CN103652514A - 一种降低大米及其制品重金属含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低大米及米制品的重金属含量的方法。本发明方法包含碱液浸泡、分离、反应、洗涤、干燥等步骤，该工艺对黄曲霉毒素及镉、砷、铅、汞等重金属均有不同程度的去除作用，能有效降低大米，以及大米制备的米粉、淀粉、大米蛋白粉等大米制品的重金属含量，本发明工艺简单，生产成本低且易实施，处理后的产品重金属指标符合国家标准要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低大米及米制品的重金属含量的方法，属于稻米深加工食品安全技术领域。
背景技术
近年来我国工业生产中“三废”排放不合理及农药、化肥的大量使用，造成耕地和地下水污染，不断发生危害健康的食品安全事件，造成了人们对食品污染的恐惧和对食品安全的担心，对食品信任度下降。
重金属在生物体内具有富集效应，随着生物链不断延长，进入人体的重金属不能被分解，往往要经过一段时间积累才显示出毒性，给人体肝、肾及中枢神经等系统造成严重损害。
人体中的铅主要来自摄食、呼吸和饮水，其中来自食物占90以上，食物中的铅主要来源于釉陶瓷、塑料、搪瓷、马口铁器具的使用，我国现阶段食物重金属元素污染中，铅元素占据了主要地位，且蔬菜铅污染问题非常突出，铅元素在人体内长期积累会造成人体免疫力下降，智力受损。
镉可通过“三废”排放和含镉化肥、地膜、污泥的使用和带色图案的玻璃、搪瓷、塑料餐具等进入食品。进入体内的镉可引起肾功能损害，干扰铁代谢而引起贫血症，可与含羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合从而抑制许多酶系统的功能，还能引起骨软化、肠道吸收障碍，妨碍脂溶性维生素和钙的吸收。
通过食物链进入人体的汞，能与体内蛋白质分子的巯基、氨基、羧基、磷酰基等结合而蓄积，会导致细胞变性和坏死，对脑、肝、肾、心、肺等产生不可逆损害，具有致畸性和生育毒性，并引起免疫功能紊乱，损害神经系统，引起语言和听觉障碍。
砷元素通过食物的摄入进入人体，其重要来源是农业用水被含有砷元素的物质污染、含有砷元素的农药使用以及养殖业中含有砷元素的药剂使用等。砷元素进入人体后主要积累在人体的肝、肾、脾等器官，同时还会造成人体器官内的细胞失活，引起细胞新陈代谢紊乱，长期接触少量的砷元素会导致人体的慢性中毒甚至会引起癌变。
目前国内外对食品重金属含量极其关注，从加强工业三废排放管理、饲料生产企业的监管、食品包装监控等各方面着手，采取全面的防治措施，但是还没有有效的加工方法降低大米及其制品中的重金属含量。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低大米及米制品的重金属含量的方法。通过本发明的方法处理的大米及其制品中镉、砷、铅、汞等重金属含量进一步降低，更为安全。
本发明是通过下述技术方案实现的。
一种降低大米及其制品的重金属含量的方法，包括浸泡、分离、反应、洗涤、干燥步骤。
具体步骤如下：
（1）浸泡
称取一定重量的原料，加入其重量4-7倍的去离子水搅拌均匀，调pH至7.5-8.0，35-45℃浸泡1-2h；
（2）分离
步骤（1）得到的浸泡液离心分离，弃去上清液；
（3）反应
将步骤（2）得到的沉淀重新调浆，加入其重量4-6倍的去离子水，搅拌均匀，再加入原料重量0.2-1.5%的乳酸及0.5%-2%的氯化钠，常温反应2-3h；
（4）洗涤
将步骤（3）得到的反应液进行离心洗涤，水洗2-5次；
（5）干燥
将步骤（4）得到的洗涤后的湿沉淀烘干。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤（1）原料为大米及其制品（包括米粉、淀粉、大米蛋白粉等）。
