精煉玉米油適度加工營(yíng)養(yǎng)元素保留技術(shù)的研究

◎ 董 華，高 健，李潔艷，周文華，閆軍劍，周萬祥

（中糧東海糧油工業(yè)（張家港）有限公司，江蘇 張家港 215634）

隨著人們生活水平的不斷提高，消費(fèi)者逐漸意識(shí)到油脂伴隨物中營(yíng)養(yǎng)成分的重要作用，油脂過度加工的問題也逐漸受到重視。過度精煉油直接降低食用油的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，造成食品安全風(fēng)險(xiǎn)，增加資源和能源消耗。因此，如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)適度加工已然成為行業(yè)亟待解決的突出問題。

玉米油中植物甾醇含量較高，具有預(yù)防冠狀動(dòng)脈粥樣硬化、促進(jìn)膽固醇降解代謝的藥用保健價(jià)值[1]。維生素E是脂溶性維生素，又稱生育酚，是重要的抗氧化劑之一[2]。由于原料油每批次品質(zhì)不同，經(jīng)過固定的精煉工藝參數(shù)進(jìn)行加工，造成的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失率也不同。為提高產(chǎn)品性能和原料玉米油品質(zhì)，特研究玉米油在不同工藝參數(shù)的條件下加工過程中營(yíng)養(yǎng)元素的變化，以此尋找更合理的工藝參數(shù)，降低營(yíng)養(yǎng)元素的損耗率。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

不同批次的玉米原油；75%磷酸（連云港市黔錦化工有限公司）；32%液堿（江蘇理文化工有限公司）；活性白土（江西省玉山縣膨潤(rùn)土實(shí)業(yè)有限公司）；凹凸棒黏土（江蘇澳特邦非金屬礦業(yè)有限公司）；助濾劑Ⅲ型土（張家口市塞北化工有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜儀（安捷倫）；高效液相色譜儀，帶紫外檢測(cè)器（安捷倫）；iCheck玉米赤霉烯酮快檢卡（中檢維康）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

植物甾醇的測(cè)定參考GB/T 25223—2010，以氣相色譜法測(cè)定動(dòng)植物油中甾醇組成和總甾醇含量為基礎(chǔ)；維生素E的測(cè)定以食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.82—2016測(cè)定食品中維生素A、D、E為基礎(chǔ)；赤霉烯酮采用iCheck玉米赤霉烯酮快檢卡檢測(cè)[3]；回色測(cè)定采用行業(yè)通用檢測(cè)方法：將200 g油樣置于300 mL燒杯中，在105 ℃烘箱中加熱6 h，用Lovibond比色計(jì)（133.4 mm）測(cè)定色澤。與原色之間的差異是回色值；返酸測(cè)定：稱取蒸餾水0.5 g于100 mL燒杯中，加入混合均勻的樣品50 g，將攪拌器置于燒杯中，用磁力攪拌器攪拌2 min，攪拌速度500 r·min-1，將混合均勻的試樣放置于105 ℃的恒溫箱內(nèi)儲(chǔ)存24 h，將樣品取出冷卻至室溫后，測(cè)定試樣的酸值，與原樣比對(duì)差值即為返酸值。

1.4 生產(chǎn)工藝

精煉工藝流程為原油→脫膠→中和→脫色→脫嗅→脫蠟→成品油罐。在玉米油脫膠過程中，磷酸用量為0.1%，液堿濃度為10.3%，脫膠溫度為80 ℃，反應(yīng)時(shí)間為30 min，由于磷含量對(duì)脫膠參數(shù)影響較大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。脫色真空≤50 kPa，脫色溫度為110 ℃，白土添加量為1.5%；脫嗅塔汽提脫嗅，真空度≤0.5 kPa，溫度為240 ℃，反應(yīng)時(shí)間為90 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 各工段對(duì)玉米油指標(biāo)的影響

2.1.1 對(duì)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的影響

植物甾醇是植物中具有多種生理功能的活性成分，主要包括β-谷甾醇、菜籽甾醇、豆甾醇等。生育酚是一種脂溶性維生素，具有很強(qiáng)的抗氧化活性[4]。本文分別選擇3種玉米原油進(jìn)行精煉，并測(cè)定精煉各工段植物甾醇、維生素E的含量，結(jié)果如表1所示。脫嗅工段玉米油營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)損失率，結(jié)果如表2所示。

表1 精煉過程中玉米油營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)含量變化表（單位：mg·kg-1）

表2 脫嗅工段玉米油營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)損失率表

從表1和表2可知，玉米油中植物甾醇含量隨著精煉工藝的推進(jìn)而逐步降低，平均總損失率為31.1%。其中脫嗅工段損失約18.4%。玉米油中維生素E含量在脫嗅后明顯下降，平均損失率為11.70%，總損失率為19.8%，維生素E的損失大部分集中在脫嗅工段，維生素E損失會(huì)大大降低玉米油的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。以上指標(biāo)均表明，若想提高植物油中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，對(duì)油脂進(jìn)行適度精煉，脫嗅工段參數(shù)的控制應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。

