一种脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法
【专利摘要】一种脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法，包括以下步骤：（1）浸泡；（2）磨浆；（3）分离；（4）脱镉；（5）灭菌；（6）烘干。本发明能去除百分之九十以上的镉，操作简便，成本低廉，能有效解决大米中镉含量超标而不宜食用的问题。其产品效益大米淀粉和大米蛋白粉远高于作为饲料原料或者燃料乙醇的价值，为食品加工领域、化妆品领域、饲料领域及化工领域提供原料,适宜大规模的推广和应用。
【专利说明】一种脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大米静加工【技术领域】，尤其是涉及一种脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，食品安全问题得到了越来越多的关注，其中镉超标大米事件就引起了全社会广泛的关注，近两年来，湖南、湖北、四川等地镉大米事件被曝光后，一时间，人们对餐盘中的主食心存芥蒂。大米是中国尤其是中国南方地区人民的主要食粮，也是南方地区农民的主要种植品种，然而，由于自然及人为因素，许多地区的水稻都受到了镉的不同程度威胁。中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心2010年发布的《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》称，我国1/5的耕地受到了重金属污染，其中镉污染的耕地涉及11个省25个地区，而这些地区仍以种植水稻为主。
[0003]WHO对镉的安全标准就是基于对肾脏的毒性建立的，上限是每周每公斤体重7微克。这相当于一个60公斤的人，每天不超过60微克。人长期食用含镉的食物会引起痛痛病(即骨癌病)。病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，就连咳嗽都能引起骨折。患者不能进食，疼痛无比。欧美国家对食品中的重金属(铅砷镉等)充分关注，国际食品法典委员会(CAC)规定谷物中镉的最高限量为0.2mg/kg。
[0004]关于镉水稻问题的解决方法，众多学者提出了解决方案，如采用植物吸附法在有毒地区种植进行土壤治理，从而实现吸附镉元素的目的，然而，该方法投资大，周期长，见效慢，如果矿山污染等源头没有被遏制，同样无法达到彻底清除镉元素的目的，而且土地种植吸附植物时无法种植水稻，农民的收入来源受到威胁，农民参与积极性不强。另一些学者认为镉超标大米可以作为饲料使用，这同样不可取，镉元素会富集到动物体内，最终仍然会富集到人类身上。还有一些学者认为，可以用来生产工业酒精，当然，不会对食品带来潜在隐患，但是其产值价值低。还有一些不法商贩为了追求利益，甚至将镉超标大米混合到普通大米中进行销售来规避检测，给我国食品安全带来严重的隐患。因此，解决镉大米问题，既要保证农民的利益，又要保证食品安全。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种成本低，操作较简单的脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法。
[0006]本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法，包括以下步骤:
(I)浸泡:往镉超标大米中加入相当于大米干重4到8倍的质量浓度为0.3-0.6wt%的氢氧化钠溶液，升温至40-55°C下浸泡12-24小时(使大米充分软化),再排出碱液,用清水冲洗大米，并再次加入相当于大米干重4到8倍的质量浓度为0.3%-0.6%的氢氧化钠溶液，升温至40-55 °C下浸泡24-36小时；再排出氢氧化钠溶液；
(2)磨浆:往经步骤(1)处理的大米中加入相当于大米干重4到8倍的质量浓度为
0.3%-0.6%的氢氧化钠溶液，通过锤片粉碎机或者珠磨机粉碎湿磨成浆，得米浆，控制所得米浆中的固形物颗粒度< 100μπ?;
(3)分离:将步骤(2)所得米衆送入离心机,在1000rpm-2000rpm下离心5_10分钟,分离大米淀粉和大米蛋白，所得沉淀部分为大米淀粉，所得溶液部分中含大米蛋白；在所得溶液中加入酸，调节Ph值为6.0-6.5,沉淀大米蛋白；30min-60min后在1000_2000rpm离心收集沉淀蛋白粉；
