[发明专利]一种改性生物质吸附剂的制备及去除饮品中重金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于食品领域和饮品重金属去除技术领域，涉及一种改性生物质吸附剂的制备及去除饮品中重金属的方法。

背景技术

由于各种水果果汁、海产品高营养液，具有营养丰富、口味鲜等特点，人们对此类饮品一直倾爱有加。它们的最大特点是能够溶于水，有效保留天然产品的风味、滋味和营养成分，蛋白质含量高，富含多种蛋白、多肽及氨基酸和多糖，尤其是海产品的高营养液，是目前国际上最受知名品牌厂家青睐使用的高品质低成本风味基料。

但近年来由于土壤、河流、海洋重金属污染的日趋严重，产品中各种重金属的含量亦成为人们关心的话题。水果果汁、海产品酶解液成分复杂，其中可能由于受到工业污染导致很多产品中含有多种重金属，如Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、As等。微量的Cr是人体新陈代谢的必需元素之一，但是当人体中摄入过量的Cr时便会引起肾脏和肝脏的损伤、胃溃疡甚至死亡；Cr进入血液后形成氧化铬，致使血红蛋白变成高铁血红蛋白，导致细胞内窒息等。对于不同食品国际上对Cr含量的限量标准也不尽相同，其中《GB-2762-2005食品中污染物限量》规定：鱼贝类中Cr含量不得超过2.0mg/kg。而目前检测到的海产品酶解多糖中Cr含量在3.0-4.0mg/kg，远远超过国家限量标准。

目前国内外还没有一种较为完善的系统的方法既可以去除饮品中的重金属，同时又可以保证多糖不受损失的方法。国内专利号为200910012667海洋贝类多糖脱除重金属离子的方法，利用离子交换树脂对贝类多糖中的重金属进行去除，过程中多糖与离子交换树脂的比例为1.0g∶0.6-4.8ml，重金属脱除率为47.0-99.7％，这种方法较早的提出去除了海洋贝类中的重金属的方法，利用化学合成的树脂，具有潜在的化学品污染问题。

而生物质如木屑、干果壳和玉米秆等对重金属因具有丰富的纤维素结构，对重金属有一定的配位能力，可以吸附绑定重金属离子。专利号：200610156067一种改性脱脂棉及其制备、使用方法，公开了一种改性脱脂棉及其制备、使用方法。其制备方法为将脱脂棉与柠檬酸溶液混合，搅拌，烘干至恒重，升温至115-125℃并保温，冷至室温，用蒸馏水反复洗涤，过滤，滤留物中加入足量碱金属溶液，搅拌不小于60分钟后过滤，将滤留物用蒸馏水洗涤至中性，干燥至恒重；其使用方法为将含有阳离子废水调节pH至4-7，加入1-20g/L改性脱脂棉搅拌不小于30分钟，可以用于处理阳离子的废水。

另外，专利号200910186876功能化纳米纤维重金属离子吸附材料及其制备方法，发明公开了一种功能化纳米纤维重金属离子吸附材料及其制备方法，所述材料通过以下步骤进行制备：(1)将聚合物基材、功能化试剂在合适的溶剂中溶解形成带有功能化试剂的聚合物溶液；(2)利用静电纺丝方法将(1)制备的带有功能化试剂的聚合物溶液制成功能化纳米纤维重金属离子吸附材料。所述功能化纳米纤维重金属离子吸附材料的纤维直径在10～1000nm范围内。该方法简便安全、制备的纤维材料尺寸为纳米级直径，比表面积大，吸附性能强，应用时材料的使用量少，有利于在样品量少的生物样品中的应用，但其所用的功能化试剂为有机化合物，对于食品和食品行业具有一定的潜在的化学污染。

现有的食品饮料中的重金属净化技术，利用工业螯合树脂或螯合纤维吸附，缺少专门的食品行业的吸附剂。

发明内容

本发明提出了一种利用系列方法改性的生物质去除饮品中重金属，同时又尽量不损失多糖的新方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

先对棉花、木屑、荞麦皮等生物质破碎、酸洗、水洗、碱浸，然后用无水乙醇或0.5％-30％大蒜油的乙醇溶液浸泡1-8小时，对生物质进行改性；改性碱液的浓度为0.1-2M，浸泡0.3-3小时，温度为30-90℃，浸泡之后水洗至中性，然后在低温下进行干燥得到吸附剂A。所用的碱为无毒的碱(土)金属氢氧化物水溶液。

为提高广谱效果，在制备吸附剂A过程中，在乙酸酐和乙酸混合体系中加入0.5％-30％大蒜油的乙醇溶液或含硫醇类物质，硫酸为催化剂，进行接枝；水洗至中性，低温下干燥后得吸附剂B。

制备出的吸附剂A或B可以装入过滤柱中制备成串联或并联的固定床。

去除海产品酶解多糖饮品的重金属：首先，把海产品酶解多糖与水按1∶40-60比例混合，然后在常温下快速搅拌1-5小时溶解后，向装好吸附剂填料的柱中加入水溶后的酶解液，其没过吸附剂填料并高出填料高度约10cm，浸泡半小时后开始过柱，控制流速在0.3-1.6ml/min。