CN108967648A - 一种镉超标大米的加工处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镉超标大米的加工处理方法，属于大米精深加工技术领域。所述方法包括：将大米进行浸泡、磨浆、液化脱渣后分别得到液体淀粉糖和固相米渣，将液体淀粉糖糖化后采用离子交换法去除其中的镉离子，浓缩后得到糖浆以备后续处理使用；将固相米渣按重量比1：5‑7加入柠檬酸或醋酸溶液进行酸洗后过滤，烘干后得到蛋白粉，使得其中的镉含量低于0.1mg/kg，低于国家标准，解决了镉超标大米的处理问题，进一步的，通过采用射频装置对磨粉后的大米进行射频加热处理，使其快速升温以利于后续对镉离子的去除；进一步的，通过对大米磨浆后加酸并进行高压脉冲电场处理，使得镉离子更好的游离出来，使得除镉效果更好。

Description

一种镉超标大米的加工处理方法

技术领域

本发明涉及一种镉超标大米的加工处理方法，属于大米精深加工技术领域。

背景技术

大米中的镉主要来自环境污染，工业生产中镉通常通过废水、废气排入环境中，污染水 源和土壤；再一个是农业投入品滥用、外源性污染、养殖业污染以及工业漂移物等因素也日 渐显现，再通过灌溉、种植等途径进入食物、水稻是典型的”受害作物”。土壤污染造成有 害物质在作物中积累，并通过食物链进入人体，引发各种疾病，最终危害人体健康。

我国国家标准GB2762--2012食品中污染物限量规定，大米中镉的含量不得超过0.2mg/kg，欧美国家市场对产于食品中重金属(尤其是铅、镉等)日益关注。国际食品法典委员会(CAC)标准规定的谷物中镉最高限量为0.2mg/kg，欧盟标准规定大米制品镉≤0.2mg/kg。

由于自然及人为因素，我国所产大米中镉等重金属普遍偏高，个别地区超过0.6mg/kg， 每年将有成千上万吨大米不能食用，农民水稻种植又不能停止，每年仍然有数万吨重金属超 标大米生产，因此迫切需要一种镉超标大米的安全处理方法。

发明内容

为了解决目前存在的大米镉超标的问题，本发明提供了一种镉超标大米的加工处理方法， 所述方法包括：

将大米进行浸泡、磨浆、液化脱渣后分别得到液体淀粉糖和固相米渣；所述将大米进行 浸泡、磨浆、液化脱渣包括：调浆浓度15--18Be’，用纯碱调pH到5.4-5.8，再加入耐高温 淀粉酶，加量为0.5--0.8L/吨干物，搅拌一段时间(30分钟)，采用全自动喷射器喷射液化， 喷射温度105℃--108℃保温时间70--90分钟，碘试反应合格，再用板框过滤机脱渣过滤；

将液体淀粉糖糖化后采用离子交换法去除其中的镉离子，浓缩后得到糖浆以备后续处理 使用；

将固相米渣按重量比1：5-7加入柠檬酸或醋酸溶液进行酸洗后过滤，烘干后得到蛋白 粉。

可选的，所述将大米进行浸泡之后，磨浆之前，还包括：

将大米进行磨粉，采用射频装置对磨粉后的大米进行射频加热处理；所述射频装置控制 功率为2.0-3.0kW，极板间距为10-30mm，磨粉后的大米平铺在射频装置的输送装置上， 厚度6-12mm，处理时间30-60s，处理温度为90-100℃。

可选的，所述将大米进行磨浆之后，液化之前，还包括：

加入酸调pH到2.5-5，进行高压脉冲电场处理；其中高压脉冲电场的处理装置控制电场 强度为30kV/cm，处理腔处理时间为40-2000μs，脉冲频率为20Hz，脉宽为2μs。

可选的，所述液体淀粉糖包括可溶性的葡萄糖、果葡糖浆、麦芽糖浆、海藻糖；所述将 液体淀粉糖糖化后采用离子交换法去除其中的镉离子之前，还包括：

将液体淀粉糖糖液用板式换热器调至温度60℃--62℃，按加量0.15--0.20L/吨干物加β 淀粉酶，糖化24小时检测麦芽糖含量50％以上时灭酶、脱色；

糖化好的麦芽糖浆，升温灭酶到75℃--80℃，在脱色罐按0.3kg/吨干物加活性炭，搅拌 30分钟，过滤至清澈、透明、无肉眼可见杂质、透光率≥98％，进入离子交换前罐。

