本發(fā)明涉及糧食深加工
技術領域：
，尤其是涉及一種用發(fā)酵法降低大米中重金屬含量的處理方法。
背景技術：
：中國是世界第一大水稻生產(chǎn)國，2008年水稻產(chǎn)量在1.89億噸，稻谷是我國第一大糧食作物，然而，各地的土壤品質(zhì)直接關系著食用大米的品質(zhì)，然而稻米對于重金屬污染的吸附作用明顯強于玉米、大豆等其他的作物品種。因此，通過深加工手段對稻米進行處理，在除去重金屬的同時得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，也增加了稻米利用的附加值。稻米中的重金屬主要以螯合態(tài)與氨基酸結(jié)合在一起，據(jù)報道植物中重金屬主要與金屬硫蛋白形成配位體結(jié)合在一起，還有一部分是與含有O/N的配位體結(jié)合的。金屬可溶解于酸溶液中，過量的強酸會破壞稻米中營養(yǎng)成分，而且，據(jù)報道酸對于重金屬的去除作用與酸性有關，但更大程度取決于酸根的絡合能力。CN201510730988.1的發(fā)明專利公開了一種脫鎘大米蛋白及其制備方重金屬含量低的大米制品的制備方法，該方法將米粉或米蛋白粉經(jīng)過調(diào)漿、酶解、絡合、洗滌分離和干燥處理，最終制得金屬含量低的米粉或米蛋白粉。此發(fā)明方法借助了酶法、化學法將米粉或米蛋白粉中重金屬絡合游離出來，制備得到的米粉及米蛋白粉總砷、鎘含量去除率大于90％，鉛、總汞含量去除率高于50％。以上專利的申請，雖然去除了大部分砷、鎘，但存在以下缺點：(1)鉛、汞的去除率不高；(2)除鎘過程需要水洗米粉，有物料損失；(3)除鎘對象為大米制品，沒有關于整米除鎘的方法。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種對大米的重金屬消減方法，并對經(jīng)過金屬消減后的大米進行固態(tài)發(fā)酵增香，固態(tài)發(fā)酵后制備得到的半干米粉可以直接使用，用于生產(chǎn)酸漿米線。本發(fā)明的技術方案為：一種酸漿米線專用半干粉的制備方法，包括如下步驟：(1)泡米調(diào)酸：將大米用水浸泡，料液質(zhì)量比為1:1-1.2，用調(diào)酸溶液調(diào)節(jié)pH為4.0-5.0；(2)加乳酸菌：在步驟(1)得到的料液中加入乳酸菌，添加量為按大米質(zhì)量計5×106-7×106cfu/g；(3)動態(tài)逆流發(fā)酵：將步驟(2)得到的含菌種的料液加入到已滅好菌的逆流裝置中進行動態(tài)逆流發(fā)酵，其中定期更換的發(fā)酵液從逆流裝置上方溢流口流出，回收進行污水處理；(4)洗滌分離：用純水對步驟(3)中的大米進行逆流洗滌，洗滌液回收進行污水處理；該步驟逆流洗滌是指物料在逆流裝置中靜止，純水從下往上移動，最后洗滌液從逆流裝置上方溢流口流出；(5)瀝水：將步驟(4)動態(tài)逆流裝置中的大米放出，置于金屬篩上瀝水；(6)粉碎：將步驟(5)處理后的大米進行粉碎，粉碎至80-100目；(7)固態(tài)發(fā)酵：在經(jīng)過步驟(6)處理的米粉中添加根霉菌和產(chǎn)酯產(chǎn)香酵母，總添加量為按米粉質(zhì)量計1×106-4×106cfu/g，根霉菌和產(chǎn)酯產(chǎn)香酵母的比例為1:1，發(fā)酵溫度為25-30℃，發(fā)酵時間4-6h，即得所述半干粉。特別得，步驟(1)使用的大米可以為普通大米，也可以為重金屬超標的大米，其中鉛含量為0.2-0.4ppm，汞含量為0.02-0.04ppm，鎘含量為0.2-2ppm，砷含量為0.2-0.6ppm。