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1、.二 产品的通用名称、功能分类、用量和使用范围一、通用名称：通用名称：植物活性炭稻壳活性炭英文名称：Vegetable activated carbon Rice husk activatedcarbon二、功能分类：食品加工助剂三、用量和适用范围：用量：按生产所需适量使用拟使用范围：油脂加工工艺三 证明技术上确有必要和使用效果的资料或者文件一、植物活性炭稻壳活性炭用作油脂加工助剂的必要性1、油脂脱色的必要性脱色是油脂加工过程中的一个重要环节,在工艺应用初期,这个环节主要是为了降低油脂中的色素,使油脂更为澄清、美观。主要的脱色方法是利用具有吸附能力的加工助剂,如活性白土、凹凸棒粘土和活性炭等。
2、随着研究的深入发现,这些吸附剂在吸附油脂色素的同时,也可以吸附油脂中可能存在的苯并芘、黄曲霉素和过氧化物等食品安全危害因素。而不同的吸附剂,在吸附各类色素和危害物质的效能上有着各自不同的特性。2、植物活性炭稻壳活性炭脱色作用机理2.1 稻壳作为一种天然粮食作物的组成部分,含有80%的碳及20%的硅,其本身具有多孔结构。在适当的温度及时间控制下燃烧可以消耗掉稻壳中90%的碳成分,保留其本身的多孔结构,使得燃烧产物稻壳灰具有多孔、非晶态的结构,具有很好的吸附、渗透及过滤效果。以稻壳灰为原料生产加工出来的活性炭具有更优良的吸附性能。稻壳灰及植物活性炭稻壳活性炭的显微镜下的形态比较见图1。稻壳灰 植物
3、活性炭稻壳活性炭图1 稻壳灰与植物活性炭稻壳活性炭显微形态比较2.2稻壳灰与氢氧化钠反应,大部分硅转化为可溶性硅酸盐,剩余的炭和与炭结合紧密的硅形成多孔的炭硅骨架,且骨架表面被碱性基团侵蚀而产生活性的羟基,从而赋予该炭硅骨架颗粒以较强的吸附活性,特别是对于亲羟基的物质,如类胡萝卜素、重金属等。后续的酸化操作,将附着在炭硅骨架上的游离硅酸根进行缩合反应,形成多孔的水合二氧化硅；该部分硅与硅系列油脂脱色助剂活性白土、特种硅酸盐等相似, 同样具备较强的吸附活性；同时,酸化操作将附着在活化的炭硅骨架上的杂质粒子除去,使得羟基活性基团游离出来。2.3植物活性炭稻壳活性炭的吸附活性来源于两个成分：强碱活化
4、的炭及酸化处理的活性硅。两者的活性吸附基团以羟基为主,吸附容量取决于碱溶操作及酸化处理时产生的颗粒孔隙率及表面活性。所以,稻壳活性炭实际是一种碳硅多效吸附剂,吸附效果优于单一吸附剂。二、植物活性炭稻壳活性炭的吸附作用及优越性1. 稻壳活性炭吸附色素能力优于木质活性炭目前国内活性炭行业大体有两个分类：一是煤质活性炭,是以无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤为原料生产的,二是植物活性炭,是以木屑、椰壳或果壳等木质材料为原料生产的,食品加工使用的主要为木质活性炭。与木质活性炭相比,稻壳活性炭主要是二氧化硅含量较高,通过不同二氧化硅含量的稻壳活性炭与市售木质活性炭对菜籽油的脱色实验表明,各不同二氧化硅含量的稻壳活
5、性炭的脱色效果要优于市售木质活性炭。本实验选取了二氧化硅含量分别为20%、30%、40%的稻壳活性炭与市售木质活性炭进行脱色率检测,考察不同二氧化硅含量稻壳活性炭与市售木质活性炭的脱色性能。实验条件是：60时加入活性炭样品,105110之间保持30min。脱色结束后趁热过滤油样,于520nm波长处测定吸光度,同时测定未脱色前的油品的吸光度。实验结果见下表1：表1 不同二氧化硅含量稻壳活性炭与市售木质活性炭脱色性能比较加工助剂20%二氧化硅含量稻壳活性炭30%二氧化硅含量稻壳活性炭40%二氧化硅含量稻壳活性炭市售木质活性炭脱色率,%90.089.186.985.72. 稻壳活性炭吸附黄曲霉毒素能
