浅析精炼工艺对植物油品质的影响

2023-12-18◎后萍

现代食品 2023年18期

◎ 后萍

（芜湖市食品药品检验中心，安徽芜湖 241000）

植物油脂是人类赖以生存的重要食物，其在常温条件下，一般以液态形式存在，是人类获取能量的主要来源之一。业界一般将通过热榨、冷榨等方法得到的初油称为毛油。毛油的成分比较复杂，不仅有水分、蛋白质、胶质、色素等杂质，生产过程中还会掺杂一些污染物等，既影响油脂外观，也会对油脂的储存带来不利影响。

因此，在植物油脂生产过程中，需要去除油脂中的杂质，尽可能保留有益的成分。通过精炼工艺，可大幅提高毛油的品质，降低油脂的酸值和过氧化值。然而，若精炼过程不当，也会产生有毒有害物质[1]，因此，对于精炼工艺的优化很有必要。

1 脱胶

非甘油脂杂质是毛油中常见的杂质，如磷脂蛋白和黏液等，它们以胶状存在于毛油中。在精炼过程中，这些物质受热易产生气泡，使油脂乳化，影响油脂的品质。同时，胶质物也会严重影响油脂的过滤效果，引起设备结垢等不良后果。因此，毛油在精炼时，应先去除油脂中的胶质物[2]。通过加酸、加碱、吸附和加热等方法处理毛油，是进行油脂精炼的必要前处理。

植物油脂中存在2大类磷脂，一种是水化磷脂，一种是非水化磷脂[3]。其中，通过水化脱胶法可有效去除油脂中的水化磷脂；非水化磷脂去除较为烦琐，要先使用酸将非水化磷脂转化为水化磷脂，然后，再利用水化脱胶法将其去除。

水化脱胶主要利用磷脂等物质的强吸水性，使其在吸水后发生膨胀，膨胀后的水合物不断相互结合絮集，形成较大体积的胶粒，胶粒继续凝结，最终形成胶团，并悬浮在油脂中，通过进一步离心等纯化处理，从而获得较为干净的油脂。

温度、水量和水化时间，是影响水化脱胶的重要因素。按水化脱胶温度可将其分为高温水化、中温水化和低温水化三种处理方式。①高温水化温度在70～80 ℃时，磷脂∶水量=1∶4。如果油脂中不可溶杂质较多，可按磷脂∶水量=1∶6加水。需要注意的是，高温水化的温度应不高于80 ℃，过高的温度会使油脂和空气中的氧气发生一系列化学反应，从而使植物油的品质降低，同时，水化温度过高还会加速水的汽化，产生的气泡会打乱胶团，使胶团以细小的形态悬浮于油脂中，进而影响杂质的去除。②中温水化温度一般为50～60 ℃，磷脂∶水量=1∶3，处理时间较长，需要静置沉降至少8 h以上，其他条件与高温水化法的条件一致。③低温水化一般温度为20～30 ℃，磷脂∶水量=1∶1，处理时间最长，一般需要静置沉降至少12 h，其他条件与高温水化法的条件一致。

综上所述，高温脱胶可有效去除油脂黏度较高的胶质，易于油脂与其他杂质的分离。但是，过高的水化温度会使油脂氧化，影响油脂的质量。此外，水化温度过高也会影响磷脂等黏性物质的沉降。因此，将水化温度控制在60～80 ℃为宜。

2 脱酸

毛油中游离脂肪酸的含量一般高于0.5%，有些植物油脂中游离脂肪酸的含量更高，如米糠油的游离脂肪酸含量约为10%。游离脂肪酸是在油脂生产加工和储藏过程中形成的，其会严重影响油脂品质，降低油脂稳定性，改变油脂原有的口感，在油脂的工业生产中必须将其去除。

油脂脱酸一般可通过给油脂中加入适当的碱，即氢氧化钠，以达到中和游离脂肪酸的作用，该方法也被称作碱炼法[4]。同时，也可以通过检测油脂中游离脂肪酸的酸价来确定加入中和碱的量。中和后的脂肪酸盐会进入水相，经热水洗涤静置后离心，从而达到分离脂肪酸盐的效果。加碱中和法不仅可以去除游离脂肪酸，还能去除部分胶质和色素等杂质。

脱酸在植物油脂的精炼工艺中有着非常重要的作用，脱酸不理想，会严重影响出油率和所得油脂的质量。当前，由于碱炼法去除油脂中游离脂肪酸具有快速、高效等优点，已被广泛应用于植物油脂脱酸工艺中。

