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(哈尔滨工业大学(威海),山东威海 264209)

砷是一种自然存在于地壳、广布于陆地、空气和水中的类金属元素[1],可分为有机砷和无机砷两种类型。不同种类的砷毒性不同且五价砷化合物比三价砷化合物的毒性低[2]。有机砷化合物如砷胆碱(AsC)和砷甜菜碱(AsB)的毒性可以认为是无毒的,而五价的一甲基胂(MMAV)和五价的二甲基胂(DMAV)的毒性较低,仅为无机砷毒性的四百分之一[3]。不同砷化物的毒性大小依次为三价的三甲胂氧化物(TMAsIIIO)>三价的一甲基胂(MMAIII)>三价的二甲基胂(DMAIII)>亚砷酸盐(AsIII)>砷酸盐(AsV)>MMAV>DMAV>五价的三甲胂氧化物(TMAsVO)[2-7]。

砷及无机砷被国际癌症研究机构(IARC)分类为“对人类致癌的物质”(I类),而有机砷如DMA、MMA被分类为“可能对人类致癌的物质”(IIB类),AsB等非在人类体内代谢的有机砷化物被分类为“不分类为对人类有致癌作用”(III类)[8]。短期接触高浓度无机砷会导致腹泻、呕吐、腹痛、剧痛、麻痹、肌肉抽搐甚至死亡[1],而长期接触无机砷会导致心血管疾病、皮肤色素沉着过度、神经中毒、肺部疾病甚至癌症,如皮肤癌、肺癌、膀胱癌[1,9],且长期接触即使极少量的无机砷(2～100 μg/L)也会导致糖尿病、皮肤损伤、高血压、认知能力降低、冠状动脉疾病、高尿酸血症、痛风等[10-13]。此外,O’Bryant等[14]认为长期少量地接触砷对老年人和成年人的认知能力有潜在影响,甚至可能会导致阿兹海默症。

食物链中的无机砷既可能来源于天然存在,也可能来源于肥料和杀虫剂、工业废物和工业活动、煤的燃烧、废水灌溉、废物燃烧等的人类活动[1,5,15]。研究表明稻米也是人类摄入无机砷的主要来源[16]，如图1。稻米是由在稻田中种植水稻收获所得,通过砻谷除去颖壳和部分米糠可得到糙米,再通过碾米除去全部或部分米糠、胚和皮层可得到精米,又称白米或俗称大米[17],大米经过清洁、烹饪后得到熟米(图1),全世界超过一半的人口以大米作为主食[18]。研究表明稻米累积无机砷的量可以超过大麦和小麦的10倍[19-21],其原因之一可能是稻米有较强的能力累积硅元素,而亚砷酸盐与硅元素通过同样的途径一同被作物根部细胞摄取[22]。

图1 从水稻到熟米的各个阶段、过程的示意图Fig.1 Schematic diagram of process from paddy rice to cooked rice

对于稻米中无机砷污染的管理,国际食品法典委员会(CAC)食品污染物委员会于2014年一致同意采纳将白米中无机砷的限量定为0.20 mg/kg[23],2015年同意采纳将糙米中无机砷的限量定为0.35 mg/kg[24]。2015年欧盟委员会[25]重新修订白米、蒸谷米、糙米、米制饼干及蛋糕等米制食品、婴儿米制食品中的无机砷最大允许浓度,其限量分别为0.20、0.25、0.25、0.30、0.10 mg/kg。随后,2016年美国食品药品管理局(FDA)[26]提议将婴儿米制食品中无机砷的阈值设为0.10 mg/kg。而中国的国家标准自2012年以来对于稻谷(稻米)、糙米、大米、婴幼儿谷类辅助食品中无机砷的限量始终均为0.20 mg/kg[27-28]。