優(yōu)選的，步驟(1)中所述的調(diào)酸溶液為乳酸、冰乙酸、酒石酸、偏酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、富馬酸中一種或多種與濃度為37wt％的鹽酸組成的復合酸，其摩爾比為3-5:1。步驟(3)所述逆流裝置為豎直放置的空心筒，包括頂部的進料口(1)、底部的出料口(2)，在靠近筒體底部的左側(cè)設置有進水口(3)，右側(cè)設置有循環(huán)進水口(4)，在靠近頂部的筒體上方設置有溢流口(5)和儲液罐進口(6)，儲液罐(7)和螺桿泵(8)位于逆流裝置一側(cè)，通過循環(huán)進水口(4)和儲液罐進口(6)與逆流裝置形成循環(huán)系統(tǒng)，儲液罐(7)下方有出水口(9)，所有管路進出口均設有濾網(wǎng)。步驟(3)所述動態(tài)逆流發(fā)酵是指物料在逆流裝置中靜止，每1.5-2.5h菌種溶液從下往上溢流，更新一次菌種溶液，在此期間每15-25min菌種溶液在螺桿泵作用下自循環(huán)一次，保證菌種均勻分散于物料中；其工藝參數(shù)為：發(fā)酵溫度為40-45℃，發(fā)酵時間6-12h，菌種溶液pH為4.0-5.0，菌種為乳酸菌，濃度以物料質(zhì)量計為5×106-7×106cfu/g。步驟(7)中所述固態(tài)發(fā)酵后的半干粉直接使用，用于生產(chǎn)酸漿米線。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用發(fā)酵法將大米中的重金屬游離出來，使用動態(tài)逆流裝置提高發(fā)酵反應效率，排空水分后，將整米粉碎，加入根霉菌和產(chǎn)酯產(chǎn)香酵母對半干米粉進行固態(tài)發(fā)酵，最終再粉碎備用。本方法制得的米粉具有特殊香味，重金屬含量低，其中鎘含量低于0.2mg/kg，總汞含量低于0.02mg/kg，鉛含量低于0.2mg/kg，無機砷含量低于0.2mg/kg，其中對重金屬鎘的去除率可達95％以上；同時本方法操作簡單、成本低廉、方便使用，可用于生產(chǎn)酸漿米線。本發(fā)明制備的半干米粉蛋白、脂肪、灰分較大米中含量減少，淀粉經(jīng)過一定純化，利于提高酸漿米線品質(zhì)。本發(fā)明提供了一種直接對米粒的、重金屬消減范圍更廣的新工藝，并且在重金屬消減之后增加了發(fā)酵增香工藝，最終產(chǎn)品適用于生產(chǎn)酸漿米線，為金屬消減后的米粉提供了直接使用的指導，為重金屬超標大米的利用找到了出路。此方法較傳統(tǒng)靜態(tài)發(fā)酵大大縮短了發(fā)酵時間，以最終重金屬消減程度為指標，靜態(tài)發(fā)酵的發(fā)酵時間是動態(tài)逆流發(fā)酵的兩倍以上。說明書附圖圖1為本發(fā)明逆流發(fā)酵采用的逆流裝置。具體實施方式下面結(jié)合附圖1和實施例，對本發(fā)明進行具體描述。由圖1所示，本發(fā)明逆流發(fā)酵采用的逆流裝置為豎直放置的空心筒，包括頂部的進料口1、底部的出料口2，在靠近筒體底部的左側(cè)設置有進水口3，右側(cè)設置有循環(huán)進水口4，在靠近頂部的筒體上方設置有溢流口5和儲液罐進口6，儲液罐7和螺桿泵8位于逆流裝置一側(cè)，通過循環(huán)進水口4和儲液罐進口6，與逆流裝置形成循環(huán)系統(tǒng)，儲液罐7下方有出水口9，所有管路進出口均設有濾網(wǎng)。