滿永剛
(九三集團天津大豆科技有限公司,天津300461)
大豆油脫膠方法的研究進展
滿永剛
(九三集團天津大豆科技有限公司,天津300461)
脫膠是大豆油加工中重要的環節之一,其原理是將大豆毛油中的磷脂等膠質脫掉。在綜述大豆油脫膠技術研究進展的基礎上,主要介紹了水化脫膠法、酸法脫膠法和酶法脫膠法。水化脫膠法與酸法脫膠法作為傳統脫膠方法應用廣泛,但脫膠率較低;酶法脫膠法綠色環保,在保證了脫膠率的同時,對產品和環境影響極小。
脫膠方法;水化脫膠;酸法脫膠;酶法脫膠
黑龍江是我國大豆主要的生產區之一,大豆油產量居國內前列。植物油中的磷脂等膠質被脫除的過程,稱之為脫膠[1]。因為未成熟的大豆中磷脂含量較高,給脫膠過程帶來很多困難。由于黑龍江處于東北,其環境條件及土壤因素的影響,導致大豆中長摻雜著未成熟的大豆,未成熟的大豆與成熟大豆在外觀上面并沒有明顯區別,所以導致很難將其分離[2]。脫膠作為大豆油精煉的第一步也是關鍵的一步,如果在加工中不脫膠,就會導致后續脫臭、脫色、脫酸的負擔,如脫酸工序易發生乳化現象,造成中性油的損失,脫色工序增加吸附劑使用量,易造成濾網堵塞且清理困難,造成過濾困難、設備結焦、白土消耗量增大、精煉得率低等不良后果[3]。研究結果表明,精煉油脂中理想化磷脂的含量小于5 mg/kg,脫膠效果的好壞對剩余精煉工序會造成直接影響[4]。
水化脫膠法是最早應用于大豆油脫膠的方法之一,即用水混入大豆毛油中,毛油中的磷脂和水結合溶漲,密度增加,從豆油中沉淀下來[5],得到的沉淀物為水化油腳,水化油腳經過真空濃縮脫水得到大豆濃縮磷脂。谷克仁[6]探究大豆毛油在300 r/min的條件下,對水化脫膠溫度、時間、加水量進行研究。結果表明,脫膠溫度60℃,加水量3%,時間15 min;在此條件下,精煉率不到90%。由此可以看出,水化脫膠法方法簡單,但脫膠率低。在近幾年的研究中,已有在水化脫膠的基礎之上進行優化。程謙偉等人[7]探究了超聲波輔助大豆毛油脫膠工藝,結果表明,超聲波輔助大豆毛油脫膠工藝的適宜條件為超聲功率75 W,溫度50℃,加水量4%,超聲時間8 min;在此條件下得到的大豆毛油磷含量為18.60 mg/kg,精煉率為95.68%。孫博等人[8]將水化脫膠法進行優化,先將毛油進行水化脫膠,去除水化磷脂,得到水化脫膠油,將水化脫膠油加熱至110℃,攪拌速度90 r/min,通入壓力0.14 MPa的飽和水蒸氣,水蒸氣量為油量的2%,通氣時間50 min,脫膠油中的磷含量為17.9 mg/kg,脫膠率有所提高。水化脫膠法作為傳統的脫膠方法,雖然該方法簡單,出油量較大,油腳夾帶中性油含量較高,造成出油率較低。必須在原方法之上進行優化才能保證脫膠率,以保證后續加工的順利進行。
酸法脫膠是在毛油中添加一定量的酸(如磷酸、草酸、檸檬酸等),將毛油中與二價金屬離子結合的非水化磷脂轉化成為水化磷脂,而后通過加入適量的水將其去除[9]。其工藝為先將毛油加熱到80~90℃,然后與0.05%~0.20%磷酸或檸檬酸溶液充分混合后,滯留反應5~20 min,再加入1%~5%的水,劇烈混合后再分離。蔣曉菲等人[10]研究了酸種類、酸添加量、水添加量、酸處理溫度、酸處理時間對毛油脫膠效果的影響。優化的工藝條件為酸處理溫度60℃,50%檸檬酸添加量0.22%(占油質量),水添加量3.34%(占油質量),酸處理時間24.78 min;在優化條件下,脫膠菜籽油磷含量為15.67 mg/kg,脫膠率達93.76%,與模型預測值14.70 mg/kg,脫膠率94.15%很接近。酸法脫膠方法簡單使用,應用廣泛。但此方法脫膠率不高,在脫膠過程中加入的酸如果去除不凈,會對產品造成污染。
酶法脫膠是脫膠較好的,有綠色、環保、節能等特點。其原理是利用磷脂酶(磷脂酶A1,磷脂酶A2等)的特異性催化水解特性,即利用磷脂酶在一定的反應條件下,把油脂中的非水化磷脂轉化成為水化磷脂,再經水化脫膠除去。酶法脫膠技術,可以很好地解決非水化磷脂脫除難的問題。羅淑年等人[11]探究了酶法脫膠精煉大豆油,以大豆毛油為原料,選用磷脂酶A1,探究加酶量、反應溫度、加水量以及反應時間。最終確定酶反應的最佳條件為加酶量30 mg/kg,pH值5.1,反應溫度52℃,加水量2%及反應時間5 h,脫臭溫度為240℃;在此條件下,酶法脫膠精煉得到的成品油得率達到96.85%。