光照法青豆油脱色工艺的探讨与研究

王 霞 杨佳佳 陆庆明 鹿保鑫

（黑龙江八一农垦大学食品学院1，大庆 163319）（九三集团天津大豆科技有限公司2，天津 300461）

光照法青豆油脱色工艺的探讨与研究

王 霞1杨佳佳1陆庆明2鹿保鑫1

（黑龙江八一农垦大学食品学院1，大庆 163319）（九三集团天津大豆科技有限公司2，天津 300461）

以青豆毛油为原料，脱色率和色度值为指标，探讨A、B、C 3个不同波段的紫外灯和高压汞灯对青豆油脱色效果的影响，同时对影响光照脱色工艺的光照强度、光照时间、光照距离3个主要因素进行单因素试验及正交试验，得出该工艺的主要影响因素最佳操作条件。经过试验，选择高压汞灯为光源，光照强度为450 W、光照时间18 h、光照距离2 cm。该条件下得到的青豆油最大脱色率为96.81%。罗维朋黄色值为32、红色值为3.0，符合国家对二级大豆油色泽的规定。

青豆油 光照 脱色色度值

大豆在收获季节时会含有不完全成熟的籽粒，俗称青豆［1－2］。因青豆中含有叶绿素［3－6］，在油脂提取的过程会增加成品油中的叶绿素的含量，不仅使成品油的色泽变深，而且影响到油脂的保质期，降低成品油质量。目前工厂常用的白土脱色方法对去除绿色没有明显作用，研究有效的脱除油脂中叶绿素方法是油脂加工企业急需亟待解决的问题。

在生产实践中，将豆油曝露在阳光之下，经一段时间阳光的照射之后，油脂色泽发生变化，青灰色略微消失，这是因为光是影响叶绿素稳定性因子之一，在有氧条件下，叶绿素可进行氧化产生自由基，造成卟啉环和吡咯链分解，从而使油脂的颜色褪去，因而可说明光照对油脂有一定的脱色作用［7－9］。为此，利用叶绿素对特定波长的光敏感性，采用光照法脱去青豆油中的叶绿素，再利用吸附剂进行二次脱色，脱除胡萝卜素等其他色素，而且吸附剂还能除去油样中的微量金属、胶质、残留皂脚、某些臭味物质以及消除氧化产物等杂质［10－11］，最终得到符合国家标准的油脂色泽，提高工厂的效益。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

青豆毛油：自制；活性白土：天津市大茂化学试剂厂。

1.2 仪器设备

GYJ125、160、250、450高压汞灯：上海亚飞照明电器有限公司；UVA、B、C紫外灯：北京誉郎诺科技有限公司；WSL－2罗维朋比色计：上海精密科学仪器有限公司。

1.3 研究方案

1.3.1 光照脱色的工艺路线

1.3.2 单因素试验设计

选取波段为A、B、C紫外灯和高压汞灯为光源，进行光照脱色，从而确定最佳脱色光源。选择对脱色率和色度值有影响的3个主要因素：光照强度X1，光照时间X2，光照距离X3，以脱色率和色度值为双重检测指标，进行单因素试验。

1.3.3 正交试验设计

根据单因素试验结果，采用L9（34）正交试验方法，以脱色率和色度值为双重指标为考核标准，进行系统优化选择，探讨各因素对这2种指标的影响，并对优化的脱色条件进行验证试验。

1.3.4 吸附脱色试验

将上述优化得到的脱色油进行吸附脱色，吸附剂为活性白土。最后进行吸光度的测定。

1.3.5 油脂脱色率的计算

式中：A0为脱色前油的吸光度；A1为脱色后油的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 单因素试验结果

2.1.1 光源对青豆油脱色效果的影响

分别选用A波段紫外灯（主波长为365 nm）、B波段紫外灯（主波长为305 nm）、C波段紫外灯（主波长为245 nm）以及125 W高压汞灯（主波长为365 nm）进行光照。将光源与试管的距离设为2 cm，光照时间分别设为 6、12、18、24、30、36、42、48 h。经 2次照射，探讨不同光源对青豆油脱色效果的影响，结果如图1所示。