所述溶液中加入的酸优选醋酸、乳酸、草酸、柠檬酸、酒石酸中的至少一种；
(4)脱镉:在步骤(3)所得大米淀粉中加入相当于大米原料体积10-15倍的清水漂洗至少两次，然后加入Ph < 4.2的酸，所述大米原料与酸的体积比为1:3-5，20-35°C，在200rpm 一 1000rpm搅拌3_6小时,再用相当于大米淀粉体积3_5倍的清水至少漂洗2遍；
在步骤(3)所得大米蛋白粉中加入相当于大米原料体积10-15倍的清水漂洗两次，加入Ph < 4.2 (优选Ph为2.8 — 3.0)的酸，所述大米原料与酸的体积比为1:3-5，20-35°C，在200rpm — 1000rpm搅拌3_6小时，再用Ph为6-6.2的清水(若清水Ph大于6.2，加入酸液调节Ph)漂洗至少2遍；
所述酸优选醋酸、乳酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、柠檬酸液中的至少一种；
(5)灭菌:将经步骤(4)处理的大米淀粉和大米蛋白粉加入灭菌锅，保持温度为80-85°C，时间为2-3小时；
(6)烘干:将灭菌后的大米淀粉和大米蛋白粉在低温冷冻干燥器中干燥或在60-80°C烘箱中烘干，分别得大米淀粉和大米蛋白粉。
[0007]研究表明，镉在大米中主要以离子形式存在，利用镉元素在酸性环境下易溶解的特性，通过调节PH值使镉离子从大米淀粉浆和蛋白浆中被溶解和洗脱，从而得到镉离子浓度低于0.lmg/kg的大米淀粉和大米蛋白粉。
[0008]本发明所得脱镉大米淀粉和大米蛋白粉是镉超标大米经过碱法提取后通过酸溶液脱镉处理，加工而成的镉含量低于0.lmg/kg大米淀粉和大米蛋白粉。
[0009]本发明能去除百分之九十以上的镉，操作简便，成本低廉，能有效的解决大米中镉含量超标而不宜食用的问题。其产品效益大米淀粉和大米蛋白粉远高于作为饲料原料或者燃料乙醇的价值，为食品加工领域、化妆品领域、饲料领域及化工领域提供原料，适宜大规模的推广和应用。
【具体实施方式】
[0010]以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0011]实施例1
本实施例原料:镉超标大米(X X省X X县采样)，检测结果为0.42mg/kg。
[0012]本实施例包括以下步骤:
(I)浸泡:称量100g镉超标大米，加入0.5升质量浓度为0.5wt%的氢氧化钠溶液，在温度为45°C下浸泡12小时，倒去碱液，用清水冲洗大米一次，再次加入0.5升质量浓度为0.5wt%的氢氧化钠溶液，在温度为45°C下浸泡36小时；再排出碱液；
(2)磨浆:往经步骤(I)处理的大米中加入0.5升质量浓度为0.5wt%的氢氧化钠溶液，通过锤片粉碎机粉碎湿磨成衆；使磨衆后米衆颗粒< 100 μ m,得米楽；；
(3)分离:将步骤(2)所得米衆送入离心机,在1200rpm下离心5min,分离大米淀粉和大米蛋白溶液，所得沉淀部分为大米淀粉，所得溶液部分中含大米蛋白；在所得溶液中滴加醋酸，调节pH为6.2,沉淀大米蛋白，30min后IOOOrpm离心收集沉淀蛋白粉；
(4)脱镉:在步骤(3)所得大米淀粉中加入IL清水漂洗两遍，然后加入350mlpH为3.0的醋酸溶液，25°C在搅拌器上200rpm搅拌4小时，再用相当于大米淀粉体积3倍的清水漂洗2遍；
在步骤(3)所得大米蛋白粉加入IL清水漂洗两遍，加入400ml pH为3.0的醋酸溶液，25°C在搅拌器上200rpm搅拌4小时，再用pH为6的清水(若清水pH大于6，加入醋酸调节pH)漂洗2遍；
(5)灭菌:将经步骤(4)处理的大米淀粉和大米蛋白粉加入灭菌锅，保持温度为85°C，时间为3小时；
(6)烘干:将灭菌后的大米淀粉和大米蛋白粉在80°C烘箱中烘干，分别得大米淀粉和大米蛋白粉。
[0013]本实施例干燥后的大米淀粉经原子吸收法检测镉含量为0.03mg/kg，蛋白粉经原子吸收法检测镉含量为0.04mg/kg。
[0014]实施例2
本实施例原料:镉超标大米(X X省X X县采样)，检测结果为0.40mg/kg。
[0015]本实施例包括以下步骤:
(1)浸泡:称量IOOg镉超标大米，加入0.8升质量浓度为0.3wt%的氢氧化钠溶液，在温度为55°C下浸泡24小时，倒去碱液，用清水冲洗大米一次，再次加入0.8升质量浓度为
0.3wt%的氢氧化钠溶液，在温度为55°C下浸泡24小时；再排出碱液；