虽然我国稻谷、糙米、大米的无机砷限量要求比国际标准和欧盟标准更为严格,其主要原因之一是大米为我国居民的主要膳食食品,况且我国婴幼儿谷类辅助食品的无机砷限值高于欧盟标准和FDA的阈值,因此关于如何降低人们通过食用大米而摄取无机砷的风险的问题需要受到更广泛的关注、更高度的重视、更系统的分析和研究。本文分析总结了目前国内外从水稻到熟米的各个阶段(图1)去除无机砷污染的研究进展。

1 水稻栽培过程中无机砷污染的去除

水稻的品种、生长环境及耕作方式均会对水稻的砷污染情况产生影响,目前很多研究表明通过筛选不易累积砷、耐砷性强的水稻品种[29]、施用矿物营养肥料[30-31]、降低水中的砷浓度[20]、调整供水方式以改善水稻的缺氧环境[32]、利用生物炭[33]或微生物吸附累积砷[34]等方式可达到防治水稻的砷污染、减少水稻对砷累积的目的。

另一方面,可以利用耐砷性较高的微生物通过自身的代谢活动,降低环境中砷的毒性,进而减少高毒性砷化合物在水稻中的累积。目前,仅有少量的研究发现了可去除水稻的无机砷毒性的微生物,通过对砷代谢机制的不同可将其分类为砷氧化微生物和砷甲基化微生物[35]。在淹水条件下水稻根际的砷的主要形态为高毒性的AsIII,通过自然氧化形成AsV，降低砷毒性的速度极其缓慢,而利用砷氧化菌可高效氧化AsIII从而脱毒。黄怡等[36]从福州稻田的土壤中筛选分离得到了一株异养型砷氧化细菌,经鉴定为侧胞短芽孢杆菌,该细菌具有高效氧化AsIII的能力,可在24 h内将1000 mg/L的AsIII氧化为50 mg/L的MMA和950 mg/L的AsV。刘冰冰[37]从已受砷污染的水稻土壤中分离筛选得到了可将AsIII氧化的兼性异养型细菌副球菌属菌株(Paracoccussp. SY),在模拟土培的实验中发现菌株SY可利用水稻土壤中的营养物质将砷氧化,但菌株无法有效固定在水稻根际。周武先[38]进一步对砷氧化菌菌株SY进行了氧化特性研究,发现其偶联反硝化反应和砷的氧化反应,且硝酸盐的还原过程可促进菌株的增殖过程。

此外,砷甲基化微生物可使AsIII甲基化形成有挥发性或无挥发性的有机砷,其甲基化产物主要为三甲基胂氧化物(有挥发性)和DMAV(毒性小于AsIII)[35]。目前,国内外科学家已经在甲基化微生物及其砷代谢机制、遗传学基础方面的研究取得了一定的进展,然而对于可应用在水稻砷污染的去毒方面的砷甲基化微生物的研究较少。Kuramata等[39]从水稻根际分离鉴定得到一株砷甲基化能力较强的链霉菌属(Streptomyces)细菌菌株GSRB54,菌株在含AsIII的液体培养基中培养可得到砷甲基化产物DMA和MMA。Wang等[40]证明了从稻田土壤中分离得到的梭菌属(Clostridium)细菌菌株BXM具有砷甲基化的能力,其在含AsIII和AsV的培养基中培养后可得到甲基化产物DMA(约由1%的总砷甲基化得到)和MMA(约由10%的总砷甲基化得到)。此外,Huang等[41]从砷污染稻田土壤中分离鉴定得到具有强砷甲基化能力等噬纤维菌科(Cytophagaceae)细菌菌株SM-1,在含AsIII的培养基中培养后可在24 h内将接近全部的AsIII甲基化成DMA和三甲基胂氧化物(约由不到50%的总砷甲基化得到,且部分挥发成气体到培养基顶部空间)。

2 稻米的机械处理对无机砷的去除

研究表明稻米的颖壳、米糠、整粒米、精米(白米)具有从高到低的无机砷含量[42-43],因此稻米的机械处理过程(如砻谷和碾米)会使其无机砷含量减少。然而,目前仅有极少量的研究关注砻谷和碾米过程对大米中无机砷的去除。

