本发明涉及粮食深加工
技术领域：
，尤其是涉及一种用发酵法降低大米中重金属含量的处理方法。
背景技术：
：中国是世界第一大水稻生产国，2008年水稻产量在1.89亿吨，稻谷是我国第一大粮食作物，然而，各地的土壤品质直接关系着食用大米的品质，然而稻米对于重金属污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种。因此，通过深加工手段对稻米进行处理，在除去重金属的同时得到优质产品，也增加了稻米利用的附加值。稻米中的重金属主要以螯合态与氨基酸结合在一起，据报道植物中重金属主要与金属硫蛋白形成配位体结合在一起，还有一部分是与含有O/N的配位体结合的。金属可溶解于酸溶液中，过量的强酸会破坏稻米中营养成分，而且，据报道酸对于重金属的去除作用与酸性有关，但更大程度取决于酸根的络合能力。CN201510730988.1的发明专利公开了一种脱镉大米蛋白及其制备方重金属含量低的大米制品的制备方法，该方法将米粉或米蛋白粉经过调浆、酶解、络合、洗涤分离和干燥处理，最终制得金属含量低的米粉或米蛋白粉。此发明方法借助了酶法、化学法将米粉或米蛋白粉中重金属络合游离出来，制备得到的米粉及米蛋白粉总砷、镉含量去除率大于90％，铅、总汞含量去除率高于50％。以上专利的申请，虽然去除了大部分砷、镉，但存在以下缺点：(1)铅、汞的去除率不高；(2)除镉过程需要水洗米粉，有物料损失；(3)除镉对象为大米制品，没有关于整米除镉的方法。技术实现要素：本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种对大米的重金属消减方法，并对经过金属消减后的大米进行固态发酵增香，固态发酵后制备得到的半干米粉可以直接使用，用于生产酸浆米线。本发明的技术方案为：一种酸浆米线专用半干粉的制备方法，包括如下步骤：(1)泡米调酸：将大米用水浸泡，料液质量比为1:1-1.2，用调酸溶液调节pH为4.0-5.0；(2)加乳酸菌：在步骤(1)得到的料液中加入乳酸菌，添加量为按大米质量计5×106-7×106cfu/g；(3)动态逆流发酵：将步骤(2)得到的含菌种的料液加入到已灭好菌的逆流装置中进行动态逆流发酵，其中定期更换的发酵液从逆流装置上方溢流口流出，回收进行污水处理；(4)洗涤分离：用纯水对步骤(3)中的大米进行逆流洗涤，洗涤液回收进行污水处理；该步骤逆流洗涤是指物料在逆流装置中静止，纯水从下往上移动，最后洗涤液从逆流装置上方溢流口流出；(5)沥水：将步骤(4)动态逆流装置中的大米放出，置于金属筛上沥水；(6)粉碎：将步骤(5)处理后的大米进行粉碎，粉碎至80-100目；(7)固态发酵：在经过步骤(6)处理的米粉中添加根霉菌和产酯产香酵母，总添加量为按米粉质量计1×106-4×106cfu/g，根霉菌和产酯产香酵母的比例为1:1，发酵温度为25-30℃，发酵时间4-6h，即得所述半干粉。特别得，步骤(1)使用的大米可以为普通大米，也可以为重金属超标的大米，其中铅含量为0.2-0.4ppm，汞含量为0.02-0.04ppm，镉含量为0.2-2ppm，砷含量为0.2-0.6ppm。优选的，步骤(1)中所述的调酸溶液为乳酸、冰乙酸、酒石酸、偏酒石酸、柠檬酸、苹果酸、富马酸中一种或多种与浓度为37wt％的盐酸组成的复合酸，其摩尔比为3-5:1。步骤(3)所述逆流装置为竖直放置的空心筒，包括顶部的进料口(1)、底部的出料口(2)，在靠近筒体底部的左侧设置有进水口(3)，右侧设置有循环进水口(4)，在靠近顶部的筒体上方设置有溢流口(5)和储液罐进口(6)，储液罐(7)和螺杆泵(8)位于逆流装置一侧，通过循环进水口(4)和储液罐进口(6)与逆流装置形成循环系统，储液罐(7)下方有出水口(9)，所有管路进出口均设有滤网。步骤(3)所述动态逆流发酵是指物料在逆流装置中静止，每1.5-2.5h菌种溶液从下往上溢流，更新一次菌种溶液，在此期间每15-25min菌种溶液在螺杆泵作用下自循环一次，保证菌种均匀分散于物料中；其工艺参数为：发酵温度为40-45℃，发酵时间6-12h，菌种溶液pH为4.0-5.0，菌种为乳酸菌，浓度以物料质量计为5×106-7×106cfu/g。