(2)磨浆:往经步骤(I)处理的大米中加入0.8升质量浓度为0.3wt%的氢氧化钠溶液，通过珠磨机粉碎湿磨成衆；使磨衆后米衆颗粒< 100 μ m,得米楽；；
(3)分离:将步骤(2)所得米衆送入离心机,在2000rpm下离心9min,分离大米淀粉和大米蛋白溶液，所得沉淀部分为大米淀粉，所得溶液部分中含大米蛋白；在所得溶液中滴加朽1檬酸，调节pH为6.5,沉淀大米蛋白，60min后2000rpm离心收集沉淀蛋白粉；
(4)脱镉:在步骤(3)所得大米淀粉中加入IL清水漂洗两遍，然后加入350mlpH为4.0的柠檬酸溶液，35°C在搅拌器上IOOOrpm搅拌4小时，再用相当于大米淀粉体积3倍的清水漂洗2遍；
在步骤(3)所得大米蛋白粉加入IL清水漂洗两遍，加入400ml Ph为3.0的醋酸溶液，35°C在搅拌器上IOOOrpm搅拌6小时，再用pH为6.2的清水(若清水pH大于6，加入醋酸调节pH)漂洗2遍；
(5)灭菌:将经步骤(4)处理的大米淀粉和大米蛋白粉加入灭菌锅，保持温度为85°C，时间为3小时；
(6)烘干:将灭菌后的大米淀粉和大米蛋白粉在80°C烘箱中烘干，分别得大米淀粉和大米蛋白粉。[0016]本实施例干燥后的大米淀粉经原子吸收法检测镉含量为0.04mg/kg，蛋白粉经原子吸收法检测镉含量为0.05mg/kg。
【权利要求】
1.一种脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)浸泡:往镉超标大米中加入相当于大米干重4到8倍的质量浓度为0.3-0.6wt%的氢氧化钠溶液，升温至40-55°C浸泡12-24小时，再排出碱液，用清水冲洗大米，并再次加入相当于大米干重4到8倍的质量浓度为0.3%-0.6%的氢氧化钠溶液，升温至40-55°C浸泡24-36小时；排出碱液； (2)磨浆:往经步骤(1)处理的大米中加入相当于大米干重4到8倍的质量浓度为0.3%-0.6%的氢氧化钠溶液，通过锤片粉碎机或者珠磨机粉碎湿磨成浆，得米浆，控制所得米浆中的固形物颗粒度< 100μπ?; (3)分离:将步骤(2)所得米衆送入离心机,在1000rpm-2000rpm下离心5_10分钟,分离大米淀粉和大米蛋白，所得沉淀部分为大米淀粉，所得溶液部分中含大米蛋白；在所得溶液中加入酸，调节PH值为6.0-6.5，沉淀大米蛋白；静置30-60min后，1000-2000rpm离心收集沉淀蛋白粉； (4)脱镉:在步骤(3)所得大米淀粉中加入清水漂洗至少两遍，然后加入pH< 4.2的酸，所述大米原料与所述酸的体积比为1:3-5，20-351:，在200印111 一 1000rpm搅拌3_6小时，再用清水漂洗至少2遍； 在步骤(3)所得大米蛋白粉中加入清水漂洗至少2遍，再在步骤(3)所得大米蛋白粉中加入pH < 4.2的酸，所述大米原料与酸的体积比为1:3-5，20-351:，在200印111 一 1000rpm搅拌3-6小时，再用pH为6-6.2的清水漂洗至少2遍； (5)灭菌:将经步骤(4) 处理的大米淀粉和大米蛋白粉加入灭菌锅，保持温度为80-85°C，时间为2-3小时； (6)烘干:将灭菌后的大米淀粉和大米蛋白粉在低温冷冻干燥器中干燥或在60-80°C烘箱中烘干，分别得大米淀粉和大米蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述溶液中加入的酸为醋酸、乳酸、草酸、柠檬酸、酒石酸中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述酸为醋酸、乳酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、柠檬酸液中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的脱镉大米淀粉和脱镉大米蛋白粉的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所得大米蛋白粉中加入pH6.0-6.5清水漂洗两遍后，再加入pH为2.8-3.0的酸。
【文档编号】A23L1/10GK104000085SQ201410208138
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】刘博 , 林亲录, 杨涛, 罗非君, 孙术国, 肖华西, 汪龙 申请人:中南林业科技大学