浓香型油脂的生产及关键技术讨论

2020-01-15左青，左晖

中国油脂 2019年11期

关键词：浓香型油料拉德

左青，左晖

(1.江苏丰尚油脂工程技术有限公司,江苏扬州225127； 2.广州星坤机械有限公司，广州 510460)

浓香型油脂的制取可采用干法炒籽或湿法炒籽、机械压榨、低温过滤等工序。根据浓香油原料的不同，精炼采用低温过滤或冬化和低温水化脱胶。下面介绍并讨论芝麻、花生、菜籽浓香型油脂的制取和精炼工艺技术。

1 浓香型油脂的制取

1.1 工艺流程

油料→磁选器→去石机/振动筛→暂存仓→加水装置→预热机→炒籽机→扬烟→保温输送→榨油机→油暂存罐(带搅拌)→叶片式过滤机→低温过滤→成品油。

1.2 基本操作要点

(1)油料：要求新鲜、籽粒饱满，分选出未成熟粒、破损粒、霉变粒、陈化粒，水分含量不大于9%。从原粮仓到车间用皮带输送机输送。

(2)清理、去石、磁选：采取振动筛、比重去石机，脱去并肩泥或并肩石及其他植物性杂质，磁选器去除金属杂质，清理后油料含杂量不大于0.5%，下脚料含油料不大于1.5%。

(3)炒籽：选用滚筒炒籽机，根据原料水分和对机榨油的要求决定是否加水，根据原料水分通过无级调速(3～9 r/min)延长或缩短炒籽时间。由热风炉提供热量，控制炒籽温度均匀。

(4)压榨：采用95#、 120#、德国EP#螺旋榨油机。

(5)机榨油处理：菜籽油采取水化脱磷，芝麻油和花生油采取低温过滤脱磷。

2 浓香型油脂的生产讨论

2.1 油料的清理

一般油菜籽和芝麻采用去石机和振动筛进行清理。料斗和刹克龙采取内衬耐磨板。去石机需要吸风量稳定，进料稳定，配绞龙定量输送。

花生仁清理不能选用平面清理筛，用圆筒筛可防止土块、秆茎、小粒花生堵塞。处理量100、1 000 t/d 的圆筒筛可以用一个规格，选用双层筛，内层两种筛孔，前段是7 mm×12 mm，后段是24 mm×16 mm，外层筒筛是DN 3～4 mm。花生走内层，先清理小杂、后清理大杂，外层清理细灰尘。

花生仁不能选用色选器除异物，因为彩色色差大，无法确定宽范围色选。花生中的黄曲霉毒素采取紫外线照射脱除。芝麻和油菜籽可以选用色选器除异物，如果在采收原料时控制好质量，可以不用色选器。

2.2 暂存仓

在炒籽机前的暂存仓容量按4～8 h处理量配置，仓下选用关风器或密封绞龙，保证炒籽机的进料波动量尽可能小，稳定进料保证炒籽质量。

2.3 润湿

对不同的油料设计润水装置，在油料润湿后沥干油料表面。水浸泡和沥干时间根据经验：芝麻、油菜籽水浸泡1～3 min，沥干15 min;花生水浸泡5 min,沥干30 min。油料浸泡后水分提高1%～2%。油料中磷脂在吸水后黏性增加，榨油机出饼容易成形，机榨饼残油低。油料润湿后产生的尾气用吸湿风机带走，这样保证油品的味纯正。如果润水时间过长，油料可能产生变质变味，润水时间和环境温度有关。

花生润湿：推荐按4个季节进行实验，拿5个杯子，每个杯子浸泡时间分别按1、2、3、4、5 min,取出沥干时间分别按15、20、25、30、35 min进行实验,表面干，花生胚不能产生活性，如果胚复活，油脂带有胚芽风味。不能把花生仁全部渗透，水分渗透内部1～2 mm即可，如果花生吃水深，在炒籽过程中不能脱尽水分。一般采用盐水、热水浸泡。设计沥干机长16 m，其结构与炒籽机内部类似，在预热机进口处焊接单管，用浮子流量计控制定量喷水到预热机内。

