CN108864247B - 一种米渣蛋白中重金属铅和镉的去除方法 - Google Patents

Abstract

一种米渣蛋白中铅和镉的去除方法，络合剂柠檬酸和EDTA‑2Na的多个羧酸基团能有效的络合重金属铅和镉。米渣蛋白经乙醇、双氧水处理后，在酸性条件柠檬酸络合部分重金属铅和镉，水洗后，继续在高温条件下EDTA‑2Na络合绝大部分重金属铅和镉，经过多次水洗后，能得到低铅和镉含量的米渣蛋白，其含量分别为0.076、0.011 mg/kg，可有效的解决现有米渣蛋白中铅和镉含量过高的问题。本发明操作简单，效果显著，能安全有效地去除米渣蛋白中的重金属铅和镉，适宜大规模的推广和应用。

Description

一种米渣蛋白中重金属铅和镉的去除方法

技术领域

本发明涉及大米产品加工技术领域，尤其是涉及米渣蛋白中铅和镉的去除方法。

背景技术

食品安全与每个人息息相关，历来是政府最重视的问题之一。而大米作为我国主要的粮食作物，其重金属含量是一项重要的安全指标。虽然我国经济发展取得长足进步，但是环境污染问题日益突出，包括对农业土地的污染。水稻作为目前我国人们的主要口粮作物，其安全问题直接关系到每个国人的身体健康状况。

针对大米来说，其主要含有的重金属种类有铅、镉两种。摄入过多的铅会损害人体神经系统，导致神经衰落，还能出现消化不良、大脑袋等症状，甚至造成肾脏、肝脏的损伤。摄入过量的镉，会造成肾脏发生慢性中毒，导致蛋白尿、氨基酸尿和糖尿。此外，镉离子还可以取代人体骨骼中的钙离子，导致骨痛病和软骨病的发生。由于中小企业的快速发展，工业“三废” 的排放以及化肥农药的不合理使用，造成稻田重金属较大范围的污染，影响了稻米的质量安全，大米铅和镉含量过高问题已经相当严重。近年来,有关大米铅和镉污染的报道较多，重金属铅和镉污染已严重影响我国人民的生活质量，关乎国家粮食安全，如何去除重金属铅和镉是迫切需要解决的问题。

米渣蛋白是以早釉稻或碎米为原料生产淀粉糖或发酵生产谷氨酸、柠檬酸、乳酸以及生化药品时，米粉液化或糖化后的副产品。蛋白含量约 50%，为原料大米蛋白质含量的5-7 倍。米渣蛋白具有大米蛋白的一切优点，如：氨基酸组成平衡合理，口感温和，低过敏性和降低胆固醇等。然而米渣蛋白中的重金属铅和镉含量仍然较高，这个问题制约米渣蛋白的加工再利用。去除米渣蛋白中重金属铅和镉对利用米渣蛋白显得尤为重要，本发明采用一种简单安全有效的方法去除米渣蛋白中重金属铅和镉。

发明内容

本发明的目的是安全有效地去除米渣蛋白中的重金属铅和镉，本发明所述的米渣蛋白重金属去除方法具体是通过以下步骤实现的：

（1）将米渣蛋白粉碎，过80目筛得颗粒均一的米渣蛋白；

（2）过筛后的米渣蛋白与体积分数为95-100%乙醇按重量比体积为1g:8mL混合，在25℃水浴环境下搅拌反应，搅拌转速为100-200转每分钟，反应1-2 h，过滤，过滤后的蛋白加入10倍质量的去离子水，搅拌均匀，过滤得滤渣蛋白；

（3）将双氧水配置为质量浓度为2-4%的溶液，滤渣蛋白与配制好的双氧水按照质量比体积为1 g:10 mL混合，在25-35℃水浴环境下搅拌反应，搅拌速度为100-200转每分钟，反应1-2 h，滤布过滤，过滤后的蛋白加入10倍体积的去离子水搅拌均匀水洗1次，滤布过滤，得双氧水处理滤渣蛋白；