图1 不同光源以及每种光源在不同时间

图1中，当光照时间一定时，高压汞灯的脱色率最高，脱色率远远高于3个波段的紫外灯，即脱色效果最好；其次是A波段紫外灯、B波段紫外灯；C波段紫外灯的脱色效果较差，对青豆油的脱色几乎不起作用。而且随着脱色时间的不断延长，经高压汞灯照射的油样的脱色率上升速率较快，即在较短的时间内就可以达到较好的脱色效果；经A、B、C 3个波段紫外灯照射的油样的脱色率上升较缓慢，这不符合实际生产中低能耗的要求。综上所述，试验选用高压汞灯作为青豆油脱色的光源。

2.1.2 光照强度对青豆油脱色效果的影响

采用高压汞灯做为光源，分别选用125、160、250、450 W 4种功率的高压汞灯进行光照。将光源与试管的距离设为2 cm，光照时间设为18 h。经2次照射，探讨不同光源对青豆油脱色效果的影响，结果如图2～图3所示。

图2 光照强度对脱色率的影响

图3 光照强度对色泽的影响

图2中随着光照强度的增加，脱色率也随之增加，且增加速率较快，450 W高压汞灯照射18 h后脱色率可达到97.98%。由图3可知，随着光照强度的增加，罗维朋比色值黄色、红色值都随之降低，450 W高压汞灯照射18 h后黄色值为30、红色值为3.0，达到了国家对二级大豆油色泽的规定（罗维朋黄色值≤35、红色值≤4.0）。综上所述，光照强度为450 W时，脱色率较高，罗维朋比色值较低，即脱色效果较好。

2.1.3 光照时间对青豆油脱色效果的影响

选用450 W的高压汞灯进行光照。将光源与试管的距离设为2 cm，光照时间分别设为6、12、18、24、30、36 h。经2次照射，探讨不同光源对青豆油脱色效果的影响，结果如图4～图5所示。

图4 光照时间对脱色率的影响

图5 光照时间对色泽的影响

图4中随着光照时间的延长，脱色率上升速率很快，且不断增加：当光照时间为6 h时，脱色率就已经达到了94.39%；之后光照时间虽继续延长，但脱色率增加速率较慢，几乎趋于平稳。考虑到生产成本、能耗等，不宜选择较长的光照时间。图5中随着光照时间的延长，罗维朋比色值的黄色、红色值都不断降低：光照时间在6～18 h范围内时，黄色、红色值降低较快；当光照时间为18 h时，黄色值达到32，红色值达到3.0，已达到了国家对二级大豆油色泽的规定（罗维朋黄色值≤35、红色值≤4.0）；之后随时间的继续延长，2个色度值变化不大，几乎趋于平稳。综上所述，综合考虑脱色率、色度值以及实际生产能耗等因素，将光照的最佳时间定为18 h。

2.1.4 光照距离对青豆油脱色效果的影响

选用450 W的高压汞灯进行光照。将光源与试管的距离分别设为0、2、4、6、8、10、12、14 cm，光照时间设为18 h。经2次照射，探讨不同光源对青豆油脱色效果的影响，结果如图6～图7所示。

图6 光照距离对脱色率的影响

由图6可知，光照距离在0～2 cm范围内，脱色率几乎不发生变化；随着距离的不断增大，脱色率也随之降低；当距离大于10 cm时，脱色率下降速率较大。由图7可知，罗维朋比色值黄色值、红值随着光照距离的增加读数不断增大：光照距离在0～2 cm范围内时，黄色值升高，但变化不大，红色值降低，2个色度值都在国家二级大豆油色泽值的规定范围内（罗维朋黄色值≤35、红色值≤4.0）；在4～8 cm范围内时，2个色度值上升速率较快；在8～14 cm范围内时，黄色值先是稍有增加，之后趋于平稳，红色值几乎不变，也趋于平稳，且在12 cm之后出现蓝色值，即油脂色度已较深。综上所述，将光照的最佳距离定为2 cm。

