[发明专利]无铁金属污染的水稻精米高通量加工技术及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铁金属污染的水稻精米制备方法及其用途，适用于水稻富铁育 种中对育种材料进行无铁金属污染的样品加工。

背景技术

铁素营养与人体健康有着密切的关系，它参与人体内血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、 含铁酶的合成，关系着肌体细胞氧和二氧化碳的运输与交换。人体缺铁不仅引起贫血病症， 还会导致人体免疫功能损害；孕妇缺铁还会导致早产和胎儿宫内生长缓慢。据统计，世界上 有30％人口缺铁。铁、维生素A等微量营养素缺乏是我国城乡居民普遍存在的问题，据2004 年10月卫生部发布的第四次中国居民营养与健康状况调查报告，全国居民贫血患病率平均达 15.2％，我国儿童的铁缺乏率高达38.6％，西部贫困地区这一问题更为严重。国家统计局调查 的数据表明，微量元素缺乏引起的营养不良造成的年度损失高达300亿人民币，占国民生产总 值的3％-4％。要改善人体铁素营养状况，消除缺铁性贫血病患，需要多吃些含铁高的动植物 食品。稻米是世界上近一半人口的主食，对大米进行营养强化是当今世界以大米为主食的国 家和地区的人们用来改善营养状况最早最直接的途径。但由于受消费者的消费习惯和经济状 况等种种因素的影响，营养强化大米难以长久推广，因而收效甚微。提高稻米中铁含量，培 育富铁大米，通过食用富铁米来补铁是解决人们铁素营养缺乏的最为有效而持久的途径，对 于提高贫困人口的身体健康水平意义重大。

稻米中的铁含量主要集中于米糠、种皮和胚中。稻谷经商业加工成精米后，其铁元素流 失严重，精米中的铁含量剩下不到10％。水稻是禾谷类作物中铁含量最低的作物。国际水稻 研究所对1000多个农家品种、推广品种和育成品系的糙米进行铁含量分析，发现平均铁含量 为12.1mg/kg，变幅7.5-24.4mg/kg。国内外都十分重视通过育种手段来提高水稻铁含量，自1994 年以来，总部位于菲律宾的国际水稻研究所就着手水稻富铁品种的培育，利用常规育种技术 选育出糙米铁含量为21mg/kg的水稻新品系IR68144。国内许多学者对从我国不同地区收集到 的种质资源进行糙米或精米铁含量分析，获得了一批铁含量较高的种质材料或地方品种。综 合以往国内对水稻铁含量测定结果，发现主要存在两个问题，一是大部分研究测定的对象是 糙米，同一个品种的糙米铁含量一般显著高于精米，但人们通常食用的是精米，所以必须以 精米为对象测定铁含量才更具有实际意义；二是虽然有些研究采用精米样品进行测定，但待 测样品从稻谷到精米的加工过程均采用普通的小型铁制加工机械，由于轴和壳体均由铁材料 制成，加工过程存在严重的铁污染，导致测定结果偏高，从而不能真正反映样品精米本身的 铁含量水平。根据我们对不同加工机械加工同批样品的铁含量检测结果，从表1可见，18个样 品经国内铁制加工机械加工的精米铁含量均高于国际水稻采用玛瑙轴心(无铁污染)加工的 精米铁含量，其中9个样品的铁含量差异达到显著或极显著水平，表明目前国内多数实验室用 的小型铁制精米加工机械对精米铁含量存在严重的污染。考虑到玛瑙轴心的加工机械价格昂 贵(10多万人民币)，对一般非专业米质测定的实验室难以推广。

表1不同材料制造的加工机械对稻谷样品精米铁含量污染程度的比较

*，**和***表示差异的概率显著性水平分别为0.05，0.01和0.001。

自2003年以来，国际上启动了通过育种手段培育微量元素富集的主要农作物品种的 Harvest-Plus计划，该项目的使命是通过主要农作物的生物强化来减少和预防全球性人类营养 不良的问题。在国际Harvest-Plus项目的帮助下，我国于2004年成立了HarvestPlus-中国项目， 开始水稻、玉米、小麦等主要农作物的生物强化育种工作。因此，为将我国的铁生物强化的 研究结果与国际上的同行研究进行比较，水稻样品加工和测定的标准化问题被提到议事日程 上来。在这种背景下，我们研制出一种高通量、无铁污染且适合大量育种材料的水稻精米加 工技术，消除了精米加工过程中加工机械带来的铁污染问题，从而保证了后续测定结果的科 学性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、高通量、无铁金属污染的水稻精米制备方法及其应 用，非常适合水稻生物强化育种过程中对大量育种材料无铁金属污染的精米加工。

本发明的目的通过以下技术方案实现：