-26 | 2018-08-31 | 中南林业科技大学 | 一种脱镉米糠蛋白及其制备方法 |
| CN105410598A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-03-23 | 江南大学 | 一种重金属含量低的大米制品的制备方法 |
| CN105410598B (zh) * | 2015-10-30 | 2019-04-09 | 江南大学 | 一种重金属含量低的大米制品的制备方法 |
| ES2559902A1 (es) * | 2015-11-11 | 2016-02-16 | Pevesa Biotech, S.A. | Procedimiento de reducción de contaminantes en materia vegetal proteica |
| CN105231106A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-01-13 | 南京财经大学 | 脱除糙米粉或精米粉中镉的方法 |
| CN105455013A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-04-06 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 脱镉再造米的生产工艺 |
| CN105661267A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-15 | 华中农业大学 | 一种谷物的重金属消减方法 |
| WO2018026734A1 (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | Shaklee Corporation | Removing heavy metals from rice |
| CN106359845A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-01 | 南昌大学 | 亚麻蛋白中铜、汞的协同脱除方法 |
| CN106387623A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 同步脱除花生蛋白中砷、铜的方法 |
| CN106387617A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种荞麦蛋白中铅、镉的脱除方法 |
| CN106387619A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 吸附取代法同步降低豌豆蛋白中的铅、镉含量 |
| CN106387303A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 吸附取代法降低荞麦蛋白中的砷、汞含量 |
| CN106387622A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 吸附取代法降低豌豆蛋白中的砷、汞含量 |
| CN106387302A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种吸附取代降低玉米蛋白中铅、镉含量的方法 |
| CN106387616A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种脱除花生蛋白中铅、镉的方法 |
| CN106387621A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种同步降低大豆蛋中白砷、铜含量的方法 |
| CN106387300A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 螯合吸附法协同去除绿豆蛋白中的砷、汞 |
| CN106387301A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 螯合吸附法协同去除莲子蛋白中的砷、汞 |
| CN106387299A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种同步降低核桃蛋中白砷、铜含量的方法 |
| CN106387620A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种小麦蛋白中铜、汞的脱除方法 |
| CN106387618A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 一种降低核桃蛋中白铅、镉含量的方法 |
| CN106260499A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-01-04 | 南昌大学 | 玉米蛋白中铜、汞的协同脱除方法 |
| CN106387624A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 南昌大学 | 吸附螯合法去除杏仁蛋白中的铅、镉 |
| CN106360261A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-01 | 南昌大学 | 一种杏仁蛋白中铜、汞的脱除方法 |
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