稻谷中镉的消减技术研究进展.doc

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1、稻谷中镉的消减技术研究进展许艳霞倪小英陈志军邓志坚梅广洪玲胡飞俊王达能湖南省粮油产品质量监测中心稻谷及副产物深加工家工程实验室摘要：通过对水稻籽实中镉的分布及形态进行分析和综述，科学系统地讨论了水稻籽实中镉含量的加工消减技术，并对镉超标稻谷的安全利用进行了展望。关键词：稻谷;消减技术;进展;作者简介：许艳霞，女，博士，副教授，主耍从事粮食质量安全控制领域研宄。收稿日期：2017-08-05基金：粮食公益性行业科研专项经费项S(201513006-4)Received：2017-08-05大米是全世界大多数人的主食之一，而屮国居民一口三餐更是离不开大米。据统计，2015年中国稻谷播种面积

2、和产量分别片粮食播种总面积和总产量的26.7%和33.5%，稻谷产量在全世界占比更是高达31%U1。然而，由于工业“三废”、城市生活污水和垃圾的随意排放以及含有重金属的农药、化肥的不合理使用，农田土壤的重金属含量日益增高，使得中国稻米重金属污染问题日益严峻，其中以镉污染问题最为突出。据不完全统计，屮国镉污染农田面积已达2.0X10hm，甸年生产镉含量超标粮食1.46X10kg,且污染趋势正逐年加重。农业部稻米及制品质量监督检验测试中心在2002年对全国市场稻米进行的安全性抽检结果显示，稻米中镉超标率达10.3%m。潘根兴等m在2007年对全国6个地区(华东、东北、华中、西南、华南和华北

3、)县级以上市场随机采购的91个大米样品进行检测，结果表明约10%样品镉超标，其屮尤以湖南、江西等省为烈。2013年，湖南受镉米危机影响，造成全省近7成的大米加工厂停业，大量稻米囤积。因此，研究镉在稻谷籽粒中的分布规律和存在形态，进而研究镉超标稻米中镉含量的消减技术，对于减缓中国稻米镉污染状况，有效利用镉超标稻米，保障粮食安全。1镉在稻谷籽粒中的分布镉在稻谷籽粒屮的分布规律可指导粮食在加工过程屮尽量去除镉储存量高的部位。稻谷从外到内主要分为颖壳、皮层、胚和胚乳4个部分，其中胚和胚乳为稻谷的主要食用部位。镉元素在稻谷籽粒各部位的浓度和积累量存在较大差异，大量研宄结果表明，镉在稻谷籽实各部位

4、中的浓度顺序是皮层〉胚〉胚乳〉颖壳。且稻谷可食用部分胚乳中的镉含量远低于稻谷外层的皮层和胚中的镉含量。因此，稻谷加工过程中可通过提高加工精度的方式来降低最终产品的镉含量。2镉在稻谷籽粒中的存在形态由于稻谷中的镉主要集中在皮层中，而皮层蛋白质含量相对较高，因此，大部分研宄者推测，镉主要通过与蛋白质的结合进入稻谷籽粒中。为明确稻谷中镉与蛋闩质的结合并研究稻谷籽实屮各类蛋闩质与镉结合的能力，进行丫大量研究。杨居荣等mi采用溶剂提取法研宄了污染稻谷籽粒中镉的存在形态。研宂结果表明，镉在稻米中主耍以鳌合形态存在，其中以与碱溶性蛋白质、盐溶性蛋白质的结合形态为主，此外，还存在与氨基、羧基的结合态。

5、查燕等［11］利用连续提取法，研宄了镉与不同种类蛋白的结合能力，证明镉主要与谷蛋白和球蛋白结合。杨居荣等m发现醇溶蛋內提取液屮镉含量较低，证明镉与醇溶蛋內的结合能力弱。何孟常等mi通过凝胶层析法分析了稻米中的镉-蛋o配位化合物，发现镉-蛋白配位化合物的表观相对分子质量约为54.5ku和5.5ku。对镉结合蛋白的成分分析结果表明，其主要由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸构成，基木不含有芳香族氨基酸，推测籽粒中镉易与富硫蛋白质结合。3镉超标稻米的加工消减技术3.1机械加工稻谷加工成可食用的大米，一般需要经过砻谷脱去颖壳和碾米去除皮层2个主要加工步骤。由于镉在稻谷中的分布具有不均匀性，皮层和胚中的镉

6、含量远高于胚乳屮的镉含量，故通过碾米加工去除皮层可使得产品屮镉含量显著降低，提高碾米加工精度，可更大程度降低产品的镉含量。斉燕等U11研宂了碾米加工工艺对稻米镉污染的去除效果，研宄结果表明，提高稻米的碾米精度，去除稻米的糊粉层，可在一定程度上降低大米镉含量。田阳等进一步研宄了砻谷和碾米工艺对稻米镉含量的降低效果，结果表明，稻米经砻谷后镉含量降低;镉含量低于0.226mg/kg的稻米可通过砻谷加工获得镉含量达标的糙米产品；随碾米精度的提高，产品镉含量呈降低趋势;碾米精度为23.83%时，镉的去除达到最佳效果，进一步提高碾米精度无法显著降低产品镉含量;镉含量低于0.288mg/kg的糙米可

7、通过碾米加工获得镉含量达标的大米产品。章月莹等［16］研究了不同加工程度对粮食中镉含量的影响，结果表明，将稻谷加工成三等精度的大米，其镉含量仅下降17.8%。许艳霞等1171也针对砻谷和碾米工艺对稻米的镉去除效果进行了研究，结果表明，将稻米通过砻谷和碾米加工成三级大米后，稻米镉含量约降低8%。砻谷和碾米是大米生产的必要工序，方法简单，不额外增加生产成本，但是该方法消减镉的效果有限，只适用于镉含量超标程度较低的稻芥。3.2溶剂浸提由于稻谷中的镉主