芝麻润湿：同水洗法，吃水透彻、均匀。出油有机榨油和小磨香油的风味，不会出现焦糊味。

油菜籽润湿：可在炒籽机前装一个热水喷头，由浮子流量计定量喷水。

如果消费者认可油料不润湿直接进炒籽机榨油的风味，可不加热水润湿，20 t/d的炒籽机炒芝麻可以提产到27 t/d。

2.4 预热机(或预炒籽机)

预炒籽机的长度在5～7 m，设备结构基本和炒籽机相同。将炒籽机的尾气引进预热机内，这样可以使油菜籽从20℃升到40℃，起加热升温作用，在冬季加热效果明显。增加预热机，炒籽机能提产约10%，如增加预热机，50 t/d炒籽机产量可达65～68 t/d。

2.5 炒籽机

如果没有配置预热机，一般要求进料水分在9%左右，进炒籽机前加装进水装置(水喷头带浮子流量计)，湿油料进入炒籽机，先烘干，后炒籽。一般炒籽时间油菜籽和芝麻8～12 min、花生仁20 min,炒籽时间和粒度有关，油菜籽和芝麻如炒籽时间长怕着火。炒籽温度控制在190～210℃，温度超过220℃容易焦化或着火。在操作中控制高温产生的苯并(a)芘含量[1]。

炒籽机内壁有两种结构，直线挡板型和螺旋型。

2.5.1 直线挡板型炒籽机(见图1)

炒籽机处理量20 t/d，规格为DN 1 m、长9 m；处理量50 t/d，规格为DN 1 m、长14 m。炒籽机转速3～9 r/min变频调速。设计内部双层，夹套走烟道气(温度在800℃)加热，内胆壁上装直线挡板，在滚筒转动时挡板能抛起料，有利吸湿和扬烟，前段装吸湿装置，后段装扬烟装置，按出料温度和扬烟风机、吸湿风机、降温风机连锁。炒籽机的吸风风机控制锅炉烟道气温度和出料温度。

图1 直线挡板型炒籽机内部结构

在收购的油料水分高低不一时，如果水分高，调慢转速，反之则调高。但是要求每批次油料的水分一致，控制炒籽的整体温度均等。下段出口接收斗连接降温风机，一旦在炒籽温度过高或达到着火临界点时自动启动降温，防止着火。

2.5.2 螺旋型炒籽机(见图2)

在螺旋型炒籽机内壁焊转热翅片，料走在槽内，在转动中旋转向前，无死角。在螺旋型炒籽机内壁不结垢，炒籽机中间通轴，炒籽机规格为DN 1 m、长5 m，传热效果好，预热机和炒籽机长度共10 m。由于采取螺旋推进油料，导致内部扬烟效果差。

图2 螺旋型炒籽机内部结构

花生颗粒大，在炒籽转动中不能停留，不会产生死角，不会产生糊味。在滚筒内部温度一致情况下，花生粒受热均匀，传热快。在对芝麻和油菜籽炒籽时，要求在高温下不能停止转动。

当心花生红衣在长时间炒籽中焦糊，小花生糊。为了脱花生红衣，在预炒籽机出口加装两个打棒，转速40～50 r/min，用风机吸风，卸料关风器用无极变速，如果没有打棒，可以吸出60%～70%花生红衣。在现场安装风机，配置功率3 kW，采用DN 150 mm抽风管，斜度在45°。抽出的花生红衣经粉碎后拌入机榨饼中。

2.5.3 炒籽机应用注意事项

(1)炒籽机类型的选用

花生不用扬烟，可以选用螺旋型炒籽机，热损少，节能。但油菜籽和芝麻要扬烟，采用直线挡板型或管束式效果更好。芝麻和油菜籽在炒籽后通过扬烟降温。

(2)热源

炒籽机采用烟道气和天然气两种形式的热源，在烟道气和天然气温度都达800℃，烟道气出炒籽机温度在300℃左右，再经预炒籽机出来的尾气温度在150℃。用天热气比用煤气成本高3～4倍，在城市烧煤气要增加环保措施。

