影响大豆毛油酸法脱胶因素的研究

张良成，杨 坤，王凤霞，吴雪君，刘黔霞

（1.瓮福（集团）有限责任公司，贵州 贵阳 550000；2.黔东南州食品药品检验检测中心，贵州 凯里 556012；3.中低品位磷矿及共伴生资源高效利用国家重点实验室，贵州 贵阳 550016）

大豆油作为我国北方最常食用的植物油脂，其健康、营养、安全、品质等指标的关注度也随着消费者生活水平的改善提出了更高要求。大豆油中。压榨或浸出方式所得第一道油称为毛油，由于含有甘油三酯、类胡萝卜色素、叶绿素、叶黄素等色素类物质、铁、铜、镁等微量物质[1]等，因此需进行精炼[2]（通常精炼工序有脱胶、碱炼、脱色、脱臭）后才能食用。植物油中的磷脂等胶质被脱除的过程，称之为脱胶。脱胶效果的好坏对碱炼、脱色、脱臭精炼工序会产生很大影响。因此大豆油的脱胶工序尤为重要[2]。

毛油中的磷脂可为水化磷脂和非水化磷脂两类。其中水化磷脂含极性较强的亲水性官能团，当毛油中添加水时，产生吸水膨胀并凝聚沉降，再通过离心分离，即可脱除。而非水化磷脂含有极性较弱的基团，导致亲水性降低。脱胶的难易程度很大程度上取决于非水化磷脂的脱除。非水化磷脂具有极性较弱的基团，主要为磷脂钙镁盐，需要用酸来转化为水化磷脂。磷酸作为电解质，能够促进油脂中胶团的沉淀，且磷酸根所带的负电荷可与非水化磷脂表面的正电荷相结合，增加非水化磷脂的亲水性，再进行水化处理从而达到脱胶的目的。

植物毛油脱胶方法有水化法、酸化法、过滤膜法、酶法、微生物法、吸附法[3]等。由于酸法脱胶工艺简单易行因此较普遍使用，且多使用磷酸作为添加酸。大豆毛油中HP约占总磷脂的80%，剩余20%的NHP则需要采用酸法脱胶进行脱除[4]。一般油中的NHP即使经过多次水洗也不能脱除，因此需要磷酸将非水化磷脂转化为水化磷脂，再进行水化处理。本文以大豆毛油的加热温度、磷酸添加量、酸化搅拌时间、加水量、水化搅拌时间五个影响因素在大豆毛油的脱胶效果进行探究，为大豆油油脂加工行业精炼脱胶工序提供科学依据。

1 实验部分

1.1 原料及试剂

原材料：采用物理压榨法制取的大豆毛油。磷酸：食品级85%磷酸（湿法，瓮福集团生产）。

试剂：氢氧化钾、硫酸联氨、钼酸钠、盐酸、氧化锌、磷酸二氢钾、浓硫酸等，以上试剂均为分析纯。

1.2 主要仪器和设备

精密天平、恒温水浴锅、电动搅拌器、高速离心机（TDL-5-A）、石墨加热板（DB-XAB）、马弗炉（可控温度主要使用温度在550～600℃）、紫外可见分光光度计（PE Lambda）。

1.3 实验方法

1.3.1 毛油脱胶单因素实验

以毛油加热温度、加酸量、加酸搅拌时间（酸化时间）、加水量、加水搅拌时间（水化时间），为研究对象，进行大豆毛油脱胶单因素试验。

具体操作步骤：参照文献[5]进行。每组试验设3个重复，以脱胶率作为脱胶效果的衡量指标。见表1。

1.3.2 毛油脱胶正交实验

正交试验：参照单因素试验结果，在毛油加热温度、加酸量、加酸搅拌时间、加水量、加水搅拌时间五个因素中进行选择，并以此为影响因素，进行五因素、四水平的正交实验的设计，并以脱胶率作为脱胶效果衡量指标。每组试验设3个重复，以脱胶率作为脱胶效果的衡量指标。

1.3.3 检测方法

参照国家标准GB/T5537-2008进行大豆油中磷脂的检测。

表1 大豆毛油脱胶单因素试验Table.1 Single factor test of rapeseed crude oil degumming

2 结果与分析

2.1 大豆毛油脱胶单因素实验结果与分析

由表1可知：毛油加热温度对大豆油脂脱胶效果表现不明显，在温度50～60℃时表现出较好状态；磷酸加入量再0.3%～0.7%时脱胶效果较好；酸化搅拌时间对脱胶效果没太大影响；加水量在4%～8%时表现出较好效果；水化搅拌时间在20～100min时，对脱胶率变化不存在显著差异。由单因素试验结果可知，在进行正交实验设计时可将各影响因素范围进展再细分，以得出最佳脱胶参数。

2.2 毛油脱胶正交实验与分析

由单因素试验结果设计大豆毛油脱胶正交试验方案，使用正交试验设计助手软件进行五因素四水平正交试验设计，并分析结果。见表2、表3。

正交试验（表3）看出，影响极差R大小的主次顺序：加热温度＞加水量＞磷酸加入量＞加水量＞水化搅拌时间＞酸化搅拌时间，最佳组合为：A2B1C2D2E2，即温度50℃、磷酸添加量 0.3%、加水量6%、水化时间30min。

表2 脱胶实验因素水平表Table 2 Factor level of degumming experiment

表3 正交试验结果Table 3 The results of orthogonal test

3 结论

对可能影响大豆毛油脱胶效果的五个因素进行单因素试验结果表明：大豆毛油加热温度在45～60℃、磷酸加入量为油重0.3%～0.6%、酸化时间10～25min、加水量为3%～6%、水化时间在10～25min时脱胶效果比较好。在单因素试验结果基础上设计了五因素、四水平的正交实验，以确定大豆油脱胶工艺的最佳参数。在加热温度50℃、磷酸加入量0.3%、酸化搅拌时间15min、加水量4%、水化搅拌时间30min此脱胶条件下，脱胶效果最好，脱胶率可达为81.74%。

植物毛油中含有多种类的磷脂，根据油料的不同其含量也有所不同，且同种油料不同品种、不同产地、不同种植方式、不同采收时间、不同贮存方式都有可能导致油料中各类磷脂含量的不同。据文献报道大豆毛油中磷脂含量为1.2%～3.2%，其中磷脂酰胆碱类占磷脂总量的12%～16%，磷脂酰乙醇胺类占8%～34%，磷脂酰肌醇类占2%～15%，磷脂酸类占2%～21%[6]，由以上各类磷脂含量范围可推断，采用不同批次的大豆制备的毛油中磷脂含量可能存在较大差异。因此在进行毛油脱胶前需进行单因素、多因素以及正交试验，以确保该批次毛油脱胶效果达到最佳状态。