根据本发明的一种优选实施方式，所述重金属包括镉、砷、铅、汞。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤（1）调节pH值采用氢氧化钙或者5-10%的NaOH。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤（1）浸泡优选浸泡温度40℃。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤（2）和所述步骤（4）中离心转速3000r/min，时间5min。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤（1）和所述步骤（3）中浸泡反应搅拌速度50-70r/min。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤（1）中原料如果为非粉状原料大米，在所述步骤（2）和所述步骤（4）中不需要进行离心分离，只进行水洗沥干。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤（4）中优选水洗3次。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤（5）中烘干条件为自然晾干或者于烘箱中40-50℃烘干。
本发明的有益效果：
1、本发明方法对黄曲霉毒素及镉、砷、铅、汞等重金属均有不同程度的去除作用，其中镉的去除率达到65%以上。
2、本发明的适用范围广，对大米及以米制备的米粉、淀粉、大米蛋白粉等米制品均可适用。
3、本发明工艺过程安全性高，不仅可以工业化生产，也方便家庭使用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式更详细的描述本发明。
一种降低大米及其制品的重金属含量的方法，包括浸泡、分离、反应、洗涤、干燥步骤。
具体步骤如下：
（1）浸泡
称取一定重量的原料，加入其重量4-7倍的去离子水搅拌均匀，调pH至7.5-8.0，35-45℃浸泡1-2h；
（2）分离
步骤（1）得到的浸泡液离心分离，弃去上清液；
（3）反应
将步骤（2）得到的沉淀重新调浆，加入其重量4-6倍的去离子水，搅拌均匀，再加入原料重量0.2-1.5%的乳酸及0.5%-2%的氯化钠，常温反应2-3h；
（4）洗涤
将步骤（3）得到的反应液进行离心洗涤，水洗2-5次；
（5）干燥
将步骤（4）得到的洗涤后的湿沉淀烘干。
本发明步骤（1）通过弱碱条件浸泡使原料溶胀，利于后续重金属的溶出去除，同时在碱性条件下，黄曲霉毒素的内酯环被打开，形成香豆素钠盐或铵盐，转化成可溶于水的物质，再通过水洗的方式去除。对于大米这类谷物其中磷主要是以植酸磷的形式存在，人体内钙磷的比例基本恒定，当机体摄入过量的磷会阻碍钙的吸收，由于磷溶于碱溶液，所以在弱碱条件下同时也能降低米中的磷含量，但在浸泡过程中的pH不易太高，因为大米中80%为谷蛋白，其在碱性条件下可溶，当浸泡pH过高，会导致大量米蛋白的损失，本发明的反应条件为pH7.5-8.0，40℃浸泡1-2h。
浸泡后的料液进行离心分离，去除上清液，离心转速3000r/min，离心10min，得到的沉淀加入其重量4-6倍的去离子水，重新调浆搅拌均匀，再加入原料重量0.2-1.5%的乳酸及0.5%-2%的氯化钠，常温反应2-3h，镉和铅等这些重金属基本都以不溶态的形式存在，本发明通过乳酸及氯化钠的作用，可以将这些重金属部分转化为可溶解的金属离子，再通过水洗去除，从而降低大米中重金属的含量。
实施例1
以市售大米为原料进行实验
(1)浸泡
称取500g大米，加入2000g去离子水搅拌均匀，搅拌速度为50r/min，用5%的氢氧化钠调节pH至7.52，升温至40℃，搅拌浸泡1h；
(2)分离
将步骤（1）得到的浸泡大米过滤，去除上清液，将大米沥干10min；
(3)反应
将步骤（2）得到的沥干大米加水1800g，再加入1g乳酸（可先配成约10%的浓度再添加）和2.5g氯化钠搅拌均匀，反应2h；
(4)洗涤
将步骤（3）得到的反应后料液进行过滤去除上清液，然后水洗3次沥干，每次加水2000g；
(5)干燥
将步骤（4）得到的沥干大米烘干或晾干。
经检测，原料大米的镉含量为0.35mg/kg（干基），砷含量0.13mg/kg，汞含量0.10mg/kg，经处理后大米中镉含量为0.09mg/kg（干基），镉的去除率为74.2%；砷含量为0.063mg/kg，砷的去除率为51.5%；汞含量为0.097mg/kg，汞的去除率为3%。
实施例2
以市售大米为原料进行实验
(1)浸泡
称取500g大米，加入2250g去离子水搅拌均匀，搅拌速度为50r/min，用5%的氢氧化钠调节pH至7.63，升温至40℃，搅拌浸泡1.5h；
