化学与生活

怎么煮饭才能除去米里面的砷同时又最大程度保持米的营养?

本文来自Chem-Station日文版 米のヒ素を除きつつ最大限に栄養を維持する炊き方が解明  Zeolinite

翻译投稿 炸鸡 校对 白菜猪肉馅

米,特别是糙米,含有对人体有害的无机砷,日本农林水产省曾表示“只要过着均衡的饮食生活,吃糙米也没有问题”,但为了减少米中砷的含量,人们有时会把米浸泡在水中一段时间来去除米中的无机砷。近期有一英国的研究小组为了解决在除去米中的无机砷的同时米的营养也流失的问题,设计了一种在不损害米中营养的前提下还能很好地去除砷的煮饭方法。 (引用:Gigazine11月15日)

日本曾发生过好几起有关砷中毒的公共安全事件(森永砒霜牛奶事件,和歌山咖喱中毒事件),但砷也是自然界中广泛存在的元素。今天为读者们介绍一篇有关如何煮饭才能减少糙米中含有的砷化合物的论文。

现在大部分人都吃的是把糙米磨去外壳后的白米,有人认为磨去外壳后糙米会损失掉维生素,矿物质和食物纤维,所以吃糙米会更有利于身体健康。但是有报告显示水稻吸收砷的能力是其他作物的10倍,吸收的砷大多都存在于包裹胚乳的外壳中,如果经常吃糙米的话会无形中摄入大量的砷化合物。不过日本尚没有数据表明在日常饮食生活中摄入砷会对身体健康产生什么负面影响,但是有论文表示婴幼儿可能会受到砷的影响,所以日常生活中还是应该注意尽量少摄入含砷的食物。过去也有研究出怎么煮饭能去除砷元素,比如用过量的水煮饭或者反复清洗糙米之类的,但是这样做的同时糙米的养分也会流失。所以期望有一种煮饭方法能在保留糙米养份的同时去除糙米中含有的砷。

实验中用到的米有:细长的泰国香米(B1),像日本的大米一样的短粒大米(B2),原产于印度和巴基斯坦的Basmati(B3)的糙米,细粒米(W1),制作点心时用的Pudding rice(W2),产于日本的Sushi米(W3)的白米。选择这些米的原因是在先前研究中显示这些米都含有高浓度的砷。实验中一律用8g的米加水在实验室的煤气炉中加热直至米饭煮熟。煮熟后,在50摄氏度下干燥2天,然后用粉碎机粉碎,将粉末溶于硝酸水溶液后用ICP测定砷残留量。此外该实验还用了能测定有机砷化合物和无机砷化合物的LC-ICP-MS。

实验中用了以下4种前处理方法。实验用的6种样本米都分别用了下面四种方法处理,每个方法重复3次,总共进行了72次前处理。下文里的图表中的“*”代表进行统计分析时的有意差(*代表 P ≤ 0.05,**代表P ≤ 0.01,***代表P ≤ 0.001,****代表P ≤ 0.0001),的个数越多表示有意差越高

  • UA:不洗米直接加入水煮饭
  • WA:把水和米混合震动5分钟,结束后将水倒掉,重新加入水煮饭
  • PSA:先用水将米浸泡30分钟,然后米和水混合振动5分钟,结束后将水倒掉,重新加入水煮饭
  • PBA:将米倒入沸腾的热水中,5分钟后捞出,重新加入水煮饭

首先比较下煮好的米饭里砷浓度的大小,实验结果表明无论是哪种白米还是糙米,经PBA前处理后的米煮出的米饭能以最高的效率除去无机砷化合物。论文指出就不加热就不能去除米中的无机砷化合物这一点有必要进行详细的研究。除了经UA前处理的米饭,经其他前处理处理的米饭都一定的有机砷化合物残留现象。

经过不同处理方法的米中砷含量的差异(a)无机砷化合物(b)有机砷化合物和残留率的差异(c)无机砷化合物(d)有机砷化合物,R表示未经处理的米中的砷含量(来自原著论文

我们再来比较下不同品种的米之间的差异,和上文中提到的一样,PBA前处理方法除去无机砷化合物的效果最好。尽管实验数据表明用水洗能去除米中的砷,但这仅对白米奏效,对糙米而言并不能获得像白米那样好的去除效果。接下来再看用过量的水煮饭来去除砷,实验数据表明这个方法与PBA有着同样好的效果。虽然向电饭煲中倒入大量的水煮饭有点困难,但是仅仅只煮5分钟还是可以办到的。可惜的是,经过PBA处理过的Sushi米的砷去除效果并不如其他品种的米。

不同品种的米的砷残留量的差异(来自原著论文

光看砷的残留量没有多大意义,如果营养丰富的糙米中的矿物质也一同被去除干净了,那么苦心钻研糙米煮饭方法也就失去了意义。故而我们还比较了米中的P, K, Mg, Zn, Mn等元素的残留量。结果发现PBA处理方法下,白米中的钾元素含量明显降低了,经其他方法处理的米和未经任何处理的米的各类元素的残留量大致相同。用过量的水煮饭后米中的各类元素含量都降低了,但特别的是PBA能最大程度保留米中的锰元素含量

元素残留量的差异(来自原著论文

根据上述的实验结果,该论文计算出了食用糙米饭的砷中毒风险系数,得出结论:用PBA法烹饪糙米饭是最安全的,从大人到小孩都能很安全地食用糙米饭。

使用PBA煮饭方法的好处(来自原著论文

如果从宏观化学角度看待整个实验,就相当于研究从固相到液相选择性萃取某一物质用什么样的萃取条件最合适,如果从微观化学角度看待整个实验,就相当于研究糙米和白米哪个部位含砷或是营养物质最多,用什么样的溶剂环境能从某个特定部位去除某类物质。从各品种米的结果的差异来看,种类不同的话,元素的分布也可能不同,期待着在化学上对这一课题进行更详细的研究。在日本很早以前就进行了关于镉的摄取量的调查,发现人的镉的摄取量将近五成都是来自米饭。我认为研究者们还应该关注这个实验中短时间煮米的前处理方法是否对除去米中的镉有效果,还应该讨论下用ICP检测出的无机化合物,分析下经过处理后米中的维生素量和食物纤维量有没有减少。

本研究是英国的Science and Technology Facilities Council(STFC)Food Network+农作物研究项目里的一单元。在该项目中,还进行了提高大米以外的其他各种作物质量和安全性的研究。日本诸如食用被环境污染的食物发生的食品安全问题基本上已经被消灭掉了,但放眼世界,这类问题并没有被杜绝。因误食遭受环境污染的食物发生的健康损害的悲剧仍在上演,笔者期待有更多的研究研究此类问题(不仅仅是关于米的食用安全问题)。

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