步骤(7)中所述固态发酵后的半干粉直接使用，用于生产酸浆米线。本发明的有益效果在于：本发明采用发酵法将大米中的重金属游离出来，使用动态逆流装置提高发酵反应效率，排空水分后，将整米粉碎，加入根霉菌和产酯产香酵母对半干米粉进行固态发酵，最终再粉碎备用。本方法制得的米粉具有特殊香味，重金属含量低，其中镉含量低于0.2mg/kg，总汞含量低于0.02mg/kg，铅含量低于0.2mg/kg，无机砷含量低于0.2mg/kg，其中对重金属镉的去除率可达95％以上；同时本方法操作简单、成本低廉、方便使用，可用于生产酸浆米线。本发明制备的半干米粉蛋白、脂肪、灰分较大米中含量减少，淀粉经过一定纯化，利于提高酸浆米线品质。本发明提供了一种直接对米粒的、重金属消减范围更广的新工艺，并且在重金属消减之后增加了发酵增香工艺，最终产品适用于生产酸浆米线，为金属消减后的米粉提供了直接使用的指导，为重金属超标大米的利用找到了出路。此方法较传统静态发酵大大缩短了发酵时间，以最终重金属消减程度为指标，静态发酵的发酵时间是动态逆流发酵的两倍以上。说明书附图图1为本发明逆流发酵采用的逆流装置。具体实施方式下面结合附图1和实施例，对本发明进行具体描述。由图1所示，本发明逆流发酵采用的逆流装置为竖直放置的空心筒，包括顶部的进料口1、底部的出料口2，在靠近筒体底部的左侧设置有进水口3，右侧设置有循环进水口4，在靠近顶部的筒体上方设置有溢流口5和储液罐进口6，储液罐7和螺杆泵8位于逆流装置一侧，通过循环进水口4和储液罐进口6，与逆流装置形成循环系统，储液罐7下方有出水口9，所有管路进出口均设有滤网。在此动态逆流装置中，取一定量经过浸泡调酸的大米置于空心筒内，在空心筒与储液罐7中装入一定量的含菌种的发酵液，每15-25min打开储液罐进口6、循环进水口4和螺杆泵8，让空心筒内的发酵液自循环一次，然后关闭所有阀门；每1.5-2.5h打开进水口3、溢流口5和出水口9，将逆流装置中原有的发酵液排掉，然后关闭溢流口5和出水口9，打开储液罐进口6，让空心筒与储液罐7中重新充满一定量的发酵液，最后关闭所有阀门。根据发酵时间重复上述过程，完成大米的动态发酵、洗涤分离后，最后将大米从出料口2排出。实施例1取重金属超标的大米(铅含量为0.2ppm，汞含量为0.02ppm，镉含量为0.2ppm，砷含量为0.2ppm)进行以下步骤：(1)泡米调酸：将大米用水浸泡，料液比为1:1，用调酸溶液调节pH为4.0，调酸溶液为；乳酸、冰乙酸的混合物(乳酸与冰乙酸摩尔比为2:1)与盐酸组成的复合酸，其中混合物与盐酸的摩尔比为3:1；(2)加乳酸菌：在步骤(1)的料液中加入乳酸菌，添加量为5×106cfu/g(按大米质量计)；(3)动态逆流发酵：将步骤(2)中含菌种的料液加入到已灭好菌的逆流装置中，设定发酵温度45℃，发酵时间6h，每25min自动逆流一次；每2.5h用含菌种5×106cfu/g(按大米质量计)、pH为4.0的溶液逆流冲洗发酵装置一次，使逆流装置中重新充满新的发酵液，逆流装置顶端流出的反应液回收进行污水处理；(4)洗涤分离：用纯水对步骤(3)中的大米进行逆流洗涤3次，洗涤液回收进行污水处理；(5)沥水：将步骤(4)动态逆流装置中的大米放出，置于金属筛上沥水20min；(6)粉碎：将步骤(5)处理后的大米进行粉碎，粉碎至80目；(7)固态发酵：在经过步骤(6)处理的米粉中添加根霉菌和产酯产香酵母，添加量为1×106cfu/g(按米粉质量计)，添加比例为1:1，发酵温度为25℃，发酵时间6h。将半干粉干燥后检测重金属镉、汞、铅、砷含量，结果见表1。