在此動態(tài)逆流裝置中，取一定量經(jīng)過浸泡調(diào)酸的大米置于空心筒內(nèi)，在空心筒與儲液罐7中裝入一定量的含菌種的發(fā)酵液，每15-25min打開儲液罐進口6、循環(huán)進水口4和螺桿泵8，讓空心筒內(nèi)的發(fā)酵液自循環(huán)一次，然后關閉所有閥門；每1.5-2.5h打開進水口3、溢流口5和出水口9，將逆流裝置中原有的發(fā)酵液排掉，然后關閉溢流口5和出水口9，打開儲液罐進口6，讓空心筒與儲液罐7中重新充滿一定量的發(fā)酵液，最后關閉所有閥門。根據(jù)發(fā)酵時間重復上述過程，完成大米的動態(tài)發(fā)酵、洗滌分離后，最后將大米從出料口2排出。實施例1取重金屬超標的大米(鉛含量為0.2ppm，汞含量為0.02ppm，鎘含量為0.2ppm，砷含量為0.2ppm)進行以下步驟：(1)泡米調(diào)酸：將大米用水浸泡，料液比為1:1，用調(diào)酸溶液調(diào)節(jié)pH為4.0，調(diào)酸溶液為；乳酸、冰乙酸的混合物(乳酸與冰乙酸摩爾比為2:1)與鹽酸組成的復合酸，其中混合物與鹽酸的摩爾比為3:1；(2)加乳酸菌：在步驟(1)的料液中加入乳酸菌，添加量為5×106cfu/g(按大米質(zhì)量計)；(3)動態(tài)逆流發(fā)酵：將步驟(2)中含菌種的料液加入到已滅好菌的逆流裝置中，設定發(fā)酵溫度45℃，發(fā)酵時間6h，每25min自動逆流一次；每2.5h用含菌種5×106cfu/g(按大米質(zhì)量計)、pH為4.0的溶液逆流沖洗發(fā)酵裝置一次，使逆流裝置中重新充滿新的發(fā)酵液，逆流裝置頂端流出的反應液回收進行污水處理；(4)洗滌分離：用純水對步驟(3)中的大米進行逆流洗滌3次，洗滌液回收進行污水處理；(5)瀝水：將步驟(4)動態(tài)逆流裝置中的大米放出，置于金屬篩上瀝水20min；(6)粉碎：將步驟(5)處理后的大米進行粉碎，粉碎至80目；(7)固態(tài)發(fā)酵：在經(jīng)過步驟(6)處理的米粉中添加根霉菌和產(chǎn)酯產(chǎn)香酵母，添加量為1×106cfu/g(按米粉質(zhì)量計)，添加比例為1:1，發(fā)酵溫度為25℃，發(fā)酵時間6h。將半干粉干燥后檢測重金屬鎘、汞、鉛、砷含量，結(jié)果見表1。實施例2取重金屬超標的大米(鉛含量為0.3ppm，汞含量為0.03ppm，鎘含量為0.8ppm，砷含量為0.4ppm)進行以下步驟：(1)泡米調(diào)酸：將大米用水浸泡，料液比為1:1.1，用調(diào)酸溶液調(diào)節(jié)pH為4.5，調(diào)酸溶液為；檸檬酸、蘋果酸、富馬酸三種酸的混合物(檸檬酸、蘋果酸、富馬酸摩爾比為1:2:1)與鹽酸組成的復合酸，其中混合物與鹽酸的摩爾比為4:1；(2)加乳酸菌：在步驟(1)的料液中加入乳酸菌，添加量為6×106cfu/g(按大米質(zhì)量計)；(3)動態(tài)逆流發(fā)酵：將步驟(2)中含菌種的料液加入到已滅好菌的逆流裝置中，設定發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時間9h，每20min自動逆流一次；每2h用含菌種6×106cfu/g(按大米質(zhì)量計)、pH為4.5的溶液逆流沖洗發(fā)酵裝置一次，使逆流裝置中重新充滿新的發(fā)酵液，逆流裝置頂端流出的反應液回收進行污水處理；(4)洗滌分離：用純水對步驟(3)中的大米進行逆流洗滌3次，洗滌液回收進行污水處理；(5)瀝水：將步驟(4)動態(tài)逆流裝置中的大米放出，置于金屬篩上瀝水25min；(6)粉碎：將步驟(5)處理后的大米進行粉碎，粉碎至90目；(7)固態(tài)發(fā)酵：在經(jīng)過步驟(6)處理的米粉中添加根霉菌和產(chǎn)酯產(chǎn)香酵母，添加量為2×106cfu/g(按米粉質(zhì)量計)，添加比例為1:1，發(fā)酵溫度為28℃，發(fā)酵時間5h。