2.1 碱炼脱酸法

碱炼法通常是利用强碱——氢氧化钠来中和油脂中游离脂肪酸，游离脂肪酸遇碱后会发生皂化反应，形成肥皂，从油脂中析出，通过沉降和离心等后续处理，达到油脂脱酸的目的。

析出的沉淀物被称为皂角，皂角对油脂中的色素、蛋白等其他杂质具有很强的吸附性。同时，皂角还能吸附油脂中悬浮的不溶性固体颗粒，进一步净化油脂。在一般生产中，碱炼会用氢氧化钠溶液，有时也会使用一些纯的氢氧化钠粉末。采用氢氧化钠处理油脂，不仅可以有效去除油脂中的游离脂肪酸，也可对油脂的脱色起到一定作用。然而，碱炼法也有一定的副作用，其会使中性油脂发生皂化，降低出油率以及使用设备的利用率。目前，工业生产中通常会使用烧碱进行碱炼，仅在少数特殊情况下才会使用纯碱进行碱炼。

2.2 蒸馏脱酸法

蒸馏脱酸法是利用油脂中游离脂肪酸的挥发性与其他成分间存在的差异，去除脂肪酸的方法。游离脂肪酸在高温超低压条件下以气态形式存在，因此，通过将油脂经高温低压处理，即可达到降低油脂中游离脂肪酸含量的目的。该方法处理中没有化学反应的参与，也被称为物理脱酸法。

马传国等人使用蒸馏脱酸法对花椒油脱酸进行了研究，结果显示，经蒸馏脱酸后，花椒油的酸价从原来的41.2 mg KOH/g降低到了3.8 mg KOH/g[5]。蒸馏脱酸法不是现有最好的脱酸方法，在脱酸时，油脂会被加热到很高的温度，高温下的油脂会部分转化为反式脂肪酸，反式脂肪酸不利于人体的吸收，当过多摄入后会影响人体健康。同时，高温也会使油脂焦化，产生色素和生育酚等物质，加深油脂的色泽，影响油脂的品质。因此，一般工业生产中不会使用蒸馏脱酸法生产加工生育酚和糖类物质含量较多的植物油脂毛油。

3 脱色

天然油脂含有脂溶性的色素，这些色素会溶于油脂中，因而生产的油脂会呈现一定的色泽。一般植物油中的色素分为天然色素和非天然色素，其中，天然色素包含叶黄素、叶绿素、类胡萝卜素等；非天然色素一般是油脂在生产加工过程中，油脂中的有机分子发生化学反应后形成的有色物质，非天然色素大多呈棕红色和红褐色。毛油为植物油生产的初级油脂，其中含有大量天然色素和非天然色素，因而一般毛油的色泽较深，且略带浑浊。

为了改善油脂的色泽、提高油脂的品质，在油脂生产的后期必须通过脱色去除油脂中的色素类物质，以提高油脂的透明度，降低油脂的颜色。研究显示，采用不同的脱色工艺给油脂脱色，脱色效果有所不同，油脂在脱色过程中不仅会将色素去除，还会去除油脂中的其他杂质，如磷脂、氧化副产物、游离脂肪酸、重金属离子、不可溶悬浮物等。植物油脂经脱色工艺处理后，油脂的品质会得到很大改善，同时也会提高油脂稳定性，延长油脂的储存期限。

一般情况下，在植物油脂加工过程中，油脂的脱色并不是去除色素的唯一途径，碱炼、沉降及脱臭等过程，都会对色素的去除有一定帮助。在对颜色较深的植物油脂进行加工时，不能全部依赖脱色工序去除油脂颜色，而是应该从油脂的整个加工过程全局考虑，以有效脱色，得到高品质的植物油脂。

4 脱臭

油脂脱臭是油脂加工的最后一步，通过脱臭可以有效去除引起油脂臭味的物质，改善油脂食用口感，提高油脂的烟点和安全食用系数。油脂中含有的不饱和脂肪酸在一定条件下会转化为反式脂肪酸，反式脂肪酸会严重危害人体健康。因此，在食用油脂生产加工中必须将其析出。

油脂的脱臭是通过蒸馏方式进行的。臭味组分会随水蒸气一起蒸馏出来，从而实现油脂与臭味组分的分离。在油脂脱臭过程中，反式脂肪酸的产生与除臭工艺和设备结构有关。其中，老式除臭设备，如盘式脱臭塔的设计存在一定的缺陷，导致脱臭效率低，产生较多的反式脂肪酸。瑞典将薄膜式填料塔与热脱色用的塔盘塔进行了组合，开发出新型脱臭设备和软塔脱臭系统。该系统可有效去除油脂中游离脂肪酸和臭气，能够在保证油脂品质的前提下降低反式脂肪酸。

脱臭工序虽然可以降低油脂中游离脂肪酸、色素等杂质的含量，但也会降低甾醇类物质及生育酚等对人体有益物质的含量。油脂经高温处理，其含有的油酸及其他不饱和脂肪酸会在高温作用下发生反式异构化反应，生成反式脂肪酸。研究表明，脱臭的时间和温度是影响植物油品质的主要因素，脱臭温度过高，会促进反式脂肪酸产生；脱臭温度过低，会影响脱臭效果。因此，合适的脱臭时间、温度等条件，会直接影响油脂的品质。