实施例2取重金属超标的大米(铅含量为0.3ppm，汞含量为0.03ppm，镉含量为0.8ppm，砷含量为0.4ppm)进行以下步骤：(1)泡米调酸：将大米用水浸泡，料液比为1:1.1，用调酸溶液调节pH为4.5，调酸溶液为；柠檬酸、苹果酸、富马酸三种酸的混合物(柠檬酸、苹果酸、富马酸摩尔比为1:2:1)与盐酸组成的复合酸，其中混合物与盐酸的摩尔比为4:1；(2)加乳酸菌：在步骤(1)的料液中加入乳酸菌，添加量为6×106cfu/g(按大米质量计)；(3)动态逆流发酵：将步骤(2)中含菌种的料液加入到已灭好菌的逆流装置中，设定发酵温度42℃，发酵时间9h，每20min自动逆流一次；每2h用含菌种6×106cfu/g(按大米质量计)、pH为4.5的溶液逆流冲洗发酵装置一次，使逆流装置中重新充满新的发酵液，逆流装置顶端流出的反应液回收进行污水处理；(4)洗涤分离：用纯水对步骤(3)中的大米进行逆流洗涤3次，洗涤液回收进行污水处理；(5)沥水：将步骤(4)动态逆流装置中的大米放出，置于金属筛上沥水25min；(6)粉碎：将步骤(5)处理后的大米进行粉碎，粉碎至90目；(7)固态发酵：在经过步骤(6)处理的米粉中添加根霉菌和产酯产香酵母，添加量为2×106cfu/g(按米粉质量计)，添加比例为1:1，发酵温度为28℃，发酵时间5h。将半干粉干燥后检测重金属镉、汞、铅、砷含量，结果见表1。实施例3取重金属超标的大米(铅含量为0.4ppm，汞含量为0.04ppm，镉含量为2ppm，砷含量为0.6ppm)进行以下步骤：(1)泡米调酸：将大米用水浸泡，料液比为1:1.2，用调酸溶液调节pH为5.0，调酸溶液为；酒石酸、偏酒石酸、柠檬酸的混合物(酒石酸、偏酒石酸、柠檬酸摩尔比为3:2:1)与盐酸组成的复合酸，其中混合物与盐酸的摩尔比为5:1；(2)加乳酸菌：在步骤(1)的料液中加入乳酸菌，添加量为7×106cfu/g(按大米质量计)；(3)动态逆流发酵：将步骤(2)中含菌种的料液加入到已灭好菌的逆流装置中，设定发酵温度40℃，发酵时间12h，每15min自动逆流一次；每1.5h用含菌种7×106cfu/g(按大米质量计)、pH为5.0的溶液逆流冲洗发酵装置一次，使逆流装置中重新充满新的发酵液，逆流装置顶端流出的反应液回收进行污水处理；(4)洗涤分离：用纯水对步骤(3)中的大米进行逆流洗涤3次，洗涤液回收进行污水处理；(5)沥水：将步骤(4)动态逆流装置中的大米放出，置于金属筛上沥水30min；(6)粉碎：将步骤(5)处理后的大米进行粉碎，粉碎至100目；(7)固态发酵：在经过步骤(6)处理的米粉中添加根霉菌和产酯产香酵母，添加量为4×106cfu/g(按米粉质量计)，添加比例为1:1，发酵温度为30℃，发酵时间4h。将半干粉干燥后检测重金属镉、汞、铅、砷含量，结果见表1。表1重金属砷含量/ppm铅含量/ppm汞含量/ppm镉含量/ppm实施例10.0220.090.0070.013实施例20.110.170.0110.098实施例30.110.150.0150.12对比例：将实施例1所用的金属超标的大米(铅含量为0.2ppm，汞含量为0.02ppm，镉含量为0.2ppm，砷含量为0.2ppm)进行普通方法的发酵，步骤如下：(1)泡米调酸：将大米用水浸泡，料液比为1:1，用调酸溶液调节pH为4.0，调酸溶液为；乳酸、冰乙酸的混合物(乳酸与冰乙酸摩尔比为2:1)与盐酸组成的复合酸，其中混合物与盐酸的摩尔比为3:1；(2)加乳酸菌：在步骤(1)的料液中加入乳酸菌，添加量为5×106cfu/g(按大米质量计)；(3)静态发酵：将步骤(2)中含菌种的料液加入到圆柱筒内，设定发酵温度45℃，总发酵时间6h；(4)洗涤分离：用纯水对步骤(3)中的大米洗涤3次，洗涤液回收进行污水处理；(5)沥水：将步骤(4)中的大米置于金属筛上沥水20min；(6)粉碎：将步骤(5)处理后的大米进行粉碎，粉碎至80目；(7)固态发酵：在经过步骤(6)处理的米粉中添加根霉菌和产酯产香酵母，添加量为1×106cfu/g(按米粉质量计)，添加比例为1:1，发酵温度为25℃，发酵时间6h。将半干粉干燥后检测重金属镉、汞、铅、砷含量，并与动态逆流发酵的产品进行对比，结果见表2。表2实施例1对比例砷含量/ppm0.0220.13铅含量/ppm0.090.15汞含量/ppm0.0070.014镉含量/ppm0.0130.17当前第1页1 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