棉籽加工中棉粕蛋白质含量和棉籽油色泽的控制

周人楷，张文龙 ，童惠英，张利军，许益建，孙 乐

(1.无锡中粮工程科技有限公司，江苏 无锡 214035； 2.中粮集团 中国粮油控股有限公司生产与质量安全管理部，北京 100020)

应用实践

棉籽加工中棉粕蛋白质含量和棉籽油色泽的控制

周人楷1，张文龙2，童惠英1，张利军1，许益建1，孙 乐1

(1.无锡中粮工程科技有限公司，江苏 无锡 214035； 2.中粮集团 中国粮油控股有限公司生产与质量安全管理部，北京 100020)

主要叙述了以棉籽为原料，生产加工后得到两个主要产品——棉粕和棉籽油，分别分析了影响棉粕蛋白质含量和棉籽油色泽的因素，并提出了控制各因素的关键点。在实际生产中，通过控制这些关键因素，可得到高蛋白的棉粕和高品质的棉籽油。

棉粕；蛋白质；棉籽油；色泽

棉籽是我国的大宗油料之一，棉籽加工的主要产品为棉粕和棉籽油。棉粕中蛋白质含量的高低不仅影响其在饲料中的添加量 ,同时也影响棉粕的利用价值。 我公司近几年在新疆地区，采用膨化浸出生产加工工艺，制取的棉粕色泽金黄，蛋白质含量达到46%～53%[1]，具备较高的市场竞争力。棉籽油色泽是衡量其质量的重要指标，消费者通过色泽的感官效果来判断油品质量，从而选择是否采购。因此，改进传统工艺得到的高品质棉籽油，其色泽浅(Y15，R2.0)、稳定性好，具有较高的市场竞争力。根据工程实践，现将棉籽加工中影响棉粕蛋白质含量和棉籽油色泽的因素进行探讨总结，以便与同行进行交流。

1 棉粕加工工艺

棉籽清理→剥壳→仁壳分离→软化→轧坯→调质→膨化→冷却→浸出→湿粕蒸脱→研磨→筛分→成品棉粕。

1.1 棉粕蛋白质含量的影响因素

(1)原料品质影响：棉籽生产的气候和成熟度影响蛋白质含量；

(2)剥壳后仁中含壳量的影响：仁中含壳量多少影响蛋白质含量；

(3)调质的影响：调质过程中水分、温度等影响蛋白质变性；

(4)湿粕蒸脱的影响：湿粕蒸脱的水分、温度、时间影响蛋白质变性；

(5)棉粕中含壳量的影响：棉粕中含壳量的多少，决定最终产品蛋白质含量的高低。

1.2 控制棉粕蛋白质含量的关键点

1.2.1 原料品质的控制[2]

棉籽因品种和生长环境不同，品质差异较大。成熟度较好的棉籽有利于提高整籽含油率和棉粕蛋白质含量。棉籽储存的安全水分为11%～12%。原料水分含量过高，在储存过程中容易引起发热、霉变，在后续加工生产中，会使棉粕呈现褐色，蛋白质含量降低。 因此，采购原料时，控制原料品质指标很重要。

1.2.2 剥壳后仁中含壳量的控制

棉壳中的蛋白质含量很低，蛋白质主要集中在棉仁中。棉籽剥壳后，仁中含壳量的多少是影响棉粕蛋白质含量高低的主要因素。生产实践证明，仁中含壳量控制在12%～15%，将有效降低粗纤维含量，棉粕蛋白质含量能够达到46%左右；但棉籽原料的品质有差异时，如水分、含壳量的差异会导致剥壳率下降，进而影响蛋白质含量。因此，因根据不同的原料品质，选用与之匹配筛孔的分离筛，控制仁中含壳量的稳定。

1.2.3 调质的控制

调质是制油过程中的关键工序，主要是通过水分、温度的作用，使油料内部结构发生变化。调质过程中，油料中蛋白质发生热变性，80℃以上时蛋白质变性加剧。为了降低油料中蛋白质变性，在调质过程中，控制蒸炒锅压力在0.5 MPa左右，出料温度在75～80℃，出料水分6%～7%，满足进入膨化机的品质要求。