2.1.2 對(duì)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的影響

玉米赤霉烯酮具有雌激素的作用，其作用強(qiáng)度是雌激素的1/10，可提高畜禽的雌激素水平。在急性中毒的情況下，會(huì)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、腎臟、肝臟和肺部產(chǎn)生一定的毒性作用。由于雌激素水平過高，使神經(jīng)系統(tǒng)過度活躍，引起器官大量出血點(diǎn)，導(dǎo)致動(dòng)物突然死亡[5]。測(cè)定精煉各工段玉米油中玉米赤霉烯酮的含量，結(jié)果見表3。

表3 精煉各工段對(duì)玉米油加工后玉米赤霉烯酮含量表

由表3可知，玉米赤霉烯酮的含量受原料影響較大，但總?cè)コ氏鄬?duì)穩(wěn)定，平均為94.0%。因此，嚴(yán)格控制原油中玉米赤霉烯酮含量是關(guān)鍵因素之一[6]。此外，中和、脫色、脫嗅工段對(duì)玉米赤霉烯酮去除率影響較大，中和工段最高去除率可達(dá)71%，脫色工段可達(dá)43%，脫嗅工段達(dá)55.9%。因此，中和、脫色、脫嗅是控制玉米油中玉米赤霉烯酮含量的關(guān)鍵[7]。

2.2 適度精煉加工工藝調(diào)整

2.2.1 中和工藝參數(shù)調(diào)整

磷含量是衡量脫膠效果的關(guān)鍵指標(biāo)，是導(dǎo)致植物油氧化的重要因素之一。磷含量過高會(huì)導(dǎo)致植物油中金屬離子增多，因此，脫膠效果不僅影響維生素E和植物甾醇等營(yíng)養(yǎng)成分的保留，還影響食用油的穩(wěn)定性以及油脂的酸和顏色的回復(fù)。由于原油的不穩(wěn)定性，結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際情況，中和溫度選擇為60～70 ℃，中和時(shí)間為15～20 min，當(dāng)原油酸值較高時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)中和時(shí)間。

2.2.2 脫色工藝參數(shù)調(diào)整

脫色的目的在于使脫色后的油品在色澤上有所改善，而并非理論性地脫盡油中所有色素[8]，有時(shí)不是去除色素，而是去除其他雜質(zhì)，如殘留的肥皂、微量金屬、過氧化物和磷脂等。脫色對(duì)多環(huán)芳烴、真菌毒素、塑化劑等有害物質(zhì)有很好的去除效果。脫色工段應(yīng)綜合考慮綜合成本和玉米油的特性、對(duì)貨架期的影響以及有害物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消長(zhǎng)情況，結(jié)合行業(yè)內(nèi)精準(zhǔn)加工對(duì)白土用量、活性度、酸度和白土種類等因素進(jìn)行準(zhǔn)確適度的匹配加工。

2.2.3 脫嗅工藝參數(shù)調(diào)整

脫嗅是玉米油精確適度加工的關(guān)鍵工序。在滿足玉米油基本品質(zhì)的前提下，要注意營(yíng)養(yǎng)成分的消長(zhǎng)，找到過程控制的平衡點(diǎn)。脫嗅過程由時(shí)間和溫度決定，溫度越低，時(shí)間越長(zhǎng)，溫度越高，脫嗅效率越高。但是，較高的溫度會(huì)產(chǎn)生反式酸、三氯丙醇酯、縮水甘油酯等有害物質(zhì)，同時(shí)損失生育酚等營(yíng)養(yǎng)成分。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中選擇較低的除嗅溫度。綜合考慮，對(duì)于玉米油適度精煉加工參數(shù)調(diào)整為液堿濃度8.71%，脫膠溫度為60 ℃，反應(yīng)時(shí)間為20 min，脫色溫度為105 ℃；脫嗅溫度為230 ℃，反應(yīng)時(shí)間為60 min。適度精煉各工段玉米油營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)損失率見表4，適度加工后玉米赤霉烯酮含量變化見表5。

從表4、表5可以看出，適度加工植物甾醇損失率降低6.4%，維生素E損失率降低8.7%，大大提高了玉米油中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，并且滿足風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)要求。

表4 適度加工后玉米油營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)損失率對(duì)比表

表5 適度加工后玉米赤霉烯酮含量表

從圖1、圖2可以看出玉米油中植物甾醇含量、維生素E含量隨適度精煉工藝的改進(jìn)而緩慢降低。

圖1 適度精煉玉米油植物甾醇含量變化圖

圖2 適度精煉玉米油維生素E含量變化圖

從表6可以看出，適度精煉后油品質(zhì)量符合控制要求。

表6 兩種工藝?yán)砘笜?biāo)與風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)比表

3 結(jié)論

研究表明，適度精煉加工工藝?yán)砘笜?biāo)符合生產(chǎn)需求，玉米成品油色澤為R 1.2，回色值為R 1.0，植物甾醇損失率從31.1%降低為24.7%，維生素E損失率從19.8%降低為11.1%，大大降低了損耗率，提高了成品玉米油營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)玉米赤霉烯酮去除率達(dá)88.4%。為生產(chǎn)提供了最佳的工藝參數(shù)，降低營(yíng)養(yǎng)元素的損耗率。