[發明專利]一種利用復配乳酸菌發酵脫除大米中重金屬鎘的方法

有效

• 申請號: 201510013525.3
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104585563B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 吳衛國;傅亞平;廖盧艷;王巨濤
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: A23L5/20
• 分類號: A23L5/20;A23L7/10
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 何為,袁穎華

技術領域

本發明屬于稻米深加工技術領域，具體涉及一種利用復配乳酸菌發酵脫除大米中重金屬鎘的方法。

背景技術

水稻是全世界大多數人的主食之一，而我國居民一日三餐更是離不開大米，因此稻谷的產量和質量問題受到國人的高度重視。

然而，近年來全國水稻重金屬污染問題嚴重。農業部曾對稻米進行安全性抽檢，結果顯示，其中重金屬超標最嚴重的是鉛，其次是鎘。并且無論是農業部抽檢還是學者們的調查研究都表明中國市場上約有10%的大米存在鎘超標。繼2013年媒體曝光了湖南大米“鎘超標”事件以后，湖南省水稻質量安全問題就備受各界關注。湖南省是水稻種植大省，也是水稻高產區，但據調查也是受重金屬污染的“重災區”。

重金屬超標的大米不僅會使我國對外貿易和經濟遭受巨大的損失，還會對人體健康產生嚴重威脅。近年來有關于防治重金屬污染方面的報道和研究成果頗多，但都是利用一些新型技術修復被重金屬污染的土壤和水體，對于直接消減大米或米制品中重金屬的技術報道尤為鮮見，并且品種選育、土壤修復、肥料控制等重金屬消減技術成效緩慢。有一些的國內外報道稱，稻米中的重金屬主要分布在蛋白質含量較高的部位，并且主要以蛋白質(特別是金屬硫蛋白)結合態的形式存在，也有部分與纖維素、半纖維素結合。劉晶（2013年）在浸泡大米的過程中發現了重金屬含量的變化規律；一些學者也通過實驗證明淘洗、浸泡、加熱處理都能在一定程度上降低大米中的重金屬含量，但重金屬的脫除率都較低。王峰（2003年）對浸泡發酵后的大米粉組分進行了研究，發現大米粉中蛋白質和灰分含量顯著降低，這從側面說明了發酵對于重金屬的脫除是有效果的，但并沒有對此開展進一步的研究。周顯青（2010年）等以不同微生物對米粉進行純種發酵，結果顯示：植物乳桿菌對米粉的改性效果最好，主要是由于它有較高的產酸產酶能力，在發酵過程中能明顯降低蛋白質和灰分含量。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種工藝簡單、成本低的利用復配乳酸菌發酵脫除大米中重金屬鎘的方法，本方法可有效降低大米中重金屬鎘的含量，對有效解決鎘超標大米的利用問題具有重要意義。

為達上述目的，本發明所采用的技術方案為：一種利用復配乳酸菌發酵脫除大米中重金屬鎘的方法，該方法步驟如下：

（1）將鎘含量超標（即超過國家標準0.2mg/kg）的大米粉碎過40-60目篩；

（2）按1g大米粉加4-6mL去離子水的比例，于過篩后的大米粉中加入去離子水，混勻，得大米漿液；

（3）將植物乳桿菌種子培養液和戊糖片球菌種子培養液按體積比2:1混合，然后按3-5%（v/v）的接種量接入到大米漿液中，于37-43℃恒溫靜置發酵18-30h，過濾，去除發酵液，得發酵大米粉；

上述植物乳桿菌種子培養液是取植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）的斜面菌種活化后，接入滅菌后的MRS肉湯培養基中，于37-42℃恒溫靜置培養24-48h，制得。上述戊糖片球菌種子培養液是取戊糖片球菌（Pediococcus pentosaceus）的斜面菌種活化后，接入滅菌后的MRS肉湯培養基中，于37-42℃恒溫靜置培養24-48h，制得。制得的植物乳桿菌種子培養液和戊糖片球菌種子培養液的含菌量均為10⁸-10⁹cfu/mL。

上述采用的植物乳桿菌和戊糖片球菌均為現有菌種，如植物乳桿菌：CICC20718、CICC20039、CICC20390等，戊糖片球菌：CICC22737、CICC21865、CICC22227等。

（4）用去離子水清洗發酵大米粉2-4次，每次去離子水的用量為發酵大米粉重量的3-5倍，再加入2-5倍發酵大米粉重量的去離子水，離心過濾，將濾渣于45-60℃熱風干燥至含水量為11-13%，得到脫除重金屬鎘的大米粉。其中，離心時的轉速為3000-5000r/min，時間為5-10min。

為了脫除大米中的重金屬鎘，需要利用蛋白酶或酸將其中的蛋白質分子脫除或將蛋白質分子鏈打開，從而打斷蛋白質與鎘的結合鍵，使重金屬鎘離子從蛋白質分子中分離出來，再通過水洗，使游離出來的鎘與大米粉分離。本發明利用植物乳桿菌和戊糖片球菌發酵所產的乳酸等代謝產物脫除鎘含量在0.2mg/kg以上的大米粉中的重金屬鎘，大米中重金屬鎘的去除率在70%以上，獲得的脫鎘大米粉用作飼料或用于生產發酵米粉。本方法工藝簡單可靠、且鎘的脫除率較高，具有廣闊的市場應用前景和顯著的社會經濟效益。

具體實施方式