2.1 砻谷对无机砷的去除

砻谷通过去除颖壳和部分米糠可降低米中无机砷的浓度。Signes等[44]研究表明稻米砻谷成糙米后,其无机砷含量从0.373 mg/kg下降到0.311 mg/kg。

2.2 碾米对无机砷的去除

碾米过程可以减少大米中无机砷和总砷的浓度。Naito等[45]研究表明通过碾米可去除占总重量10%的米糠,减少了34%～39%的无机砷和30%～49%的总砷。此外,碾米过程的打磨精度也会影响无机砷和总砷的去除程度,打磨精度越高,去除无机砷的程度越高,Naito等[45]研究结果显示经过打磨精度为0%、5%、10%的碾米后,糙米或白米的无机砷含量分别为0.044～0.431、0.039～0.325、0.031～0.221 mg/kg,其总砷的含量分别为0.040～0.487、0.033～0.411、0.025～0.296 mg/kg。

3 预煮和烹饪前处理对无机砷的去除

3.1 预煮对无机砷的去除

CAC规定在砻谷或碾米处理之前,稻米或糙米通过浸泡在水中一段时间后,在水中加热使其淀粉充分糊化后干燥后得到的为蒸谷米,其过程均被称为预煮[17]。由于稻米或糙米在预煮过程中,其皮层和胚芽中含有的无机盐和B族维生素等水溶性物质随水分渗透、扩散进入到胚乳内部,因而蒸谷米与普通白米相比具有更高的营养价值,其脂肪、蛋白质、维生素和矿物质的含量均比白米更高[46],且蒸谷米还具有不易霉变易储存、出米率高、米糠出油率高、出饭率高等的优点[47-48]。此外,研究进一步发现除了以上的优点外,通过砻谷前的预煮或碾米前的预煮得到蒸谷米具有更低的无机砷含量。

3.1.1 砻谷前预煮对无机砷的去除 研究表明砻谷前的预煮过程可降低大米中的无机砷含量。Rahman等[49]研究显示在孟加拉国无砷污染的地区(水中仅含0.01 mg/L无机砷),对蒸谷米(倒掉多余的水)和非蒸谷米进行相同处理(砻谷、碾米,并以水米2∶1的比例烹饪),其BRRI dhan28品种预煮过的样品与未预煮过的样品中无机砷含量分别为(0.24±0.03)和(0.26±0.02) mg/kg,且BRRI hybrid dhan1品种的预煮过的样品与未预煮过的样品中无机砷含量分别为(0.26±0.08)和(0.32±0.01) mg/kg。虽然该研究并未直接比较预煮前后无机砷含量的变化,但其比较了蒸谷米与非蒸谷米经过同样的加工后的无机砷含量,间接说明了对于相同品种的大米,砻谷前的预煮过程可降低其无机砷的浓度。

尽管砻谷前的预煮过程可降低米中的无机砷含量,然而预煮过程用水的无机砷浓度也会影响米中无机砷含量。Signes等[44]的实验结果表明预煮过程用水的无机砷浓度为0.04～0.05 mg/L时,预煮、砻谷后的样品比未预煮、砻谷后的样品含有更高浓度的无机砷,其浓度分别为0.332和0.290 mg/kg。因此,相比无预煮过程,使用不含无机砷的水进行砻谷前的预煮可更有效降低大米中的无机砷,然而暂时未有国际或国家标准限定预煮用水的无机砷含量阈值。