2.6 热料输送

将炒籽经斗升机输送，斗升机的料斗转动带起的风量相当于3 kW风机，油料降温后一些油路闭合，如果油料温度下降幅度大，榨油机出饼难成形，出油率下降。选用绞龙(或刮板输送机)以防止热量损失。在进榨油机前经斜绞龙和分配绞龙，绞龙外壁加装伴热装置。

在榨油机的分配绞龙前要配置混合绞龙，榨油机的出油渣在10%～15%，把榨油机出来的油渣和热料均匀地混合，以保持入榨的料温一致和入榨量稳定，榨膛压力稳定，出饼强度和出油稳定。

2.7 榨油机

目前在生产浓香型油脂的企业使用的榨油机多为95#、120#(252#)、200#榨油机和德国EP#榨油机等。控制入榨水分和温度是保证稳定饼成形和出油的关键，不同入榨水分对榨油机压榨的影响见表1，不同炒籽温度下机榨菜籽油的指标见表2。

表1 不同入榨水分对榨油机压榨的影响[2]

表2 不同炒籽温度下机榨菜籽油的指标[2]

2.7.1 95#榨油机

95#榨油机生产的油脂香味浓，在料温高或低时都容易操作。将油菜籽和芝麻在200～165℃直接入榨，出饼厚度控制在2～3 mm左右，饼残油一般在6%～7%、最低达4.85%～5%，回渣量在10%～13%。我们在设计900 t/d浓香型油脂生产线时，实际加工量为750 t/d，考虑备用两台榨油机，在损坏时替换。

2.7.2 120#榨油机

120#榨油机，在进料口和减速箱之间有20 cm间距，防止榨油机的烟进入减速箱。油料入榨水分1.2%～1.5%，饼厚2 mm，饼残油7%～8%。在榨油机榨膛分前、后两段流出油的油色泽有差异，第一段出油合格，安排两个接油盘。注意榨油机出油通道，锁紧螺母。

120#榨油机比95#榨油机产量大，出油的香味差些，温度高低不易操作，榨膛压力低，榨膛内温度不能达到95#榨油机的榨膛温度。

2.7.3 200#榨油机

花生仁制取浓香型油，榨油机的主轴转速由8 r/min 调到10 r/min，出饼厚度在10 mm，入榨水分在1%～2%，入榨温度在135℃,饼残油9%～10%。

2.7.4 德国EP#榨油机

用于压榨芝麻，入榨温度在160～165℃。芝麻芯是生的，机榨饼容易成形，如果芝麻入榨水分在0.6%，榨油机出饼松散。油菜籽容易成饼。EP#榨油机的榨螺密封圈耐温在110℃，所以要多备不同型号密封圈，在榨螺磨损拆卸时更换密封圈。

榨油机榨条分三段，如果安装间隙在0.5、0.4、0.3 mm，结果是第一段出油、后二段不出油。把三段都改为间隙0.4 mm，出油较多，出饼不成形，饼含油13%～14%。EP#榨油机中轴通水循环冷却，出油稳定，国产榨条在磨损后出渣量大，饼残油上升，一般出渣量在10%～12%。

2.8 机榨油清理固杂

从榨油机出来的油进入两个暂存罐(带搅拌装置，转速30～45 r/min，使油含杂质均匀)，泵入叶片式过滤机除固杂。国产卧螺式过滤机滤油不稳定，另外从其出来的油渣含油60%难处理，回填进榨油机，如果回填量波动或回填量大榨油机压力波动或滑膛。采取叶片式过滤机，可避免油渣回填问题，叶片式过滤机在吹干卸饼是干粉，含油在25%以内，经造粒后输送到浸出车间。

3 浓香型油脂的精炼

机榨菜籽油含磷量在300～350 mg/kg，花生油含磷量为菜籽油的1/4～1/5，芝麻油含磷量是菜籽油的1/10。要保持浓香型油脂的风味，可采取低温无水脱胶工艺和低温水化脱胶工艺。

