基于低酸法優(yōu)化核桃油脫膠工藝參數(shù)

摘要：以脫膠后核桃毛油中的磷脂含量、過氧化值為評價指標，結(jié)合食品安全標準要求和工廠設備現(xiàn)狀，對低酸脫膠和水化脫膠這2種工藝進行對比研究。試驗結(jié)果表明，采用低酸法脫膠效果較好，最佳工藝參數(shù)如下：檸檬酸（質(zhì)量濃度為5%）的添加量為8%（占核桃油的質(zhì)量百分比）、脫膠時間為100 min、脫膠溫度為60 ℃，該條件下得到的核桃脫膠油磷脂含量為31.91 mg/kg、過氧化值為6.785 mmol/kg，磷脂的脫除率可達96.00%。

關(guān)鍵詞：核桃油;低酸脫膠;磷脂含量;過氧化值;磷脂脫除率

中圖分類號：TS225.1+9 文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2020）13-0236-04

收稿日期：2020-03-27

基金項目：陜西省安康市科技局項目（編號：AK201701-06）。

作者簡介：李亞萍（1978—），女，陜西扶風人，碩士，講師，主要從事天然植物中有效成分的提取分離與檢測方面的研究。E-mail：403800917@qq.com。近年來，大量的醫(yī)學和臨床營養(yǎng)試驗研究發(fā)現(xiàn)，長時間食用核桃油能夠降低血液中的膽固醇，預防心血管疾病的產(chǎn)生，核桃油對人體有著重要生理作用和藥理作用，這將會促使核桃油的市場前景越來越廣闊[1]。目前陜西省安康地區(qū)核桃的種植面積約13.33萬hm2，年產(chǎn)量約1.80萬t，核桃仁中油脂含量高于60%[2]。目前核桃除鮮食和少量加工為休閑食品外，大多數(shù)用于榨油。精煉油是目前廣泛采用的一種制油技術(shù)，脫膠是精煉油過程中一道重要精煉工序。若不去除毛油中磷脂等膠溶雜質(zhì)，不僅會讓核桃油起沫，使核桃油更容易接觸到空氣，從而引發(fā)核桃油變質(zhì)[3-4]，而且還會影響后續(xù)的脫酸、脫色效果[5-7]。本研究探索脫膠工藝的最佳參數(shù)，從源頭以嚴謹?shù)目茖W態(tài)度為安康地區(qū)核桃油的生產(chǎn)提出指導性意見，以期為安康地區(qū)核桃資源的開發(fā)利用提供科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1儀器、試劑及材料

L5S紫外可見分光光度計（上海儀電分析儀器有限公司）;101-2AB集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（天津市泰斯特儀器有限公司）;KH-250DE數(shù)控超聲波清洗器（昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司）;MODEL0406-1低速離心機[上海醫(yī)療器械（集團）有限公司手術(shù)器械廠];DK-2000ⅢL電熱恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司）。試劑均為分析純，核桃毛油由安康市瀛天生態(tài)農(nóng)林開發(fā)有限公司提供。

1.2安康核桃油的低酸法脫膠過程

稱取50 g核桃毛油置于250 mL具塞錐形瓶中，加入一定量的檸檬酸（質(zhì)量濃度為5%），設置脫膠溫度及脫膠時間，用磁力攪拌轉(zhuǎn)子進行適度攪拌，然后降溫靜置，移取上層脫膠油，并進行磷脂脫除率和過氧化值的計算。具體流程如圖1所示。

1.3試驗方法

1.3.1繪制磷含量標準曲線并測定安康核桃毛油中的磷含量按照GB/T 5537—2008《糧油檢驗磷脂含量的測定》中的鉬藍比色法測定安康核桃油中磷脂含量，磷脂脫除率計算公式[8]為：