可选的，所述柠檬酸或醋酸溶液的pH为2.5-3.0。

可选的，所述采用离子交换法去除其中的镉离子，包括：

采用阳阴离子交换柱交换液体淀粉糖糖液里的金属离子；所述金属离子包括：铁、钙、 镁、镉、铅、汞离子；

通过阳离子交换柱时交换到阳树脂的活性基团上，将阳树脂活性基团上的-H⁺交换到糖 液里；液体淀粉糖糖液里的酸根离子通过阴离子柱时交换到阴树脂的活性基团上，将阴树脂 活性基团上的-OH^-交换到糖液里，液体淀粉糖糖液里的金属离子和酸根离子到交换到树脂上 去。

可选的，当液体淀粉糖糖液电导率大于40us/cm²时，更换再生好的离子交换柱。

可选的，所述浓缩后得到糖浆包括：

将离子交换后的液体淀粉糖糖液，用四效浓缩器浓缩到要求浓度75％--80％，检验麦芽 糖含量及熬糖温度，合格后灌装。

可选的，所述将固相米渣按重量比1：5-7加入柠檬酸或醋酸溶液进行酸洗后过滤，包 括：

将固相米渣与pH 2.5--3.0的柠檬酸或醋酸溶液按1：6的重量比混合，35℃--40℃搅拌 2--3小时，再用板框压滤机过滤。

可选的，所述烘干后得到蛋白粉，包括：

采用气流干燥或管束烘干机，烘干至水分含量为7％--9％的蛋白粉。

本发明有益效果是：

通过将大米进行浸泡、磨浆、液化脱渣后分别得到液体淀粉糖和固相米渣，将液体淀粉 糖糖化后采用离子交换法去除其中的镉离子，浓缩后得到糖浆以备后续处理使用；将固相米 渣按重量比1：5-7加入柠檬酸或醋酸溶液进行酸洗后过滤，烘干后得到蛋白粉，使得其中 的镉含量低于0.1mg/kg，低于国家标准，解决了镉超标大米的处理问题，进一步的，通过采 用射频装置对磨粉后的大米进行射频加热处理，使其快速升温以利于后续对镉离子的去除； 进一步的，通过对大米磨浆后加酸并进行高压脉冲电场处理，使得镉离子更好的游离出来， 使得除镉效果更好。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详 细描述。

实施例一：

本实施例提供一种镉超标大米的加工处理方法，所述方法包括：

将镉超标大米进行浸泡、磨浆、液化脱渣后分别得到液体淀粉糖和固相米渣；所述将大 米进行浸泡、磨浆、液化脱渣包括：调浆浓度15--18Be’，用纯碱调pH到5.4-5.8，再加入 耐高温淀粉酶，加量为0.5--0.8L/吨干物，搅拌30分钟，采用全自动喷射器喷射液化，喷射 温度105℃--108℃保温时间70--90分钟，碘试反应合格后再用板框过滤机脱渣过滤；

将液体淀粉糖糖化后采用离子交换法去除其中的镉离子，浓缩后得到糖浆以备后续处理 使用；

将固相米渣按重量比1：5-7加入柠檬酸或醋酸溶液进行酸洗后过滤，烘干后得到蛋白 粉。

以麦芽糖浆生产工艺为例来阐述本发明的工艺过程如下：

(1)大米浸泡、磨浆、液化脱渣：

将镉超标大米(大米中镉含量超过国家规定镉最高限量0.2mg/kg的大米)浸泡后用沙 盘磨或针磨磨浆细度达到60目以上，调浆浓度15--18Be’，用纯碱调pH到5.4-5.8，再加入 耐高温淀粉酶(诺维信公司Supre)，加量0.5--0.8L/吨干物，搅拌30分钟，采用全自动喷 射器喷射液化，喷射温度105℃--108℃保温时间70--90分钟，碘试反应合格，再用板框过滤 机脱渣过滤，糖液(过滤机液相)进糖化罐糖化，另外固相米渣再进行后面的洗渣处理。

(2)糖化、脱色过滤：

脱渣过滤好的糖液用板式换热器调至温度60℃--62℃，按加量0.15--0.20L/吨干物加β 淀粉酶(诺科)，糖化24小时检测麦芽糖含量50％以上时灭酶、脱色。