1.2.4 湿粕脱溶的控制

棉籽饼浸出后的湿粕在蒸脱烘干过程中，极易影响棉粕的蛋白质含量和外观色泽。棉粕蛋白质变性与湿粕蒸脱的温度、水分、时间有关，蛋白质在80～130℃ 时随温度升高变性加剧。生产操作中在满足粕残溶条件下，根据影响蛋白质变性的因素进行具体控制：①严格控制脱溶、烘干的温度，脱溶气相温度控制在85℃左右，在满足粕水分的条件下降低烘干温度，出粕温度控制在100℃以下；②生产中严格控制直接蒸汽含水量和加入量；③脱溶机料层控制采用的是单层独立控制的进、出料方式，控制蒸脱时间，保持生产连续稳定，使脱溶生产过程均匀稳定。

1.2.5 棉粕中含壳量的控制

棉粕中的蛋白质含量和色泽最终取决于棉粕中含壳量的多少。根据棉粕中粕和壳的硬度差异等物理特点，采用研磨、筛分的工序，进一步将棉粕中的棉壳和细绒分离。通过实际生产实践，制取出蛋白质含量高达53%、色泽金黄的棉粕产品。同时根据市场需求，可以灵活调整，制取蛋白质含量46%～53%不等的高蛋白棉粕。产品灵活性高，市场竞争力强。

2 棉籽油的加工工艺

棉籽清理→剥壳→仁壳分离→软化→轧坯→调质→膨化→冷却→浸出→毛油→过滤→蒸发→汽提→中和→脱色→脱臭→成品棉籽油。

2.1 棉籽油色泽产生的原因

棉籽油色泽深的主要原因是油中存在棉酚及其衍生物。棉酚主要存在于棉仁的色素腺体之中，是棉籽中最重要的色素，占总色素的20%～40%。棉酚是棉籽油中的特有成分，是一种强发色性的物质。棉酚受热变性易形成变性棉酚，是一种非常稳定的色素，无论是碱炼、吸附剂吸附还是高温脱色都很难去除。 控制棉籽油中棉酚含量，尤其油中变性棉酚含量是控制棉籽油色泽的关键。

2.2 棉籽油色泽的影响因素

(1)棉籽毛油的品质：棉籽毛油的品质影响棉籽油色泽；

(2)合适的精炼方法：合适的精炼工艺影响成品棉籽油的色泽。

2.3 控制棉籽油色泽的关键点

2.3.1 棉籽毛油品质的控制

2.3.1.1 棉籽原料

棉籽的生长气候与成熟度及水分能产生霉粒、未成熟的棉籽。棉籽储存时由于储存温度变化，特别是水分过高时，容易发霉，内部发生霉变、腐烂，产生更多的有机降解物，使棉籽加工出来的油脂色泽加深，这种霉粒在油脂加工中不能用皂脚吸附除去，致使成品油色泽很深，影响成品油色泽[3]。

采购原料时，选择成熟度较好、水分11%～12%、含绒少的棉籽，能提高棉籽油的品质。

2.3.1.2 调质-膨化工段

棉酚受热变性易形成变性棉酚，是一种非常稳定的色素。而高温会使棉酚更易变性。实践生产调质温度控制在75～80℃的中低温运行，有效降低变性棉酚的产生。

2.3.1.3 蒸发工段

在蒸发过程中，温度过高会使混合油中含有的杂质及棉酚固化，形成色素，控制好蒸发过程中每个工序的温度，可降低毛油色泽。

以上每个步骤都要控制好才会得到低酸值、色泽较浅的棉籽毛油。

2.3.2 精炼生产工艺的控制

2.3.2.1 中和工段

色泽控制原理：棉籽毛油部分色素在碱炼过程中被用一定浓度烧碱液中和毛油中的游离脂肪酸所生成的皂脚(钠皂)吸附并与棉籽油分离，棉酚在此过程中也被吸附脱除。其中，游离棉酚呈弱酸性，能与碱作用生成不溶于油脂的棉酚钠盐，在油脂碱炼时随皂脚除去。