（4）双氧水处理滤渣蛋白与去离子水按照质量比为1 g:10 mL混合，加入2-4%米渣蛋白质量的柠檬酸固体，采用浓度为1 mol/L的盐酸溶液调节溶液pH为4.5-6.5，在35-50℃水浴环境下搅拌反应，搅拌速度为100-200转每分钟，反应1-2 h，过滤，过滤后的蛋白加入10倍体积的去离子水搅拌均匀水洗1-2次，过滤得柠檬酸处理滤渣蛋白；

（5）柠檬酸处理滤渣蛋白与去离子水按照质量比1 g:10 mL混合，加入2-4%米渣蛋白质量的EDTA-2Na固体，采用浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH为6.5-7.5，在60-80℃水浴环境下搅拌反应，搅拌速度为200-300转每分钟，反应时间2-4h，过滤，过滤后的蛋白加入10倍体积的去离子水搅拌均匀水洗1-2次，过滤得低含量重金属铅和镉滤渣蛋白。

本发明的优势在于：

1、采用乙醇处理米渣蛋白，能够去除米渣蛋白中的脂肪，让重金属铅和镉更容易暴露便于去除，经乙醇处理的米渣蛋白非常细腻，便于下步更好的去除铅和镉。

2、采用双氧水处理米渣蛋白，能使米渣蛋白中的二硫键断裂，蛋白结构更为舒展，与二硫键结合的重金属就非常容易被柠檬酸络合去除。

3、采用络合效果更强EDTA-2Na结合乙醇、双氧水，柠檬酸处理，具有显著的协同去除重金属铅和镉效果。

具体实施方式

实施例一

（1）将采购的米渣蛋白粉碎，过80目筛得颗粒均一细化的米渣蛋白。

（2）取过筛后的米渣蛋白200 g，加入1600 mL的无水乙醇均匀混合，在25℃水浴环境下搅拌反应，搅拌转速为200转每分钟，反应1 h，采用滤布过滤，过滤后的米渣蛋白加入2000mL的去离子水，搅拌均匀，滤布过滤得滤渣蛋白。

（3）加入2000 mL质量浓度为3%双氧水均匀混合，在25℃水浴环境下搅拌反应，搅拌转速为200转每分钟，反应1h，采用滤布过滤，过滤后的米渣蛋白加入2000 mL的去离子水搅拌均匀洗涤1次，滤布过滤得双氧水处理滤渣蛋白。

（4）双氧水处理滤渣蛋白中加入2000 mL的去离子水和5 g柠檬酸固体，搅拌均匀使柠檬酸固体充分溶解，采用浓度为1 mol/L的盐酸溶液调节溶液pH为5.0，在50℃水浴搅拌反应，搅拌速度为200转每分钟，反应1h，过滤，过滤后的米渣蛋白加入2000 mL的去离子水搅拌均匀洗涤2次，过滤，得柠檬酸处理滤渣蛋白。

（5）柠檬酸处理滤渣蛋白中加入2000 mL的去离子水和5 g EDTA-2Na固体并搅拌均匀，采用浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH为7.5，在60-80℃水浴环境下搅拌反应，搅拌速度为200-300转每分钟，反应时间2-4 h，过滤，过滤后的蛋白加入2000 mL的去离子搅拌均匀水洗1次，过滤，再加入2000 mL的去离子水搅拌均匀水洗1次。

（6）过滤，在70℃的烘箱中烘干，烘干后，经粉碎后包装，得到与原米渣蛋白表观性状无异的低含量重金属铅米渣蛋白。

（7）将烘干粉碎后的低含量重金属铅和镉米渣蛋白，采用电感耦合等离子质谱测定蛋白中重金属铅含量， 经测定，原原米渣蛋白中铅和镉含量分别为0.390、0.380 mg/kg，经本发明方法处理以后米渣蛋白中铅含量降至0.076、0.011 mg/kg。

实施例二对比试验

（1）将采购的米渣蛋白粉碎，过80目筛得颗粒均一的米渣蛋白。

（2）取过筛后的米渣蛋白200 g，加入2000 mL的去离子水和5 g EDTA-2Na固体并搅拌均匀，采用浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH为7.5，在60-80℃水浴环境下搅拌反应，搅拌速度为200-300转每分钟，反应时间2-4 h，过滤，过滤后的蛋白加入2000 mL的去离子水搅拌均匀水洗1次，过滤，再加入2000 mL的去离子水搅拌均匀水洗1次。