糖化好的麦芽糖浆，升温灭酶到75℃--80℃，在脱色罐按0.3kg/吨干物加活性炭，搅拌 30分钟，过滤至清澈、透明、无肉眼可见杂质、透光率≥98％，进入离子交换前罐。

(3)离子交换：

采用阳离子交换柱(用盐酸再生、氢型)、阴离子交换柱(用氢氧化钠再生、氢氧型)糖液里的金属离子：铁、钙、镁、镉、铅、汞等，通过是阳离子住时交换到阳树脂的活性基 团上，将阳树脂活性基团上的-H+交换到糖液里。糖液里的酸根离子(硫酸根、亚硫酸根、 cl-等)通过阴离子柱时交换到阴树脂的活性基团上，将阴树脂活性基团上的-OH-交换到糖 液里，糖液里的金属离子和酸根离子到交换到树脂上去。真正达到从糖液里除盐、除重金属离子的效果，当糖液电导率大于40us/cm²时，说明树脂饱和更换再生好的离子交换柱。

(4)浓缩：

离子交换后的糖液，用四效浓缩器浓缩到要求浓度，75％--80％，检验：麦芽糖含量、 熬糖温度、合格灌装。

(5)蛋白粉洗渣(米渣中重金属处理)

将前段(1)固相米渣与pH2.5--3.0的柠檬酸溶液按1：6的重量比混合，35℃--40℃搅 拌2--3小时，再用板框压滤机过滤，液相洗渣水重金属指标低于国家排效标准，只有COD(有机物)超标排进污水处理站进行处理。

(6)蛋白粉烘干：

在(5)中板框过滤的固相蛋白粉，采用气流干燥或管束烘干机，水分7％--9％，镉含量 低于0.1mg/kg，做为饲料蛋白粉或可以加工生产成大米食用蛋白粉。

具体的，

1、投料：234吨米，液化脱渣、进糖化罐6罐、总体积565m³平均浓度30％，液化DE 值16--18％。

2、糖化脱色过滤：糖化6罐，每罐加β－淀粉酶7000ml(诺科)，糖化24小时，分 别检测麦芽糖含量达到：55.65％、55.87％、56.41％、56.22、55.78％、56.01％。

脱色过滤，两次过滤加活性炭、珍珠岩助滤剂，透光率≥98％，出料到离交前罐：总体 积560m³。

3、离子交换；采用阳—阴—阳—阴四个离子柱交换，出糖电导10--12us/cm²pH值开始 由6--7降到4.5时，再换下第一组阳-阴柱再生，再换上第三组阳--阴柱交换，离子交换 560m³糖，换过两组柱子，平均出糖电导小于15us/cm²，pH＞4.5.

4、浓缩

采用四效真空浓缩器，浓缩到调浓罐11罐及理化指标如表1所示，全检指标结果如表 2所示。

表1：采用四效真空浓缩器，浓缩到调浓罐11罐及理化指标

表2：全检指标

5、蛋白粉洗渣

分两次洗渣，第一次脱渣过滤出来的米渣用自来水洗，洗渣水含5％-10％的糖用于磨浆 加到米浆中，过滤出来的米渣用于二次洗渣。在二次洗渣罐里放三分之二的纯化水，用柠檬 酸调pH2.5-3.0，再加三分之一的第一次洗渣过滤后的蛋白湿渣(湿渣含水50％-55％)，搅 拌2小时，用直热蒸汽管通蒸汽升温至35℃-40℃，用板框过滤、洗渣水排放污水处理站， 蛋白渣用于干燥。

6、蛋白粉烘干:

将5中二次洗渣出来的蛋白粉，用管束烘干机烘干，生产成品蛋白粉235.5吨；本实施 例大米饲料蛋白粉五批质量化验指标如表3所示。

表3：大米饲料蛋白粉五批质量化验指标

实施例二

与实施例一相比，在将大米进行浸泡之后，磨浆之前，添加如下步骤(其他步骤或参数 不变)：

将大米进行磨粉，采用射频装置对磨粉后的大米进行射频加热处理；所述射频装置控制 功率为2.0-3.0kW，极板间距为10-30mm，磨粉后的大米平铺在射频装置的输送装置上， 厚度6-12mm，处理时间30-60s，处理温度为90-100℃。