將半干粉干燥后檢測重金屬鎘、汞、鉛、砷含量，結(jié)果見表1。實施例3取重金屬超標的大米(鉛含量為0.4ppm，汞含量為0.04ppm，鎘含量為2ppm，砷含量為0.6ppm)進行以下步驟：(1)泡米調(diào)酸：將大米用水浸泡，料液比為1:1.2，用調(diào)酸溶液調(diào)節(jié)pH為5.0，調(diào)酸溶液為；酒石酸、偏酒石酸、檸檬酸的混合物(酒石酸、偏酒石酸、檸檬酸摩爾比為3:2:1)與鹽酸組成的復合酸，其中混合物與鹽酸的摩爾比為5:1；(2)加乳酸菌：在步驟(1)的料液中加入乳酸菌，添加量為7×106cfu/g(按大米質(zhì)量計)；(3)動態(tài)逆流發(fā)酵：將步驟(2)中含菌種的料液加入到已滅好菌的逆流裝置中，設定發(fā)酵溫度40℃，發(fā)酵時間12h，每15min自動逆流一次；每1.5h用含菌種7×106cfu/g(按大米質(zhì)量計)、pH為5.0的溶液逆流沖洗發(fā)酵裝置一次，使逆流裝置中重新充滿新的發(fā)酵液，逆流裝置頂端流出的反應液回收進行污水處理；(4)洗滌分離：用純水對步驟(3)中的大米進行逆流洗滌3次，洗滌液回收進行污水處理；(5)瀝水：將步驟(4)動態(tài)逆流裝置中的大米放出，置于金屬篩上瀝水30min；(6)粉碎：將步驟(5)處理后的大米進行粉碎，粉碎至100目；(7)固態(tài)發(fā)酵：在經(jīng)過步驟(6)處理的米粉中添加根霉菌和產(chǎn)酯產(chǎn)香酵母，添加量為4×106cfu/g(按米粉質(zhì)量計)，添加比例為1:1，發(fā)酵溫度為30℃，發(fā)酵時間4h。將半干粉干燥后檢測重金屬鎘、汞、鉛、砷含量，結(jié)果見表1。表1重金屬砷含量/ppm鉛含量/ppm汞含量/ppm鎘含量/ppm實施例10.0220.090.0070.013實施例20.110.170.0110.098實施例30.110.150.0150.12對比例：將實施例1所用的金屬超標的大米(鉛含量為0.2ppm，汞含量為0.02ppm，鎘含量為0.2ppm，砷含量為0.2ppm)進行普通方法的發(fā)酵，步驟如下：(1)泡米調(diào)酸：將大米用水浸泡，料液比為1:1，用調(diào)酸溶液調(diào)節(jié)pH為4.0，調(diào)酸溶液為；乳酸、冰乙酸的混合物(乳酸與冰乙酸摩爾比為2:1)與鹽酸組成的復合酸，其中混合物與鹽酸的摩爾比為3:1；(2)加乳酸菌：在步驟(1)的料液中加入乳酸菌，添加量為5×106cfu/g(按大米質(zhì)量計)；(3)靜態(tài)發(fā)酵：將步驟(2)中含菌種的料液加入到圓柱筒內(nèi)，設定發(fā)酵溫度45℃，總發(fā)酵時間6h；(4)洗滌分離：用純水對步驟(3)中的大米洗滌3次，洗滌液回收進行污水處理；(5)瀝水：將步驟(4)中的大米置于金屬篩上瀝水20min；(6)粉碎：將步驟(5)處理后的大米進行粉碎，粉碎至80目；(7)固態(tài)發(fā)酵：在經(jīng)過步驟(6)處理的米粉中添加根霉菌和產(chǎn)酯產(chǎn)香酵母，添加量為1×106cfu/g(按米粉質(zhì)量計)，添加比例為1:1，發(fā)酵溫度為25℃，發(fā)酵時間6h。將半干粉干燥后檢測重金屬鎘、汞、鉛、砷含量，并與動態(tài)逆流發(fā)酵的產(chǎn)品進行對比，結(jié)果見表2。表2實施例1對比例砷含量/ppm0.0220.13鉛含量/ppm0.090.15汞含量/ppm0.0070.014鎘含量/ppm0.0130.17當前第1頁1 2 3