Treatment evaluation for the arsenic removal in parboiled and brown rice and its chemical and physical properties

Abstract

Rice is one of the main components of the Puerto Rican diet. Previous studies had shown that brown and parboiled rice had the highest levels of arsenic consumed by Puerto Ricans, ranging from 221 ppm to 227 ppm. A boiling water treatment previously developed in our laboratory was modified and evaluated in this study for arsenic removal in rice consumed in Puerto Rico (brown and parboiled rice). Arsenic content was performed using ICP-OES and results showed a concentration of 1.1 ppm for brown rice and 0.2 ppm for parboiled rice. In this study, a total remotion of 67% (brown rice) and 50% (parboiled rice) was achieved with this treatment. Thiamine and riboflavin contents were analyzed using the HPLC-VWD. The presence of thiamine and riboflavin in post-treatment rice was detected, thus indicating vitamin loss in rice during treatment. A sensory analysis was performed to assess the consumer’s acceptance of rice pre-and post-treatment. Results showed that panelists detected differences between treatments (p < 0.001). Acceptance scale values were higher for the pre-treatment of brown rice (p < 0.001) while acceptance scale values were higher in the post-treatment of parboiled rice (p<0.0001). The treatment presented in this thesis is intended to be implemented in the food industry and in every household to reduce exposure to inorganic arsenic, however, it will require enriching the rice to compensate for vitamin loss.

El arroz es uno de los principales componentes de la dieta puertorriqueña. Estudios previos habían demostrado que el arroz integral y parbolizado tenían los niveles más altos de arsénico consumidos en Puerto Rico con niveles que varían desde 221ppm hasta 277ppm ppm. Un tratamiento de agua hirviendo, previamente desarrollado en nuestro laboratorio, fue modificado y evaluado para la remoción de arsénico en arroz consumido en Puerto Rico (arroz integral y parbolizado). El contenido de arsénico se realizó mediante ICP-OES y los resultados mostraron 1.1 ppm para arroz integral y 0.2 ppm para el arroz parbolizado. Se obtuvo una remoción total de arsénico de 67% (arroz integral) y 50% (arroz parbolizado). Los contenidos de tiamina y riboflavina se analizaron mediante HPLC-VWD. Se detectó presencia de tiamina y riboflavina en el arroz posterior al tratamiento, lo que indica una pérdida de vitaminas en el arroz durante dicho tratamiento. Se realizó un análisis sensorial para evaluar la aceptación del consumidor del arroz antes y después del tratamiento. Los panelistas detectaron diferencias entre los tratamientos (p < 0.001). Los valores de la escala de aceptación fueron mayores para el pretratamiento de arroz integral (p < 0.001) mientras que los valores de la escala de aceptación fueron mayores en el postratamiento de arroz parbolizado (p <0.0001). Se espera que el tratamiento presentado en esta tesis sea implementado en la industria alimentaria y/o en todos los hogares para reducir la exposición al arsénico inorgánico, sin embargo, será necesario enriquecer el arroz para compensar la pérdida de vitaminas.