磷脂脫除率=（毛油中磷脂含量-脫膠油中磷脂含量）/毛油中磷脂含量×100%。

1.3.2過氧化值的測定方法油脂過氧化值依據(jù)GB 5009.227—2016《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》測定計算[9]。

抗氧化能力評價參數(shù)=t/（POVmax-POV0）。

式中：POVmax為10次測量過氧化值的最大值;POV0為樣品初始的過氧化值;t為過氧化值達最大值的時間。

1.3.3單因素試驗以安康市瀛天生態(tài)農(nóng)林開發(fā)有限公司提供的核桃毛油為研究對象，以磷脂脫除率和過氧化值為指標，先考察水化脫膠和低酸脫膠的優(yōu)劣，選擇最優(yōu)脫膠方式，再依次考察檸檬酸添加量、脫膠時間、脫膠溫度等3個因素對脫膠效果的影響，其中檸檬酸添加量：按毛油質(zhì)量的0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%進行梯度添加。脫膠時間：時間梯度設置為0、20、40、60、80、100、120、140 min。脫膠溫度：設置溫度梯度為30、40、50、60、70、80、90 ℃。

1.3.4正交試驗以檸檬酸添加量、脫膠時間、脫膠溫度3個單因素試驗結(jié)果為依據(jù)，以核桃毛油中磷脂脫除率為試驗指標，探究檸檬酸法脫膠的最佳工藝參數(shù)，按3因素3水平L9（33）正交試驗設計進行正交試驗（表1）。

2結(jié)果與分析

2.1磷脂含量標準曲線的制作

依據(jù)GB/T 5537—2008《糧油檢驗磷脂含量的測定》繪制的磷脂標準曲線如圖2所示。

2.2不同脫膠方式的對比

稱取14份50 g核桃毛油置于具塞錐形瓶中，每組7份，分成2組。于組1、組2瓶中分別加入0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%的水和檸檬酸，在60 ℃水浴條件下攪拌60 min，攪拌速率為 170 r/min，冷卻至室溫后，在4 200 r/min條件下離心10 min，取脫膠油液測定磷脂的脫除率和過氧化值，結(jié)果如圖3、圖4所示。

由圖3可見，2種脫膠方式對脫除安康核桃毛油中的磷脂均有一定效果，相比而言，檸檬酸脫膠效果好于水化脫膠。由圖4可見，檸檬酸脫膠油和水化脫膠油的過氧化值均較低，且檸檬酸脫膠油的過氧化值總體略高于水化脫膠油，油脂品質(zhì)較佳，因此選擇檸檬酸脫膠作為核桃油脫膠的最佳方式。

2.3單因素試驗結(jié)果

2.3.1檸檬酸添加量對脫膠效果的影響試驗過程見“2.2”節(jié)，結(jié)果（圖3）表明當檸檬酸添加量過少時，磷脂脫除率較小，隨著添加量的增大，磷脂脫除速率急劇升高，但當檸檬酸添加量高于8%時，磷脂脫除率反而下降，說明檸檬酸添加量增加的同時，帶入了過多的水分，而過多水分可能引起磷脂產(chǎn)生乳化作用對脫膠效果有副作用，且考慮到加水太多會導致后續(xù)去水工藝耗時長，企業(yè)能耗成本增加，因此檸檬酸添加量要有所限制。由圖4可知，過氧化值在檸檬酸添加量大于等于8%時保持一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，說明此時核桃毛油的穩(wěn)定性較好，結(jié)合圖3和圖4，確定最佳檸檬酸添加量為8%。

2.3.2脫膠時間對脫膠效果的影響稱取7份 50 g 核桃毛油置于具塞錐形瓶中，結(jié)合“2.3.1”節(jié)中的結(jié)論分別加入8%的檸檬酸，脫膠時間分別控制為0、20、40、60、80、100、120、140 min，在60 ℃條件下恒溫水浴，攪拌速率為170 r/min，冷卻至室溫后，在4 200 r/min條件下離心10 min，取脫膠油液測定磷脂脫除率和過氧化值，結(jié)果如圖5、圖6所示。