（3）过滤后，在70℃的烘箱中烘干，烘干后，经粉碎后包装，得到与原米渣蛋白表观性状无异的低含量重金属铅米渣蛋白。

（4）将烘干粉碎后的低含量重金属铅和镉米渣蛋白，采用电感耦合等离子质谱测定蛋白中重金属铅含量，经测定，原米渣蛋白中铅和镉含量分别为0.390、0.380 mg/kg，处理以后米渣蛋白中铅和镉含量降至0.174、0.102 mg/kg。

实施例三 对比试验

（1）将采购的米渣蛋白粉碎，过80目筛得颗粒均一细化的米渣蛋白。

（2）取过筛后的米渣蛋白200 g，加入2000 mL的去离子水和5 g柠檬酸固体，搅拌均匀使柠檬酸固体充分溶解，采用浓度为1 mol/L的盐酸溶液调节溶液pH为5.0，在50℃水浴搅拌反应，搅拌速度为200转每分钟，反应1h，过滤，过滤后的米渣蛋白加入2000 mL的去离子水搅拌均匀洗涤2次，过滤，得滤渣蛋白。

（3）滤渣蛋白中加入2000 mL的去离子水和5 g EDTA-2Na固体并搅拌均匀，采用浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH为7.5，在60-80℃水浴环境下搅拌反应，搅拌速度为200-300转每分钟，反应时间2-4 h，过滤，过滤后的蛋白加入2000 mL的去离子搅拌均匀水洗1次，过滤，再加入2000 mL的去离子水搅拌均匀水洗1次。

（5）过滤后，在70℃的烘箱中烘干，烘干后，经粉碎后包装，得到与原米渣蛋白表观性状无异的低含量重金属铅米渣蛋白。

（6）将烘干粉碎后的低含量重金属铅和镉米渣蛋白，采用电感耦合等离子质谱测定蛋白中重金属铅含量，经测定，原米渣蛋白中铅和镉含量分别为0.390、0.380 mg/kg，处理以后米渣蛋白中铅和镉含量分别降至0.104、0.056 mg/kg。

Claims (1)

1.一种米渣蛋白中重金属铅和镉的去除方法，其特征是按以下步骤：

（1）将米渣蛋白粉碎，过80目筛得颗粒均一的米渣蛋白；

（2）过筛后的米渣蛋白与体积分数为95-100%乙醇按重量比体积为1g:8mL混合，在25℃水浴环境下搅拌反应，搅拌转速为100-200转每分钟，反应1-2 h，过滤，过滤后的蛋白加入10倍质量的去离子水，搅拌均匀，过滤得滤渣蛋白；

（3）将双氧水配置为质量浓度为2-4%的溶液，滤渣蛋白与配制好的双氧水按照质量比体积为1 g:10 mL混合，在25-35℃水浴环境下搅拌反应，搅拌速度为100-200转每分钟，反应1-2 h，滤布过滤，过滤后的蛋白加入10倍体积的去离子水搅拌均匀水洗1次，滤布过滤，得双氧水处理滤渣蛋白；

（4）双氧水处理滤渣蛋白与去离子水按照质量比为1 g:10 mL混合，加入2-4%米渣蛋白质量的柠檬酸固体，采用浓度为1 mol/L的盐酸溶液调节溶液pH为4.5-6.5，在35-50℃水浴环境下搅拌反应，搅拌速度为100-200转每分钟，反应1-2 h，过滤，过滤后的蛋白加入10倍体积的去离子水搅拌均匀水洗1-2次，过滤得柠檬酸处理滤渣蛋白；

（5）柠檬酸处理滤渣蛋白与去离子水按照质量比1 g:10 mL混合，加入2-4%米渣蛋白质量的EDTA-2Na固体，采用浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH为6.5-7.5，在60-80℃水浴环境下搅拌反应，搅拌速度为200-300转每分钟，反应时间2-4h，过滤，过滤后的蛋白加入10倍体积的去离子水搅拌均匀水洗1-2次，过滤得低含量重金属铅和镉滤渣蛋白。