6、力优于木质活性炭随着油脂加工研究的深入,发现吸附剂在吸附油脂色素的同时也可以降低油脂中食品安全风险物质的含量,如黄曲霉毒素、苯并芘等。选取稻壳活性炭和市售活性炭进行吸附黄曲霉毒素的实验。实验用油为花生油,主要实验方法是：油品加热至60时加入吸附剂样品,105110之间搅拌保持30min。脱色结束后趁热过滤油样,收集油样检测黄曲霉毒素含量。黄曲霉毒素检测方法： GB/T 5009.23-2006 食品中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2的测定进行检测。实验结果见下表2：表2 稻壳活性炭与市售木质活性炭吸附黄曲霉毒素的效果,单位g/kg检测项目初始值稻壳活性炭处理后市售木质活性炭处理后黄曲霉毒素B1
7、残留量8.812.034.20黄曲霉毒素总量残留量10.362.334.94从上表可以看出,稻壳活性炭与木质活性炭均有很好的吸附黄曲霉毒素的能力,且稻壳活性炭与木质活性炭相比,具有更好的吸附黄曲霉毒素的效果。3. 活性炭吸附苯并芘能力优于活性白土和凹凸棒粘土通过在油脂中外源添加苯并芘,对比活性炭、活性白土和凹凸棒粘土等不同吸附剂吸附苯并芘的能力。实验表明,稻壳活性炭和市售木质活性炭与活性白土和凹凸棒粘土相比,有更好的吸附苯并芘能力,且稻壳活性炭最好。如表3：表3 各吸附剂对苯并芘吸附效果的比较,单位g/kg加工助剂稻壳活性炭市售木质活性炭活性白土凹凸棒粘土苯并芘残留量初始含量 18.201.0
8、71.636.6916.104. 稻壳活性炭与活性白土/凹凸棒粘土混合使用有效脱除色素及苯并芘 结合上述实验的结果及生产中的经验,我们将稻壳活性炭与市售木质活性炭分别与活性白土/凹凸棒粘土按照相同比例混合进行脱色率和吸附苯并芘的实验,实验结果见下表4：表4 稻壳活性炭与市售木质活性炭与活性白土/凹凸棒粘土混合进行脱色率和吸附苯并芘的比较实验检测项目活性白土活性白土+稻壳活性炭活性白土+市售木质活性炭凹凸棒粘土凹凸粘棒土+稻壳活性炭凹凸粘棒土+市售木质活性炭脱色率,%94.493.590.886.088.383.6苯并芘残留量初始含量 18.20,g/kg6.690.921.0916.101.4
9、52.28 由上表可以看出,活性白土和凹凸棒粘土在添加稻壳活性炭和市售木质活性炭后,吸附苯并芘的效果增强；活性白土添加稻壳活性炭后,脱色效果与单独使用活性白土相当,添加市售木质活性炭后脱色率降低；凹凸棒粘土添加稻壳活性炭后脱色效果增强,添加市售木质活性炭后脱色率降低。5、国内文献资料中对植物活性炭稻壳活性炭脱色性能的研究5.1 论文由稻壳灰制备活性炭的工艺及应用研究 中对植物活性炭稻壳活性炭制备及应用性能进行了研究,实验结果表明植物活性炭稻壳活性炭不仅比木质活性炭具有更好的脱色效果,而且对油脂中的游离脂肪酸也具有很好的吸附作用。附件1 由稻壳灰制备活性炭的工艺及应用研究 论文主要试验结果节选5
10、.2、论文稻壳灰制取大豆油精炼中脱色剂的研究中探讨了不同的碱液浓度、硫酸浓度、活化时间等因素对脱色剂稻壳活性炭的脱色能力的影响,并对其脱色性能做了研究,实验结果表明植物活性炭稻壳活性炭较活性白土具有更好的脱色效果。附件2 稻壳灰制取大豆油精炼中脱色剂的研究 论文主要试验结果节选6、植物活性炭稻壳活性炭充分利用资源、低碳环保经济随着现代工业的发展,活性炭在净化、吸附等工业技术上得到越来越多的应用。传统的活性炭的生产需要消耗大量煤、木材和椰壳等原料资源,随着资源的不断减少环保意识的不断增强,传统的活性炭不论生产原料还是生产工艺都将面临严重的挑战。植物活性炭稻壳活性炭是利用可再生的资源,将原本难以处