具体地，

本实施例提供一种镉超标大米的加工处理方法，所述方法包括：

S1：将大米进行浸泡后磨粉，采用射频装置对磨粉后的大米进行射频加热处理；所述射 频装置控制功率为2.5kW，极板间距为30mm，磨粉后的大米平铺在射频装置的输送装置 上，厚度12mm，处理时间30s，处理温度为90℃。

S2：将大米进行磨浆；调浆浓度15--18Be’，用纯碱调pH到5.4-5.8，再加入耐高温淀 粉酶，加量为0.6L/吨干物，搅拌30分钟；

S3：采用全自动喷射器喷射液化，喷射温度105℃--108℃保温时间70--90分钟，碘试反 应合格后再用板框过滤机脱渣过滤；

S4：采用阳离子交换柱(用盐酸再生、氢型)、阴离子交换柱(用氢氧化钠再生、氢氧型)糖液里的金属离子：铁、钙、镁、镉、铅、汞等，通过是阳离子住时交换到阳树脂的活 性基团上，将阳树脂活性基团上的-H+交换到糖液里。糖液里的酸根离子(硫酸根、亚硫酸 根、cl-等)通过阴离子柱时交换到阴树脂的活性基团上，将阴树脂活性基团上的-OH-交换 到糖液里，糖液里的金属离子和酸根离子到交换到树脂上去。真正达到从糖液里除盐、除重金属离子的效果，当糖液电导率大于40us/cm²时，说明树脂饱和更换再生好的离子交换柱。

S5：浓缩：

离子交换后的糖液，用四效浓缩器浓缩到要求浓度，75％--80％，检验：麦芽糖含量、 熬糖温度、合格灌装。

S6：蛋白粉洗渣(米渣中重金属处理)

将前段(1)固相米渣与pH2.5--3.0的柠檬酸溶液按1：6的重量比混合，35℃--40℃搅 拌2--3小时，再用板框压滤机过滤，液相洗渣水重金属指标低于国家排效标准，只有COD(有机物)超标排进污水处理站进行处理。

S7：蛋白粉烘干：

在S6中板框过滤的固相蛋白粉，采用气流干燥或管束烘干机，水分7％--9％，镉含量低 于0.1mg/kg，做为饲料蛋白粉或可以加工生产成大米食用蛋白粉。

本实施例大米饲料蛋白粉五批质量化验指标如表4所示。

表4：大米饲料蛋白粉五批质量化验指标

实施例三

与实施例二相比，在将大米进行磨浆之后，液化之前，添加如下步骤(其他步骤或参数 不变)：

加入酸调pH到2.5-5，进行高压脉冲电场处理；其中高压脉冲电场的处理装置控制电场 强度为30kV/cm，处理腔处理时间为40-2000μs，脉冲频率为20Hz，脉宽为2μs。

具体地，

本实施例提供一种镉超标大米的加工处理方法，所述方法包括：

S1：将大米进行浸泡后磨粉，采用射频装置对磨粉后的大米进行射频加热处理；所述射 频装置控制功率为2.5kW，极板间距为30mm，磨粉后的大米平铺在射频装置的输送装置 上，厚度12mm，处理时间30s，处理温度为90℃。

S2：将大米进行磨浆；调浆浓度15--18Be’，用纯碱调pH到5.4-5.8，再加入耐高温淀 粉酶，加量为0.6L/吨干物，搅拌30分钟；

S3：加入酸调pH到3，进行高压脉冲电场处理；其中高压脉冲电场的处理装置控制电 场强度为30kV/cm，处理腔处理时间为400μs，脉冲频率为20Hz，脉宽为2μs；

S4：采用全自动喷射器喷射液化，喷射温度105℃--108℃保温时间70--90分钟，碘试反 应合格后再用板框过滤机脱渣过滤；

S5：采用阳离子交换柱(用盐酸再生、氢型)、阴离子交换柱(用氢氧化钠再生、氢氧型)糖液里的金属离子：铁、钙、镁、镉、铅、汞等，通过是阳离子住时交换到阳树脂的活 性基团上，将阳树脂活性基团上的-H+交换到糖液里。糖液里的酸根离子(硫酸根、亚硫酸 根、cl-等)通过阴离子柱时交换到阴树脂的活性基团上，将阴树脂活性基团上的-OH-交换 到糖液里，糖液里的金属离子和酸根离子到交换到树脂上去。真正达到从糖液里除盐、除重金属离子的效果，当糖液电导率大于40us/cm²时，说明树脂饱和更换再生好的离子交换柱。