3.1.2 碾米前预煮对无机砷的去除 研究发现碾米前的预煮过程可降低大米中的无机砷浓度。Ohno等[50]检测了市售的三种白米中总砷的浓度,其中名为Samsu China Variety和IRRI 28 Variety的白米碾米前经过预煮处理,其分别含有0.21、0.36 mg/kg的总砷,而名为Fine Variety Rice的白米碾米前未经过预煮处理,含有0.03 mg/kg的总砷。虽然初步看来其未经预煮处理的白米样品比经过预煮处理的白米样品含有更低的总砷浓度,然而此三种市售白米样品的品种不同、预煮条件和碾米条件未证实为相同,因此其总砷浓度的检测结果并不能说明蒸谷米与非蒸谷米砷浓度之间的普遍规律。此外,Signes-Pastor等[51]对相同品种稻米检测其预煮过和未预煮过的白米样品中总砷的含量,其结果分别为0.190和0.202 mg/kg,且在烹饪中使用较低无机砷浓度的水时(0～0.047 mg/L),碾米前预煮过的熟米样品比未预煮过的熟米样品含有更高的无机砷含量,分别为0.140～0.282和0.135～0.260 mg/kg。而当烹饪时使用较高无机砷浓度的水时(0.222～0.450 mg/L),碾米前预煮过的熟米样品则比未预煮过的熟米样品含有更低的无机砷含量,分别为0.837～1.461和0.981～1.780 mg/kg。因此可得出,当烹饪用水含有较高的无机砷浓度时,碾米前的预煮过程相比无预煮过程对无机砷的去除更有效。

3.2 烹饪前处理对无机砷的去除

3.2.1 浸泡大米 浸泡时间越长,大米中无机砷和总砷的含量越低。朱秋明[52]研究了浸泡0.5～5 h大米无机砷和总砷的浓度,分别从90.5%～98.2%和67.4%～94.8%降到了63.2%～80.4%和49.7%～83.8%。然而,还未有研究报道大米的浸泡过程是否会对其营养价值产生影响。

3.2.2 冲洗大米 烹饪前冲洗大米可以使大米的无机砷含量降低。Sengupta等[53]的研究对比了烹饪大米前用含低浓度砷的水(As<0.003 mg/L)清洗大米(5～6次直至洗米水澄清并倒掉洗米水)和未经清洗的两组熟米样品中的总砷含量,其中清洗过的熟米样品中28%的总砷被去除,而未经清洗过的熟米样品只有0.2%的总砷被去除。Mihucz等[54]检测了用去离子水清洗三种不同稻米的大米三次洗米水中总砷的浓度,其中两种籼稻白米的洗米水总砷浓度为(0.0126±0.0006)和(0.172±0.0004) mg/kg,一种粳稻白米的洗米水总砷浓度为(0.023±0.0015) mg/kg,通过用去离子水洗米去除了大米中8%～17%的总砷。Horner等[55]表明烹饪前用双去离子水洗米可除去近90%的砷。

白米中的砷含量随着冲洗大米的次数越多而减少,且与后来次数的洗米相比,第一次冲洗白米通常可以去除最多的总砷和无机砷。Naito等[45]用去离子水通过电动洗米机并根据其说明书的建议洗米(第一次用时10 s,第二次、第三次用时30 s),三次洗米后白米中的总砷和无机砷浓度分别减少了19%～23%和23%～29%,其中第一次洗白米减少了17%的总砷和22%的无机砷。

不同品种、种类的大米通过冲洗去除砷的程度不同。Raab等[56]对比了用双蒸去离子水(Milli-Q)冲洗印度香米的糙米和白米、长粒米的糙米和白米、长粒米的预煮过的白米、短粒米的白米后其总砷的含量,其中印度香米的糙米和白米被冲洗后可除去最多的总砷,分别去除了15%和13%的总砷,而其余品种、种类的大米通过冲洗仅能够被去除1%～4%的总砷。

