过滤介质对大豆浓缩磷脂透明度的影响

黄昭先 ，陈 靓 ，王翔宇 ， 王满意

（1.中粮营养健康研究院，北京 102209；2.营养健康与食品安全北京市重点实验室，北京 102209；3.江苏一鸣生物股份有限公司，江苏泰州 225300；4.老年营养食品研究北京市工程实验室，北京 102209；5.江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心，江苏南京 210023）

大豆浓缩磷脂（Lecithin）是大豆油加工过程中的副产品，是大豆原油脱胶后得到的胶经过蒸发脱水得到的产物[1]。大豆浓缩磷脂广泛应用于食品工业中，需求量巨大[2-3]。目前，国产大豆浓缩磷脂的品质较低，主要体现在透明度低和色泽深2个方面，与国外同类产品相差较大，限制了国产大豆浓缩磷脂的使用，一般用于饲料领域[4]。

提高大豆浓缩磷脂品质主要需解决透明度低和色泽深这2个关键问题，而透明度低进一步造成国产大豆浓缩磷脂在外观上色泽更深的感官效果[5]。磷脂的透明度主要由大豆加工过程中原料中的杂质和加工环节中的杂质带入造成磷脂不透明[6]，解决的方法主要分为2种，一种是对毛油进行过滤，另一种是水化脱胶得到磷脂后用溶剂稀释进行过滤[7-8]。

以大豆原油为初始原料，对大豆原油过滤除杂，研究过滤介质对大豆浓缩磷脂透明度的影响。在过滤工艺过程中，过滤介质的材料是非常重要的影响因素，试验分别选择硅藻土、活性炭、活性白土、豆粕、珍珠岩、木质纤维素、凹凸棒土和膨润土作为过滤介质，研究其对大豆浓缩磷脂透明度的影响。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

大豆原油、饲料级大豆浓缩磷脂、豆粕，中粮东海粮油工业有限公司提供；食品级大豆浓缩磷脂，嘉吉公司提供；CELITE 499硅藻土，临江市赛力特硅藻有限公司提供；FIBROXCEL 10木质纤维素，AEB公司提供；活性炭，福建元力活性炭股份有限公司提供；活性白土，黄山市白岳活性白土有限公司提供；凹凸棒土，博金凹凸棒石粘土科技有限公司提供；膨润土，乐平市洁净漂白土有限公司提供；珍珠岩，江苏康爱特集团提供；正己烷（分析纯），国药集团化学试剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

板框过滤器，实验室定制；R-205型旋转蒸发器，上海申胜生物技术有限公司产品；MF-1000型薄膜蒸发器、HS-1000型恒温水浴，日本东京理化公司产品；WH-17D型旋片式油封真空泵，德国Chemvak公司产品；UV2700型紫外分光光度计，日本岛津公司产品；PFX195-1型自动色度仪，英国罗维朋（Lovibond） 公司产品；3-16 L离心机，美国SIGMA公司产品；PL2002型电子天平、AL204-IC型分析天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 大豆浓缩磷脂制备方法

（1）大豆原油过滤。将大豆原油与过滤介质混合均匀，通过板框过滤器循环过滤，直至大豆原油澄清透明，大豆原油温度80℃，过滤介质用量是大豆原油质量的2%。

（2）水化。向过滤后的大豆原油中加入一定量的水，进行水化反应，使大豆原油中的磷脂与水形成胶状物，水的用量是大豆原油的2%，反应温度50℃，反应时间30 min。

（3） 离心。将水化得到的胶状物进行离心分离，得到离心后的胶状物，离心机转速2 500 r/min，离心时间10 min。

（4）蒸发脱水。将离心后的胶状物通过薄膜蒸发器进行蒸发脱水，得到成品大豆浓缩磷脂。蒸发真空度控制在绝对压力0.01 MPa条件下，温度控制在90℃，蒸发脱水时间20 min。

1.3.2 磷脂透光率的检测

取大豆浓缩磷脂5 g放入100 mL正己烷溶液中混合均匀，得到大豆浓缩磷脂与正己烷的比例为1∶20（g∶mL） 的混合溶液。

用紫外分光光度计检测不同波长下的透光率。透光率（T）：当入射光强度I0一定时，介质吸收光的强度I0越大，则透过光的强度It越小。用It/I0表示光线透过介质的能力，称为透光率，以T表示，即

2 结果与分析

2.1 硅藻土对大豆浓缩磷脂透明度的影响

硅藻土过滤所得大豆浓缩磷脂的透光率见图1。

以硅藻土为过滤工艺的过滤介质，与大豆原油混合均匀，通过板框过滤器循环过滤，直至大豆原油澄清透明，其添加量分别为0.5%，1.0%，2.0%，3.0%。对所得大豆原油水化脱胶，然后将胶状物蒸发脱水得到大豆浓缩磷脂。用紫外分光光度计测定大豆浓缩磷脂在不同波长下的透光率，并与饲料级大豆浓缩磷脂和食品级大豆浓缩磷脂的透光率进行比较，结果如图1所示。在波长大于500 nm的可见光波长范围内，随着硅藻土添加量增加，制备的大豆浓缩磷脂透光率相应下降，甚至比饲料级大豆浓缩磷脂的透光率低，说明用硅藻土过滤加工制成的大豆浓缩磷脂反而不如未经处理的饲料级大豆浓缩磷脂的透明度好。可能是由于过滤过程中硅藻土混入大豆油中，因此使用硅藻土过滤大豆原油不能有效去除杂质。