芝麻油含微量的蜡质，不需要水化脱胶，采取多次低温过滤。如果按照市场特殊需求，对芝麻油和菜籽油过滤后冬化处理。

3.1 花生油低温无水脱胶工艺

低温无水脱胶原理是微粒凝聚，即在胶体杂质凝聚临界温度高于其所处的油脂温度时，胶体杂质从油脂中析出，胶溶状态变成悬浮状态。其工艺流程：

(1)澄清：经澄清箱初步除杂，固体杂质作为助滤剂，或添加活性炭和花生饼粉，用量为胶质含量的3～5倍，是油脂量的3%～5%。

(2)降温：一次过滤油温在24～30℃，车间室内温度保持在15～20℃。

(3)过滤：用板框过滤机过滤,开始时进油量小，以利于形成滤饼层，取样检验过滤油合格后再加大进油量，保持恒温过滤，使胶粒稳定。开始过滤的浑浊油返回随后续油一起过滤。

(4)二次降温：二次过滤油温在10～15℃，静置时间48 h，低于10℃过滤非常慢。花生油在4.4℃凝固。

(5)二次过滤：选择大过滤面积，过滤面积按 5 m2/t(以油质量计)，用开式离心泵(或螺杆泵)。可选用1层滤布加1层工业滤纸或脱脂棉、工业树脂，容易过滤。

(6)低温过滤说明：①低温脱胶形成的胶质小容易受压变形，属可压缩性滤渣，为了过滤分离效果好，要加添加剂，可在油脂中加适量的饼粉作为凝聚剂和助滤剂，过量添加会增加过滤负荷；②油脂在低温时黏度大，磷脂等相互吸引凝聚阻力增大，凝聚速度慢，要缓慢冷却才能形成粗大、均质的胶粒；③在冷却中慢速搅拌，增加胶粒之间的相互碰撞接触机会，提高凝聚速度，避免不均匀的凝聚，形成均匀的胶粒颗粒；④注意过滤压力，在开始没有形成底层滤饼层时，如果滤压大，容易穿过过滤层导致过滤油浑浊，等检验过滤油合格后把浑浊油打回重新过滤。

(7)油泵: 选择三缸泵或齿轮泵，维持流量稳定。

3.2 菜籽油低温水化脱胶工艺

其工艺流程：

(1)冷却：过滤后，把油脂温度冷却到40～50℃，泵入水化罐。

(2)水化：在15 min内添加 5%～10%相同温度的软水，撒5%的机榨饼粉，慢速搅拌20～30 min泵入沉降罐后静置。

(3)沉降：在沉降罐中自然温度下沉降20 d，分离上层油和下层油脚。

表3为机榨菜籽油和过滤油的检测数据。

表3 机榨菜籽油和过滤油的检测数据

3.3 芝麻油和菜籽油冬化

为了保持瓶装芝麻油和菜籽油18个月的货架期，将其进行冬化处理：泵油进结晶罐，急冷3℃结晶，结晶18 h、养晶18 h后，升油温在15℃过滤(室内温度<20℃)。

4 浓香型油脂风味的讨论

4.1 菜籽油、花生油、芝麻油的香味

挥发性风味物质是植物油中存在的特异性标志，每种植物油都有其独特的风味。美拉德反应和脂肪氧化反应是形成浓香植物油香气的两个重要途径。油料中含硫氨基酸和糖类可发生美拉德反应，产生人们所需要或不需要的气味和色泽。据文献[3]报道，亮氨酸与葡萄糖在高温下反应，能够产生令人愉悦的面包香风味。半胱氨酸反应产物有鸡肉味，甘氨酸反应产物有焦糖风味，谷氨酸反应产物有苦杏仁等异味，这3种氨基酸反应产物中以呋喃、吡喃、吲哚、酯类、醇类为主，呈现香味。不同的油料含不同的呈香因子。

热榨菜籽毛油有34种风味成分[4]：2种醇类，占全部风味成分的14.99%；8种醛类，占14.36%；3种烯烃类，占3.24%；9种硫甙降解物，占42.92%；8种杂环类，占17.59%；4种苯环类，占7.45%。

杂环类(吡嗪、呋喃)和醛类化合物是产生花生油风味的挥发性风味物质，其中吡嗪化合物和苯乙醛是美拉德反应产物[5]，吡嗪化合物表现为烘烤和坚果风味，是压榨油烤香的来源，苯乙醛表现为甜香风味，是花生油中甜香味的来源。苯乙醛自身不稳定，在储藏中易发生氧化。油脂氧化反应和Strecker降解[6]是形成醛类化合物的来源。