烹饪前冲洗大米比碾米前冲洗大米(糙米、蒸谷米)能更有效地除去大米中的无机砷。Naito等[45]研究表明用去离子水洗米可去除糙米中2%总砷和3%无机砷,而烹饪前冲洗大米可去除19%～23%总砷和23%～29%无机砷。Gray等[57]研究显示冲洗大米并未减少糙米中无机砷和总砷等含量,而冲洗过程减少了精米中13.3%～19.2%无机砷和7.8%～12.3%总砷,减少了蒸谷米中5.3%～13.3%无机砷和5.7%～7.4%总砷。

4 烹饪大米时影响无机砷含量的因素

烹饪过程会对大米中的无机砷含量有影响[58]。研究表明熟米中无机砷的含量与烹饪用水的来源(如池塘水、井水、水龙头水、雨水等)[53,59]、烹饪用具材质(如铝制、陶瓷、钢制、玻璃)无显著关系[53],而烹饪用水中的无机砷的浓度、烹饪用水与米的比例对熟米中的无机砷含量有一定影响。

4.1 烹饪大米用水中无机砷的浓度

很多研究证实了烹饪用水中的无机砷浓度对大米中的无机砷含量起重要作用,经烹饪后的大米中无机砷含量比烹饪前的含量增加或减少的程度如表1。Bae等[58]研究显示当煮米水中无机砷浓度为0.223、0.372 mg/L时,即使使用过量的水并倒掉多余的煮米水,大米中的无机砷浓度从0.173 mg/L分别增加到0.209和0.312 mg/L。Laparra等[60]通过使用不同砷浓度水(0.2～1 mg/L)烹饪大米发现不同种类、类型的大米(红全麦米、印度香米、圆粒米、大粒米、邦巴米、泰国大粒米)中无机砷含量均至少增加了2.5倍。Rahman等[49]研究表明当使用过量(水米比例5∶1)但砷浓度不同的水烹饪大米时,0.01 mg/L和0.13 mg/L砷浓度烹饪水都会使熟米的砷浓度升高,且更高砷浓度的烹饪水使熟米的砷浓度升高的程度更大。

表1 不同无机砷浓度的水烹饪大米后大米中砷的含量变化Table 1 Changes of different arsenic concentrations in rice after cooking with different inorganic arsenic concentrations of cooking water

此外,Sengupta等[53]研究表明使用砷浓度仅为0.003 mg/L的水烹饪大米,其大米中的砷含量可降低57%,而Roychowdhury[61]的研究结果显示使用0.11 mg/L砷浓度水烹饪大米,其熟米中砷的含量增加了2.1倍。此外,Signes等[62]分别用含砷0.05、0.25、0.5 mg/L的水烹饪大米,其中使用含砷0.05 mg/L的水烹饪后大米中的砷含量降低了近30%,而使用含砷0.25、0.5 mg/L的水烹饪后砷含量增加了80.2%～91.4%。Ohno等[50]的研究显示品种为Samsu China Variety和IRRI 28 Variety的大米用砷含量分别低于0.078 mg/L和0.17 mg/L的水烹饪可使熟米中的砷含量减少。Signes-Pastor等[51]使用含砷0、0.01、0.047、0.222、0.45 mg/L浓度过量的水烹饪大米,其中用砷浓度为0、0.01 mg/L的水烹饪后大米中无机砷浓度下降了30.7%～33.16%,而其余较高砷浓度的水用于烹饪大米后其大米中无机砷含量增加了8～9倍。O’neil等[59]用含砷量为0 mg/L的雨水烹饪大米后,大米中的无机砷含量被降低到低于其烹饪前无机砷含量的46.2%。此外,Halder等[16]对比了使用不含砷的超纯水和砷污染水(砷含量超过0.05 mg/L)烹饪大米后大米中无机砷含量的变化,其结果分别为砷含量降低了33.1%和增加了84.3%。Basu等[63]的研究也得出了类似的结果:使用含砷较低的水(0.023 mg/L)烹饪大米后大米中无机砷含量下降了59%～61%,使用含砷较高的水(0.152 mg/L)烹饪大米后其无机砷含量增加了61%～73%。