11、置的天然作物充分利用,既缓解了活性炭原料不足的矛盾,同时解决了多年以来稻壳处理的难题,是发展水稻循环经济,实现低碳环保新产品,是我司按照国家的十二五规划所做的金龙鱼大米产业链创新技术成果,获得了中国粮油学会科学技术奖一等奖。 三、结论植物活性炭稻壳活性炭可弥补活性白土/凹凸棒粘土在吸附苯并芘上的缺陷,脱色效果基本相当；且有其他文献显示,植物活性炭稻壳活性炭在不同的油脂中应用时,脱色效果更好。稻壳活性炭与木质活性炭相比脱色和脱除黄曲霉毒素效果更佳。稻壳活性炭与活性白土/凹凸棒粘土混合使用可达到良好的脱色、脱苯并芘效果,并有环境及成本优势。有作为油脂加工工艺加工助剂的使用必要性。 四 质量规格要求
12、、生产使用工艺和检验方法,食品中该添加剂的检验方法等相关情况说明一、拟定食品添加剂 植物活性炭稻壳活性炭产品标准及编制说明：1范围本标准适用于以稻壳为原料,经炭化后碱溶酸化加工而成的食品添加剂植物活性炭稻壳活性炭。2技术要求2.1感官要求：应符合表1的规定。表1 感官要求项目要 求检验方法色泽黑色取适量试样置于50mL烧杯中,在自然光下观察色泽和组织状态。状态粉末2.2理化指标：应符合表2 的规定。表2 理化指标项目指标检验方法pH值5-9GB/T 12496.7油脱色率,%60附录A中A.4氰化物试验以干基计通过试验GB/T 12496.14高级芳香烃以干基计通过试验附录A中A.5砷As以干
13、基计/3GB/T5009.11或GB/T5009.76铅Pb以干基计/10GB 5009.12或GB/T5009.75附录 A检验方法A.1 警示本试验方法中使用的部分试剂具有腐蚀性,操作者须小心谨慎。如溅到皮肤上应立即用水冲洗,严重者应立即治疗。使用易燃品时,严禁使用明火加热。A.2 一般规定本标准所用试剂和水,在没有注明其他要求时,均指分析纯试剂和GB/T 66822008中规定的三级水。试验中所用标准滴定溶液、杂质标准溶液、制剂及制品,在没有注明其他要求时,均按GB/T 601、GB/T 602、GB/T 603之规定制备。A.3 鉴别 试剂和材料 盐酸溶液：质量分数为5。 碘溶液；在1
14、00 mL水中溶解14g碘和36g碘化钾,加3滴盐酸,用水稀释至1000 mL,摇匀。鉴别步骤称取3.00 g试样,精确至0.01 g,置于盛有10mL盐酸溶液的碘量瓶中,煮沸并保持30 s,冷却到室温,加100 mL碘溶液,塞上瓶塞,强烈振摇30 s。用中速定性滤纸过滤,弃去初滤液20 mL,滤液转移到50 mL比色管中至刻度,与参比溶液比对,其颜色不得深于参比溶液。参比溶液：用移液管移取10 mL碘溶液置于50 mL比色管中,用水稀释至刻度,摇匀。A.4 油脱色率的测定A.4.1 方法提要取一定质量的中和大豆油,加入一定质量的试样进行脱色,测得脱色后油的吸光度。根据吸光度的减少值计算,以百
15、分数表示脱色率。A.4.2仪器和设备A.4.2.1分光光度计,配有1cm比色皿。A.4.2.2恒温磁力搅拌器。A.4.2.3分析天平,感量0.0001 g。A.4.2.4固定好的温度计套管,温度计0 150 。A.4.2.5烧杯,500 mL。A.4.3试剂和材料A.4.3.1油样,由精炼油厂中和工段得到的新鲜中和大豆油。A.4.3.2中速定性滤纸。A.4.4测定步骤称取1500.01g中和油于500ml烧杯中,将已用乳胶管密封固定好的温度计套管套上,将其置于已预热的恒温磁力搅拌器上,边加热边搅拌。当温度升至60时缓慢加入2%的试样,搅拌强度以整个油样呈旋涡状运动为宜,保持温度计始终浸没在油样中,当温度升至105110之间保持30min。脱色结束后,取下烧杯,立即趁热过滤油样,弃去最