潘明喆等人[12]進行了磷脂酶A1用于大豆油酶法脫膠技術的研究,探究了磷酸酶A1為催化酶,通過對反應時間、酶濃度、反應溫度、pH值、含水量、Ca2+濃度研究,最終優化工藝條件為反應時間150 min,加酶量0.04%,反應溫度49~52℃,pH值4.9~5.2,含水量2.0%~2.5%,添加0.1 mol/L Ca2+溶液;在此條件下脫膠率為90%。楊亞濟[13]探究了大豆油酶法脫膠在實際中的應用。以400 t/d大豆油磷脂酶C酶法水化脫膠生產為例,對其加工工藝進行探究及優化。工藝優化為磷脂酶C的加入量約200 mg/kg,加水量為油質量的2%~3%,加酶及酶反應溫度55℃,酶反應時間240 min;在此條件下,酶法水化脫膠得率高達98.48%。酶法脫膠效果較好,其方法有穩定、環保脫膠率高等特點。其方法關鍵在于酶的種類及品質,其他工藝參數并沒有太大變化,由于酶成本較高的原因限制了該方法的發展,在今后的研究中應重視磷酸酶的研究,降低磷酸酶的成本,該方法才能更好的推廣及應用。
脫膠作為大豆油前處理的關鍵一步,對大豆油加工中關鍵工藝及產品品質至關重要。水化脫膠法和酸法脫膠法是現應用最多的脫膠方法,這2種方法其特點都是工藝比較簡單,可以實現大規模量產,造價比較低,但它們也存在著脫膠率低等問題,雖然有在此方法上進行工藝優化,只是略微提升了脫膠率,并沒有太大的突破。酶法脫膠法,其方法低能低耗,在脫膠過程中沒有有毒化學試劑的使用,但酶的種類及品質是這種方法能否大規模量產的關鍵所在。隨著技術不斷發展與創新,現已出現新的脫膠方法,如吸附脫膠、超臨界脫膠、膜法脫膠等,今后會出現更多綠色環保的脫膠方法并應用到實際生產中。
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[9]高蔭榆,郭磊,丁紅秀,等.植物油脫膠研究進展[J].食品科學,2006,27(9):268-270.
[10]蔣曉菲,夏袁,金青哲,等.菜籽毛油酸法脫膠工藝條件的優化[J].中國油脂,2013,38(6):4-8.
[11]羅淑年,于殿宇,韓鋒,等.酶法脫膠物理精煉大豆油[J].食品科學,2007,28(10):287-289.
[12]潘明喆,柴玉華,杜鵬.磷脂酶A1用于大豆油酶法脫膠技術的研究[J].食品工業科技,2008(5):219-222.
[13]楊亞濟.大豆油酶法脫膠應用實踐[J].中國油脂,2016,41(8):107-109.◇
Progress in Soybean Oil Degumming Method
MAN Yonggang
(Tianjin Soytech Compary Ltd.,Jiusan Group,Tianjin 033461,China)
Degumming is one of the important links in the processing of soybean oil.The principle is to remove the colloid from soybean oil.The research progress of soybean oil degumming technology is reviewed,including hydration degumming,acid degumming and enzymatic degumming.Hydration degumming method and acid degumming method are widely used as the traditional degumming method,but the degumming rate is low.Enzyme degumming method green,in ensuring the degumming rate at the same time,the product and the environment is very small.
soybean oil;hydration degumming;acid degumming;enzymatic degumming
TS224.6
A
10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.05.023
1671-9646(2017)05a-0075-02
2017-05-06
滿永剛(1981—),男,碩士,助理工程師,研究方向為食品科學。