图7 光照距离对色泽的影响

2.2 正交试验设计结果

2.2.1 试验结果

脱色条件对脱色率的影响较大，因此对青豆油光照脱色条件进行系统优化。正交试验设计及结果见表1～表2。方差分析以及多重比较的结果见表3～表6。

表1 因素水平表

表2 正交试验安排以及试验结果

根据表2中所显示的极差R值的大小，对各因素影响程度进行比较，在试验所选定的水平范围内，A、B、C 3个因素对青豆油脱色效果的影响顺序为：A光照强度＞B光照时间＞C光照距离。

根据表3中方差分析的结果表明：A因素的F值为119.63，大于在0.01水平上的F值，因此因素A（光照强度）对试验结果的影响极为显著；B因素的F值为25.08，大于在0.05水平上的F值，因此因素B（光照时间）对试验结果的影响显著；而C因素的F值为10.65，小于在0.05水平上的F值，因此因素C（光照距离）对试验结果的影响为不显著。最后将显著因素A和因素B进行多重比较。

表3 方差分析表

表4 多重比较SSR及LSR值表

表5 A因素多重比较

根据表4～表5可知，A因素K3－K2＝10.533＞LSR0.05＝3.756，所以 A3，A2差异显著。而 K2－K1＝2.034＜LSR0.05＝3.756，所以 A1，A2差异不显著。综上所述，A因素中的A3最好。

表6 B因素多重比较

根据表4、表6可知，B因素 K2－K3＝3.144＜LSR0.05＝3.756，所以 B2、B3差异不显著。而 K2－K1＝6.177＞LSR0.05＝3.756，所以 B2、B1差异显著。综上所述，B因素中的B3最好。

因素C对试验影响较小，由图5～图8可知，光照距离为2 cm时油样的色泽值为最佳，因此选择的光照距离是2 cm。经多重比较分析，得出最佳的工艺参数为A3B3C2，即：青豆油脱色的光照强度为450 W，光照时间为24 min，光照距离为2 cm。

2.2.2 验证试验

采用上述正交试验得出的最佳工艺条件进行3组平行验证试验，以脱色率和色度值为双重指标，平均脱色率为96.81%，罗维朋黄色值为32、红色值为3.0，且重复3次试验的相对偏差不超过2%，说明试验条件重现性良好。

2.3 吸附脱色结果

由图8可知，光照脱色油经活性白土吸附脱色后，罗维朋黄色值30，红色值降至2.5。说明活性白土对油脂中的叶黄素、胡萝卜素等色素有较好的吸附作用。吸附后的色泽值仍符合国家对二级大豆油色泽的规定。

图8 吸附脱色前后色度值

3 结论

通过光照法对青豆油进行脱色处理，利用单因素试验以及正交试验，确定了其最佳脱色条件。根据试验研究与理论分析得到青豆油最佳的脱色工艺为：光源采用高压汞灯，光照强度为450W，光照时间为18 h，光照距离为2 cm。在此条件下光照得到的青豆油脱色率为96.81%，罗维朋色度值黄色值为32、红色值为3.0，符合国家对二级大豆油色泽的规定。通过吸附试验后，得到罗维朋色度值黄色值为30、红色值为2.5的脱色油。

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The Discussion and Research on Decoloring Process of Green Bean Oil by Illumination Method

Wang Xia1Yang Jiajia1Lu Qingming2Lu Baoxin1
（College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University1，Daqing 163319）（Jiusan Group Tianjin Soya Science and Technology Co.，Ltd.2，Tianjin 300461）

In order to investigate the decolourization effects with ultraviolet lamp in three different wave band（A，B and C）and high－pressuremercury lamp，the crude green bean oil was used as raw material and the decolourization ratio and chromatic value were adopted as indexes.The single factor experiment and orthogonal experiment were carried outwith three main factors affecting the illumination decoloration process，which included illumination intensity，illumination time and illumination distance.The main operating conditions which influenced the process were concluded.After the experiment，high－pressuremercury lamp was selected as light source and the illumination intensity was450W，the illumination timewas18 h and the illumination distance was2 cm.Under these conditions，the largest decolourization ratio for green bean oil reached 96.81%，lovibond yellow value was 32 and red value was 3.0，which conforms to the color and lustre regulations of secondary soybean oil in China.

green bean oil，illumination，decoloration，chromatic value

TS221

A

1003－0174（2015）08－0074－05

2014－03－05

王霞，女，1971年出生，副教授，农产品加工及贮藏