由圖5可知，脫膠時間小于等于80 min時，隨時間延長，磷脂脫除率增大;脫膠時間大于80 min時，磷脂脫除率降低，這可能是由于充分吸水后，膠體吸水膨脹達到一定的體積和密度，脫膠時間不再起決定作用，且時間過長時，膠體與油相會發(fā)生局部乳化現(xiàn)象，減少磷脂脫除率[10]。由圖6可見，隨時間延長，過氧化值增大，且當脫膠時間大于80 min后，過氧化值變化較小，說明脫膠時間的延長有助于油脂過氧化物生成及過氧化物進一步斷裂分解成低級脂肪酸、醛、酮，促進油脂氧化作用。綜合考慮，脫膠時間選為80 min。

2.3.3脫膠溫度對脫膠效果的影響稱取7份 50 g 核桃毛油置于具塞錐形瓶中。結(jié)合“2.3.1”和“2.3.2”節(jié)中的結(jié)論分別加入8%的檸檬酸，脫膠時間控制在80 min，脫膠溫度分別設置為30、40、50、60、70、80、90 ℃，攪拌速率為170 r/min，冷卻至室溫后，在4 200 r/min條件下離心10 min，取脫膠油液測定磷脂脫除率和過氧化值，結(jié)果如圖7、圖8所示。

由圖7可見，脫膠溫度為40～60 ℃時，隨著溫度升高，磷脂脫除率增加;脫膠溫度在60 ℃以上時，磷脂脫除率隨溫度升高而降低，可能是因為膠體的凝聚過程是可逆反應[11]。后續(xù)溫度再升高，磷脂的脫除率還是沒有明顯的增長。從圖8可以看出，脫膠溫度小于等于70 ℃時，油脂過氧化值基本不變，大于70 ℃時，隨溫度的升高，過氧化值明顯增大，說明溫度的升高，導致油脂發(fā)生了明顯的氧化反應，造成了酸敗。所以結(jié)合2個指標，核桃油的脫膠溫度選擇60 ℃比較合適。

2.4脫膠工藝參數(shù)的正交試驗

結(jié)合上述單因素試驗結(jié)論，對影響磷脂脫除率因素進行正交試驗，數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表2所示。

由表2可知，檸檬酸法脫膠過程的影響因素顯著程度表現(xiàn)為A>B>C，即檸檬酸添加量是顯著性影響因素，其次為脫膠時間，最后是脫膠溫度。低酸法脫核桃油中膠狀物的最佳試驗方案為A2B3C2，即檸檬酸添加量為8%，脫膠時間為 100 min，脫膠溫度為60 ℃，該條件下安康核桃油中的磷脂脫除率應該最高，但正交試驗中該組合未出現(xiàn)，所以按照A2B3C2進行試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，核桃油中磷脂含量由754.8 mg/kg變化到31.91 mg/kg，計算得到磷脂脫除率為96.00%，大于正交表中的A2B1C2的試驗結(jié)果，所以A2B3C2為低酸法脫膠的最佳方案。

3結(jié)論

通過單因素試驗和正交試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，安康核桃油低酸脫膠效果比水化脫膠效果好，而且過氧化程度低，油脂品質(zhì)保持好。脫膠的最佳工藝條件如下：檸檬酸添加量為8%，脫膠時間為100 min，脫膠溫度為60 ℃，得到脫膠油的磷脂含量由 754.8 mg/kg 變化到31.91 mg/kg、過氧化值為 6.785 mmol/kg，脫膠率為96.00%。分析原因是安康核桃油中的非水化磷脂含量較高，需結(jié)合更有效的脫膠方式對其進行磷脂脫除，且在后續(xù)的堿煉、脫色工藝中也可對其進行磷脂脫除，具體脫除效果可在今后進一步探討。

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