2.2 活性炭对大豆浓缩磷脂透明度的影响

活性炭过滤所得大豆浓缩磷脂的透光率见图2。

以活性炭为过滤工艺的过滤介质，与大豆原油混合均匀，通过板框过滤器循环过滤，直至大豆原油澄清透明，由于活性炭颗粒细小，容易堵塞过滤布，因此试验中减小了活性炭添加量，分别为0.012 5%，0.030 0%，0.060 0%，0.125 0%。对所得大豆原油水化脱胶，然后将胶状物蒸发脱水得到大豆浓缩磷脂。用紫外分光光度计测定大豆浓缩磷脂在不同波长下的透光率，并与饲料级大豆浓缩磷脂和食品级大豆浓缩磷脂的透光率进行比较，结果如图2所示。在波长大于500 nm的可见光的波长范围内，活性炭添加量为0.012 5%时，制备的大豆浓缩磷脂的透光率与饲料级大豆浓缩磷脂的透光率接近，随着活性炭添加量的增加，大豆浓缩磷脂的透光率下降。根据透光率越高、透明度越好的原则，用活性炭过滤加工制成的大豆浓缩磷脂没有未经处理的饲料级大豆浓缩磷脂的透明度好。此外，由于在过滤过程中出现了严重堵塞的现象，所以活性炭不适合用于大豆原油的过滤工艺。

2.3 活性白土对大豆浓缩磷脂透明度的影响

活性白土过滤所得大豆浓缩磷脂的透光率见图3。

以活性白土为过滤工艺的过滤介质，与大豆原油混合均匀，通过板框过滤器循环过滤，直至大豆原油澄清透明，其添加量分别为0.5%，1.0%，2.0%。对所得大豆原油水化脱胶，然后将胶状物蒸发脱水得到大豆浓缩磷脂。用紫外分光光度计测定大豆浓缩磷脂在不同波长下的透光率，并与饲料级大豆浓缩磷脂和食品级大豆浓缩磷脂的透光率进行比较，结果如图3所示。在波长大于500 nm的可见光波长范围内，随着活性白土添加量增加，制备的大豆浓缩磷脂的透光率相应下降，活性白土添加量为0.5%的大豆浓缩磷脂透光率最高，但仍然低于饲料级大豆浓缩磷脂，用活性白土过滤加工制成的大豆浓缩磷脂透明度比未经处理的饲料级大豆浓缩磷脂要低。因此，使用活性白土过滤大豆原油不能有效去除杂质。

2.4 豆粕对大豆浓缩磷脂透明度的影响

豆粕过滤所得大豆浓缩磷脂的透光率见图4。

豆粕是大豆油加工的产物之一，也可以用作油脂加工助滤剂。以豆粕作为过滤工艺的过滤介质，与大豆原油混合均匀，通过板框过滤器循环过滤，直至大豆原油澄清透明，其添加量分别为0.5%，1.0%，2.0%。对所得大豆原油水化脱胶，然后将胶状物蒸发脱水得到大豆浓缩磷脂。用紫外分光光度计测定大豆浓缩磷脂在不同波长下的透光率，并与饲料级大豆浓缩磷脂和食品级大豆浓缩磷脂的透光率进行比较，结果如图4所示。在波长大于500 nm可见光波长范围内，用豆粕过滤大豆原油加工制成的大豆浓缩磷脂的透光率与饲料级大豆浓缩磷脂的透光率比较接近，但是还是略低于饲料级大豆浓缩磷脂，且透光率随着豆粕添加量增加而降低，说明用豆粕过滤加工制成的大豆浓缩磷脂不如未经处理的饲料级大豆浓缩磷脂的透明度好。不同比例豆粕对大豆原油的过滤无助于杂质的去除。

2.5 珍珠岩对大豆浓缩磷脂透明度的影响

珍珠岩过滤所得大豆浓缩磷脂的透光率见图5。

珍珠岩是油脂加工中常用的助滤剂。以珍珠岩作为过滤工艺的过滤介质，与大豆原油混合均匀，通过板框过滤器循环过滤，直至大豆原油澄清透明，其添加量分别为0.5%，1.0%，2.0%。对所得大豆原油水化脱胶，然后将胶状物蒸发脱水得到大豆浓缩磷脂。用紫外分光光度计测定大豆浓缩磷脂在不同波长下的透光率，并与饲料级大豆浓缩磷脂和食品级大豆浓缩磷脂的透光率进行比较，结果如图5所示。用珍珠岩过滤大豆原油加工制成的大豆浓缩磷脂的透光率低于饲料级大豆浓缩磷脂，且透光率随着珍珠岩添加量增加而降低，使用珍珠岩过滤加工制成的大豆浓缩磷脂不如未经处理的饲料级大豆浓缩磷脂的透明度好。因此，使用珍珠岩过滤大豆原油不能有效去除杂质。