芝麻香味成分[7]含低分子糠醇、酚、酮、乙酰吡嗪、愈创木酚、呋喃、吡喃、2-乙酰吡咯等14种物质及221种衍生物。呈香味的主要成分之一是乙酰吡嗪。芝麻蛋白质中含硫化合物高于其他油料，如半胱氨酸、胱氨酸和蛋氨酸参加羰基反应生成吡嗪、硫基乙醛、甲硫氨醇等。

香型按不同的温度产生清香型[3]、韵香型及浓香型，日本学者认为在110℃以上才有实质性呋喃、吡嗪类化合物形成，在140℃以上产生“火功香”[8]。炒香型和烤香型不是一个风味，炒籽机出来的是炒香型。

4.2 美拉德反应产生有毒物质

美拉德反应起到增香作用，但也会产生一些对人体有负面作用甚至致毒作用的物质，在美拉德反应的同时伴随着焦糖化反应，虽然这些增量在食品安全限量内，但也应该高度重视。

(1)焦糖化：热解反应引起分子脱水，把双键引入糖环，生成不饱和环中间体，如呋喃、共轭双键吸收光，产生颜色，不饱和环发生聚合生成有色的聚合物，这与美拉德反应有区别。

铵法焦糖色素工艺[9]是还原糖与铵盐通过美拉德反应经历氧化、脱水、环化、聚合等化学反应，生成大分子类黑精色素化合物，产生的4-甲基咪唑成分。

熊巍林等[10]研究发现，油菜籽在生产过程中烘炒温度从120℃到180℃,随着温度的升高和加热时间的延长(20 min),炒焦不会增加菜籽油中的苯并(a)芘，油菜籽本身含有少量的苯并(a)芘和炒焦产生的苯并(a)芘作为中间物参加非酶褐变反应。但当油菜籽炭化后，其苯并(a)芘含量增加。分析原因是炭化油菜籽中的脂类、胆固醇、蛋白质、碳水化合物发生热解或热聚产生大量的苯并(a)芘。在精炼过程中，脱胶脱酸脱除苯并(a)芘达66.7%，脱色添加0.1%活性炭可脱除50.5%苯并(a)芘，脱臭和脱蜡影响很小。

2008年在北京举办的第40届CCFA(食品添加剂法典委员会)针对美拉德产物中焦糖的使用作出新的规定，中断、废除、更新了焦糖在某些食品中的使用[6]。

苯并(a)芘是一种高活性间接致癌物和突变原。我国《食用植物油卫生标准》(GB 2716—2005)规定苯并(a)芘(BaP)限量在10 μg/kg。在生产过程的炒籽和成品油中检测苯并(a)芘的含量，根据炒籽中的苯并(a)芘含量来调整在200～220℃的滞留时间。

(2)阻止金属离子吸收:美拉德反应产物的结构与反应底物的种类和性质对产物的抗氧性能产生影响，对一些多酚氧化酶有抑制作用，美拉德反应产物具有螯合一些金属离子的作用，影响人体吸收。

(3)丙烯酰胺及5-羟甲基糠醛(5-HMF)[3]：碳水化合物在高温下易生成丙烯酰胺及5-羟甲基糠醛(5-HMF)，对人体器官有害。目前我国对食品中丙烯酰醛和5-HMF没有限量标准。谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸与还原糖发生美拉德反应，产生丙烯酰胺，其中甘氨酸反应生成的丙烯酰胺的量少。木糖和葡萄糖产生的丙烯酰胺量差不多。谷氨酸的反应产物中5-HMF含量比甘氨酸和半胱氨酸的高。甘氨酸与木糖或葡萄糖反应产生5-HMF，但葡萄糖的反应产物中5-HMF含量高。欧盟食品安全委员会食品添加剂、香料、加工助剂及食品接触材料小组认为每人每天摄入5-HMF上限为1.6 mg，现在远低于此限。

美拉德反应终期多发生蛋白质和还原糖交联，生成糖基化最终产物(AGEs)，其可促使人衰老[11]。