中和工段操作控制点：①采用长混碱炼工艺，使中和反应充分，棉酚和油中色素充分被皂吸附；②选择适中的碱液浓度与超量碱比例，既要减少中性油损失又要尽量去除油中的色素，碱炼用碱通常要用约18%氢氧化钠，超量碱根据实际生产情况定；③如果棉籽毛油品质较差，避免因棉酚的存在而导致对一、二级棉籽油产生不良的影响及一次碱炼炼耗太高，通常采用二次碱炼的方式；④碱炼后棉籽油酸值(KOH)以控制在0.08～0.12 mg/g为宜；⑤碱炼棉籽油含皂量及胶体物质含量应控制在最低范围，碱炼油水分控制0.1%以下；⑥经碱炼加工后，碱炼油的色泽可控制在R2.4以下(25.4 mm槽)。

2.3.2.2 脱色工段

脱色工段操作控制点： ①采取预脱色-复脱色工艺，建立两次吸附平衡，脱色效果好，生产成本低； ②活性白土水分应控制在10%以下，否则会降低脱色效果；③ 控制白土用量，采用白土复配方法，膨润土、凹凸棒土和活性炭按一定比例复配，单纯增加活性白土用量，不仅脱色油损失增加，还会使脱色油酸值升高；④活性炭对蓝色和绿色色素的脱除特别有效，对难以脱除的变性棉酚也有一定的脱除作用；⑤棉籽油连续脱色是在真空极限要求小于10 kPa状态下进行，既可以减少水分对吸附脱色带来的不利影响，也可以防止油脂在脱色过程中产生氧化使色泽加深与固化；⑥在加入同量吸附剂情况下,脱色温度通常控制在110℃以下、脱色时间20～30 min时脱色效果最好；温度低、时间短吸附剂吸附能力没有达到最佳，温度高、时间长会生成新色素使色泽变深，而新生成的色素更不易被脱除。

脱色油经脱臭处理后，得到成品棉籽油的色泽为Y15，R2.0(133.4 mm槽)。

3 结束语

棉粕蛋白质含量和棉籽油色泽受到多方面因素的影响，既有原料品质的因素，又有加工工艺和操作的因素。要提高棉粕蛋白质含量，降低棉籽油色泽，必须控制原料品质、控制预处理、浸出、精炼加工工艺中每个工序、主要设备的操作参数，制定严格的操作规程，从而生产出蛋白质含量高的高品质棉粕和色泽浅的高品质棉籽油，提高油脂加工企业产品在市场的竞争优势，为企业创造更大的经济效益和社会效益。

[1] 童惠英, 秦健,许姣皎,等.高蛋白棉粕的制取工艺设计及实践[J].粮食与食品工业， 2016,23(4):42-44.

[2] 刘玉刚, 王国才, 杨杰,等.对影响棉粕蛋白含量因素的探讨[J].中国油脂，2007,32(9):17-18.

[3] 刘军海.浅析影响棉籽油色泽的因素[J].中国棉花加工, 1996(1):44-45,23.

Control of protein content of cottonseed meal and color of cottonseed oil in cottonseed processing

ZHOU Renkai1,ZHANG Wenlong2, TONG Huiying1, ZHANG Lijun1,XU Yijian1,SUN Le1

(1.Wuxi COFCO Engineering Technology Co., Ltd., Wuxi 214035，Jiangsu, China; 2.Production and Quality Safety Management Department, China Agri-Industries Holdings Limited,COFCO, Beijing 100020, China)

With cottonseed as raw material, two main products—cottonseed meal and cottonseed oil were obtained after processing. The factors affecting protein content of cottonseed meal and color of cottonseed oil were analyzed and the key control points of various factors were put forward. In practical production, protein-rich cottonseed meal and high-quality cottonseed oil were obtained by controlling the key factors.

cottonseed meal; protein; cottonseed oil; color

2016-12-14

周人楷(1977)，男，高级工程师，硕士，主要从事油脂油化、植物蛋白工程设计及工厂建设工作(E-mail)zhourenkai@cofco.com。

TS224；TQ644.2

B

1003-7969(2017)05-0149-03