(2)分离
将步骤（1）得到的浸泡大米过滤，去除上清液，将大米沥干10min；
(3)反应
将步骤（2）得到的沥干大米加水2500g，再加入2.5g乳酸（可先配成约10%的浓度再添加）和3.5g氯化钠搅拌均匀，反应2h；
(4)洗涤
将步骤（3）得到的反应后料液进行过滤去除上清液，然后水洗3次沥干，每次加水2000g；
(5)干燥
将步骤（4）得到的沥干大米烘干或晾干。
经检测，原料大米的镉含量为0.35mg/kg（干基），砷含量0.13mg/kg，汞含量0.10mg/kg，经处理后大米中镉含量为0.07mg/kg（干基），镉的去除率为80%；砷含量为0.04mg/kg，砷的去除率为69.2%；汞含量为0.06mg/kg，汞的去除率为40%。
实施例3
以大米制备的蛋白粉为原料进行实验
(1)浸泡
称取500g米粉，加入2000g去离子水搅拌均匀，搅拌速度为50r/min，用5%的氢氧化钠调节pH至7.78，升温至40℃，搅拌浸泡1.5h；
(2)分离
将步骤（1）得到的浸泡液离心去除上清液，离心转速为3000r/min，离心10min；
(3)反应
将步骤（2）得到的蛋白粉沉淀加水2350g，再加入4g乳酸（可先配成约10%的浓度再添加）和6g氯化钠搅拌均匀，反应2h；
(4)洗涤
将步骤（3）得到的反应后料液离心并水洗3次，每次洗涤加水2500g，每次离心转速3000r/min，离心10min；
(5)干燥
将步骤（4）得到的离心后沉淀烘干或晾干。
经检测，以大米制备的蛋白粉镉含量为0.29mg/kg（干基），砷含量0.12mg/kg（干基），铅含量0.19mg/kg（干基），经处理后米粉中镉含量为0.10mg/kg（干基），镉的去除率为65.5%；砷含量为0.08mg/kg（干基），砷的去除率为33.3%；铅含量为0.18mg/kg（干基），铅的去除率为5.2%。
Claims (10)
1.一种降低大米及其制品的重金属含量的方法，其特征在于，包括浸泡、分离、反应、洗涤、干燥步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)浸泡
称取一定重量的原料，加入其重量4-7倍的去离子水搅拌均匀，调pH至7.5-8.0，35-45℃浸泡1-2h；
(2)分离
步骤（1）得到的浸泡液离心分离，弃去上清液；
(3)反应
将步骤（2）得到的沉淀重新调浆，加入其重量4-6倍的去离子水，搅拌均匀，再加入原料重量0.2-1.5%的乳酸及0.5%-2%的氯化钠，常温反应2-3h；
(4)洗涤
将步骤（3）得到的反应液进行离心洗涤，水洗2-5次；
(5)干燥
将步骤（4）得到的洗涤后的湿沉淀烘干。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）原料为大米及其制品（包括米粉、淀粉、大米蛋白粉等）。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重金属包括镉、砷、铅、汞。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）调节pH值采用氢氧化钙或者5-10%的NaOH；所述步骤（1）浸泡优选浸泡温度40℃。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）和所述步骤（4）中离心转速3000r/min，时间5min。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）和所述步骤（3）中浸泡反应搅拌速度50-70r/min。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中原料如果为非粉状原料大米，在所述步骤（2）和所述步骤（4）中不需要进行离心分离，只进行水洗沥干。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（4）中优选水洗3次。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（5）中烘干条件为自然晾干或者于烘箱中40-50℃烘干。
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