4.2 烹饪大米用水与大米的比例

烹饪大米用水与大米的比例可影响熟米中砷的含量的变化,见表2。虽然大部分研究并非直接比较大米烹饪前与烹饪后砷的含量变化,而是对熟米与清洁前或碾米前等阶段的大米比较其砷含量的变化,但是在同一研究中的大米都经过相同的处理后才进行对变量因素的实验研究,因此根据在不同水米比例下烹饪大米后其砷浓度的变化仍可得到较为可靠的结论:随着煮米水与米比例升高,烹饪后大米中的砷含量有显著降低的趋势。Mihucz等[54]研究表明以水米比例6∶1用去离子水烹饪大米可以去除大米中29%～42%的砷,并且研究建议清洁、烹饪大米后最好倒掉洗米水和多余的煮米水。

表2 烹饪用水与大米的比例和烹饪后大米中砷含量的变化Table 2 Ratios of cooking water to rice (mL∶g)and the changes of on arsenic concentrations in rice after cooking

很多研究显示较低的水米比例不会使大米中总砷和无机砷的含量减少[53,56,60,64]。Rahman等[49]研究表明以水米比例2∶1烹饪大米会使其总砷含量升高23.81%～57.97%,以水米比例5∶1烹饪大米可使其总砷含量降低19.05%～36.23%,且与使用砷浓度较低的煮米水(0.01 mg/L)相比,使用砷浓度较高的煮米水(0.13 mg/L)以较低水米比例(2∶1)烹饪大米会升高更多浓度的砷。Raab等[56]发现以较低的水米比例(2.5∶1)烹饪大米后其砷含量的变化极不显著,而以较高水米比例(6∶1)烹饪大米后大米中的无机砷和总砷分别下降了36%和28%。Perelló等[65]的研究表明用去离子水(水米比例(2.86～4.29)∶1)烹饪大米29 min,大米中的砷含量增加了49%,且熟米中的砷含量多于生米、烹饪水中砷含量之和,其原因可能是大米的螯合效应,或者由于煮米过程中水分被蒸发掉一部分,又或者两种原因同时存在。另外,Fontcuberta等[66]对比了以三个不同水米比例(4∶1、16∶1、30∶1)烹饪后大米中无机砷的去除程度,其中最大的水米比例可去除最多的砷,因此Fontcuberta等[66]建议煮饭时应放入尽可能多的水,并在饭熟之后倒掉多余的水。

此外,Bett-Garber等[67]研究表明水米比例在1∶1～2∶1的范围内时对米的香味没有显著影响,但是水米比例越高,米的光滑性、黏性越大,而硬度、对嘴唇的附着性、弹性、咀嚼性降低,其结论与Srisawas等[68]研究的结论一致(水米比例研究范围为1.3～2.5)。然而,在樊奇良等[69]的研究中,在水米比例1.5∶1～3∶1范围内熟米硬度和黏度具有先增加后减小的趋势,且水米比例对熟米的硬度和黏度的影响较为显著。早期的研究[67-68]与樊奇良等[69]的研究对于水米比例对熟米硬度的影响的结论不一致,其原因可能是由于米的种类不同,所以米中的蛋白质的含量不同,从而使不同种类熟米的硬度之间有较大差异。因此,虽然较大的水米比例会除去米中更多的无机砷,但是水米比例对不同种类熟米的口感等的影响仍需要进一步的研究。