2.6 木质纤维素对大豆浓缩磷脂透明度的影响

木质纤维素作为良好的过滤介质在酒精、饮料过滤领域作为预涂及流加助滤剂使用广泛，吸附不能被传统硅藻土过滤滤除的颗粒，提高过滤质量的同时，木质纤维素赋予滤饼弹性，使得压力上升平缓，延长一次过滤量。

木质纤维素过滤所得大豆浓缩磷脂的透光率见图6。

以木质纤维素作为过滤工艺的过滤介质，与大豆原油混合均匀，通过板框过滤器循环过滤，直至大豆原油澄清透明，其添加量分别为0.25%，0.50%，1.00%，2.00%。对所得大豆原油水化脱胶，然后将胶状物蒸发脱水得到大豆浓缩磷脂。用紫外分光光度计测定大豆浓缩磷脂在不同波长下的透光率，并与饲料级大豆浓缩磷脂和食品级大豆浓缩磷脂的透光率进行比较，结果如图6所示。在波长大于500 nm的可见光的波长范围内，使用木质纤维素过滤大豆原油加工制成的大豆浓缩磷脂的透光率不但比饲料级大豆浓缩磷脂的透光率高很多，而且高于比嘉吉食品级大豆浓缩磷脂。大豆浓缩磷脂透光率随着木质纤维素添加量增加而提高，少量的木质纤维素就可以达到过滤效果，因此可以通过减少木质纤维素添加量降低使用成本。

2.7 凹凸棒土对大豆浓缩磷脂透明度的影响

凹凸棒土过滤所得大豆浓缩磷脂的透光率见图7。

凹凸棒土具有良好的吸附作用，在油脂加工中常与活性白土复配作为油脂脱色剂使用。以凹凸棒土作为过滤工艺的过滤介质，与大豆原油混合均匀，通过板框过滤器循环过滤，直至大豆原油澄清透明，其添加量分别为0.125%，0.250%，0.500%，1.000%。对所得大豆原油水化脱胶，然后将胶状物蒸发脱水得到大豆浓缩磷脂。用紫外分光光度计测定大豆浓缩磷脂在不同波长下的透光率，并与饲料级大豆浓缩磷脂和食品级大豆浓缩磷脂的透光率进行比较，结果如图7所示。在波长大于500 nm的可见光的波长范围内，使用凹凸棒土过滤大豆原油制备的大豆浓缩磷脂的透光率比饲料级大豆浓缩磷脂的透光率略高，但低于食品级大豆浓缩磷脂。大豆浓缩磷脂的透光率随着凹凸棒土添加量的增加而升高，但是当凹凸棒土添加量逐渐增加时，大豆原油的过滤速度会减慢，添加量达到1%时，过滤会变得比较困难。虽然凹凸棒土过滤对大豆原油除杂有一定效果，但与木质纤维素相比差别很大，因此不适合作为过滤介质使用。

2.8 膨润土对大豆浓缩磷脂透明度的影响

膨润土过滤所得大豆浓缩磷脂的透光率见图8。

膨润土是常用的助滤剂，具有一定的吸附作用。以膨润土作为过滤工艺的过滤介质，与大豆原油混合均匀，通过板框过滤器循环过滤，直至大豆原油澄清透明，其添加量分别为0.125%，0.250%，0.500%，1.000%。对所得大豆原油水化脱胶，然后将胶状物蒸发脱水得到大豆浓缩磷脂。用紫外分光光度计测定大豆浓缩磷脂在不同波长下的透光率，并与饲料级大豆浓缩磷脂和食品级大豆浓缩磷脂的透光率进行比较，结果如图8所示。在波长大于500 nm的可见光的波长范围内，使用膨润土过滤大豆原油制备的大豆浓缩磷脂的透光率随着膨润土添加量的增加而升高，当添加量达到0.25%时比饲料级大豆浓缩磷脂的透光率略高，但是当膨润土添加量逐渐增加时，大豆原油的过滤速度会减慢，添加量达到1%时，过滤会变的比较困难。使用膨润土过滤大豆原油是有一定的除杂效果，但效果不明显，因此也不适合作为过滤介质使用。

3 结论

过滤介质对大豆浓缩磷脂透明度具有较大影响，从试验结果看，硅藻土、活性炭、活性白土、豆粕和珍珠岩作为过滤介质效果不佳，凹凸棒土和膨润土过滤后的大豆浓缩磷脂的透光率虽然有所提高，但是效果不如木质纤维素。木质纤维素的过滤效果最好，使用木质纤维素可以有效过滤大豆原油中的杂质，大豆原油加工制成的大豆浓缩磷脂的透光率不但比饲料级大豆浓缩磷脂的透光率高很多，甚至比嘉吉食品级大豆浓缩磷脂的透光率也要高，因此木质纤维素是较为理想的过滤介质。