S6：浓缩：

离子交换后的糖液，用四效浓缩器浓缩到要求浓度，75％--80％，检验：麦芽糖含量、 熬糖温度、合格灌装。

S7：蛋白粉洗渣(米渣中重金属处理)

将前段(1)固相米渣与pH2.5--3.0的柠檬酸溶液按1：6的重量比混合，35℃--40℃搅 拌2--3小时，再用板框压滤机过滤，液相洗渣水重金属指标低于国家排效标准，只有COD(有机物)超标排进污水处理站进行处理。

S8：蛋白粉烘干：

在S7中板框过滤的固相蛋白粉，采用气流干燥或管束烘干机，水分7％--9％，镉含量低 于0.1mg/kg，做为饲料蛋白粉或可以加工生产成大米食用蛋白粉。

大米饲料蛋白粉五批质量化验指标如表5所示。

表5：大米饲料蛋白粉五批质量化验指标

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镉超标大米的加工处理方法，其特征在于，所述方法包括：

将大米进行浸泡、磨浆、液化脱渣后分别得到液体淀粉糖和固相米渣；所述将大米进行浸泡、磨浆、液化脱渣包括：调浆浓度15--18Be’，用纯碱调pH到5.4-5.8，再加入耐高温淀粉酶，加量为0.5--0.8L/吨干物，搅拌一段时间，采用全自动喷射器喷射液化，喷射温度105℃--108℃保温时间70--90分钟，碘试反应合格后再用板框过滤机脱渣过滤；

将液体淀粉糖糖化后采用离子交换法去除其中的镉离子，浓缩后得到糖浆以备后续处理使用；

将固相米渣按重量比1：5-7加入柠檬酸或醋酸溶液进行酸洗后过滤，烘干后得到蛋白粉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将大米进行浸泡之后，磨浆之前，还包括：

将大米进行磨粉，采用射频装置对磨粉后的大米进行射频加热处理；所述射频装置控制功率为2.0-3.0kW，极板间距为10-30mm，磨粉后的大米平铺在射频装置的输送装置上，厚度6-12mm，处理时间30-60s，处理温度为90-100℃。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将大米进行磨浆之后，液化之前，还包括：

加入酸调pH到2.5-5，进行高压脉冲电场处理；其中高压脉冲电场的处理装置控制电场强度为30kV/cm，处理腔处理时间为40-2000μs，脉冲频率为20Hz，脉宽为2μs。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述液体淀粉糖包括可溶性的葡萄糖、果葡糖浆、麦芽糖浆、海藻糖；所述将液体淀粉糖糖化后采用离子交换法去除其中的镉离子之前，还包括：

将液体淀粉糖糖液用板式换热器调至温度60℃--62℃，按加量0.15--0.20L/吨干物加β淀粉酶，糖化24小时检测麦芽糖含量50％以上时灭酶、脱色；

糖化好的麦芽糖浆，升温灭酶到75℃--80℃，在脱色罐按0.3kg/吨干物加活性炭，搅拌30分钟，过滤至清澈、透明、无肉眼可见杂质、透光率≥98％，进入离子交换前罐。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述柠檬酸或醋酸溶液的pH为2.5-3.0。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述采用离子交换法去除其中的镉离子，包括：

采用阳离子交换柱和阴离子交换柱进行处理，交换液体淀粉糖糖液里的金属离子；所述金属离子包括：铁、钙、镁、镉、铅、汞离子。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当液体淀粉糖糖液电导率大于40us/cm2时，更换再生好的离子交换柱。

8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述浓缩后得到糖浆包括：

将离子交换后的液体淀粉糖糖液，用四效浓缩器浓缩到要求浓度75％--80％，检验麦芽糖含量及熬糖温度，合格后灌装。

9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述将固相米渣按重量比1：5-7加入柠檬酸或醋酸溶液进行酸洗后过滤，包括：

将固相米渣与pH 2.5--3.0的柠檬酸或醋酸溶液按1：6的重量比混合，35℃--40℃搅拌2--3小时，再用板框压滤机过滤。

10.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述烘干后得到蛋白粉，包括：

采用气流干燥或管束烘干机，烘干至水分含量为7％--9％的蛋白粉。