5 不同烹饪方法对大米中无机砷的去除

5.1 国际上常用的三种烹饪大米方法

很多科学家研究了国际上常用的三种烹饪大米方法(表3)对大米中无机砷去除效果的影响。Sengupta等[53]用含砷较低浓度的水(<0.003 mg/L),比较了三种烹饪大米方法去除无机砷的效果之间的差异,结果表明方法A可去除白米中56.23%的总砷,方法B仅可去除28.1%的总砷,而方法C没有显著减少大米中的砷含量(0.2%)。其中方法A中倒掉洗米水后去除了大米中26.45%的总砷,煮熟大米后倒掉多余的水去除了30.10%总砷;方法B倒掉洗米水后大米中28%的总砷被去除。Signes等[70]用含砷浓度0.04 mg/L的水研究,其结果表明方法A可去除白米中12.7%的无机砷,而方法B和方法C分别使大米中无机砷浓度增加了15.9%和23.5%。因此可见,传统煮米方法相比其他两种煮米方法可以更有效地去除大米中的无机砷。此外,Sun等[71]表明使用去离子水洗米或烹饪后,即便总砷和无机砷的含量会减少,也不会引起不同种类砷之间的转化。

表3 国际上常用的三种烹饪大米方法Table 3 Three worldwide common methods of cooking rice

5.2 蒸米

研究表明蒸米可降低米中无机砷及总砷的含量。Raab等[56]研究表明蒸米(超纯水)可使不同品种白米中的无机砷和总砷平均降低3%和10%,但不同品种白米中无机砷和总砷被去除的程度有较大差异,其中印度香米经过蒸米后可去除26%无机砷和12%总砷,而长粒米经过蒸米后只去除了1%无机砷和1%总砷。此外,蒸米与煮米(2.5∶1水米比例、6∶1水米比例)相比,6∶1水米比例煮米可去除最大程度的无机砷和总砷,其无机砷和总砷分别降低了36%和28%,而2.5∶1水米比例煮米去除无机砷和总砷的程度最小,几乎未使其浓度降低(0%和0%)[56]。因此,煮米和蒸米可去除无机砷的程度由大到小依次为高水米比例煮米>蒸米>低水米比例煮米。

5.3 渗滤技术

由于无机砷可溶于水且越高的水米比例煮米去除无机砷的程度越大,Carey等[72]开发了一种能够去除大米中无机砷的新烹饪方法:通过用接近沸腾的水(98 ℃)持续不断从大米中滤过,使水与大米充分接触从而去除无机砷。当不含砷或含砷量较低的水源较为充足时要倒掉用过的烹饪水,而当不含砷或含砷量较低的水源不足或短缺时,可回收并重新利用其蒸气冷凝成的水。Carey等[72]研究用Soxhlet装置烹饪大米并重复三次回收使用冷凝水,结果显示其烹饪方法可分别去除糙米和白米中59%±8%和69%±10%的无机砷。此外,Carey等[72]选用了Bravilor Bonamat咖啡渗滤壶烹饪大米证明了其过滤烹饪技术可简单方便地在家庭烹饪中使用:使用咖啡渗滤壶烹饪糙米和白米后可除去49%±7%的无机砷,且不同种类的米(糙米和白米)在此实验中的无机砷去除效果无显著差异。

6 前景与展望

有效消除无机砷对稻米污染的最佳途径是减少水稻栽培过程中对无机砷的富集和积累,除了抗砷育种和栽培措施外,研发适用于稻田应用的高效砷氧化微生物和砷甲基化微生物制剂,以加速高毒性砷化合物氧化或甲基化为低毒(无毒)的砷化合物,实现砷污染稻田的生物修复,从源头上消除无机砷对稻米的污染和毒性,应是今后科研工作者努力的方向之一。

国内对稻米无机砷污染的研究仅仅停留在无机砷在大米中的分布范围、大米中无机砷的检测方法、无机砷污染的暴露风险评估、无机砷的限量标准的探讨等方面,而对从稻米到熟米不同阶段如何去除无机砷污染的研究极少,且国内外对于去除米中无机砷的机理,如在不同处理过程中或使用不同方法处理稻米的过程中无机砷的迁移和转化等方面的研究更是未曾涉及。因此,对于从农田到餐桌的阶段,有关去除米中无机砷的、更适于我国居民生活及饮食习惯的、更创新的方法和技术有待于深入研究和开发。