大豆干燥油脫色效果與脫色劑的關(guān)系研究

◎何立軍，孫日飛，馬 莉，蔣甜燕

（中儲糧鎮(zhèn)江糧油有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）

食用油精煉工藝包括脫膠、脫酸、脫色、脫臭4個工段。脫色工段需要利用脫色劑吸附油脂中色素、微量金屬及殘留的微量皂粒、磷脂等，改善油脂色澤的同時還能去除多環(huán)芳烴和農(nóng)藥殘留等[1]。為擴(kuò)大脫色劑選擇的范圍，研究了活性白土、凹凸棒土和中性膨潤土3種脫色劑的脫色效果，及麥飯石粉、高嶺土粉、沸石粉、專用二氧化硅粉的脫色能力。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆油干燥油來自中儲糧鎮(zhèn)江糧油有限公司精煉車間。脫色劑來自浙江、江西2家活性白土廠家，3家盱眙凹凸棒土廠家，安徽1家中性膨潤土廠家。麥飯石粉、高嶺土粉、沸石粉和Trisly?二氧化硅，均為市售。異辛烷、氫氧化鉀、丙酮、鹽酸、氧化鋅、硫酸、鉬酸鈉、硫酸聯(lián)氨和磷酸二氫鉀均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

F型羅維朋比色計，英國Tintoneter公司；UV 2550紫外-可見分光光度計，日本島津公司；SX2-5-12箱式電子爐，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；B11-3型恒溫磁力攪拌器，上海司樂儀器有限公司；HG-9145A電熱恒溫干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；ME403電子天平，梅特勒-托利多科技有限公司；微波爐，廣東格蘭仕集團(tuán)有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品處理

稱取100 g干燥油樣于250 mL燒杯中，置于電磁力攪拌器上加熱攪拌，當(dāng)溫度升至60 ℃時加入特定添加量的脫色劑，繼續(xù)升溫至110~120 ℃，并保持20 min，然后用雙層中速濾紙過濾，得到過濾后的油樣即為脫色油。檢測脫色劑的脫色率和脫色油中葉綠素含量、含皂量、含磷量的變化情況。

為改善部分脫色劑的脫色能力對其進(jìn)行酸化處理，處理方法參考楊夢娜[3]等方法并加以改進(jìn)：10 g脫色劑加2 mL濃硫酸，用研缽研5 min混合均勻。放入微波爐中，微波功率480 W，時間30 s，進(jìn)行微波處理。取出用蒸餾水洗至pH值5~6，放入電熱恒溫干燥箱中干燥105 ℃，12 h，取出粉碎。

為研究復(fù)合脫色效果，將不同濃度的二氧化硅、麥飯石粉和高嶺土先加入干燥油中，在（80±5）℃下經(jīng)過15 min的預(yù)處理后，再加入0.6%的活性白土在（115±5）℃條件下保持20 min，過濾，檢測脫色油的脫色率。

1.3.2 指標(biāo)測定

含皂量檢測參照《糧油檢驗 植物油脂含皂量的測定》（GB/T 5533—2008）；磷脂含量檢測參照《糧油檢驗 磷脂含量的測定》（GB/T 5537—2008）；葉綠素含量檢測參照《油菜籽葉綠素含量測定 分光光度計法》（GB/T 22182—2008）。

脫色率檢測參考王劍威[2]的方法并加以改造：取干燥油、脫色油在波長520 nm下，用1 cm的比色皿在分光光度計上測吸光度，以蒸餾水做參比液。

式中：B為脫色前油樣（干燥油）的吸光度；B1為脫色后油樣（脫色油）的吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)脫色劑研究

精煉工廠常用的脫色劑為活性白土、凹凸棒土、活性炭等，有單獨使用或復(fù)配使用[4]。通過對不同廠家的脫色劑進(jìn)行粒度與脫色率的匯總，可以看出總體粒度為活性白土和中性膨潤土高于凹凸棒土，脫色率為活性白土＞中性膨潤土＞凹凸棒土（表1）。

表1 3種脫色劑的粒度與脫色率比較表

2.2 其他脫色劑及復(fù)合脫色研究

為分析Trisly?二氧化硅、麥飯石粉、高嶺土粉、沸石粉的脫色能力，采用脫色劑3%添加量對車間的大豆干燥油進(jìn)行脫色處理，檢測脫色劑的脫色率以及脫色前后葉綠素含量、殘皂含量和磷含量的變化情況，結(jié)果如表2所示。

表2 礦物粉及Trisly?二氧化硅相關(guān)脫色能力指標(biāo)表

空白對照在（115±5）℃下，經(jīng)過20 min的熱處理后，熱敏性色素受熱分解，色澤也會變淺。由表2可知，總體上來看，3種礦石粉和Trisly?二氧化硅對色素的脫除能力幾乎為零，對葉綠素有微弱的脫除能力，但有脫除殘磷的能力；同時除沸石粉外，其他脫色劑還有脫除殘皂的能力。

綜合來看，單獨使用時，沸石粉對葉綠素的脫除能力最強(qiáng)，但對殘皂的脫除能力最差；Trisly二氧化硅、麥飯石粉和高嶺土粉對殘皂和磷有較強(qiáng)的脫除能力。因此,選擇具有脫除殘磷和殘皂能力的Trisly?二氧化硅、麥飯石粉、高嶺土粉對干燥油進(jìn)行預(yù)處理再進(jìn)行脫色。將不同濃度的二氧化硅、麥飯石粉和高嶺土先加入干燥油中，在（80±5） ℃下經(jīng)過15 min的預(yù)處理后，再加入0.6%的活性白土在（115±5） ℃條件下保持20 min，對干燥油的脫色效果如表3所示。

表3 復(fù)合添加脫色劑的脫色率結(jié)果表

由表3可知，添加Trisly?二氧化硅可以提高活性白土對干燥油的脫色效果，隨著二氧化硅濃度的增加，脫色率也在不斷提高，這是由于先添加Trisly?二氧化硅可以提前去除干燥油中殘余的皂及磷，從而提高活性白土脫除色素的能力。劉玉蘭等[5]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，SORBSIL?R92硅膠和R40F硅膠在油脂精煉中可以起到除皂、除磷并兼顧脫除金屬離子和氯離子的作用，專用硅膠在油脂精煉中具有可行性。0.3%的Trisly?二氧化硅添加量提升脫色劑的效果明顯。但添加麥飯石粉和高嶺土進(jìn)行相同試驗發(fā)現(xiàn)，兩者并沒有顯著提高活性白土的脫色率。

先添加0.3%Trisly?二氧化硅，然后再分別添加0.6%活性白土、0.6%凹凸棒土、0.6%干性膨潤土，然后對脫色率和脫色油中的葉綠素含量和殘皂含量進(jìn)行檢測，其具體結(jié)果表如表4所示。添加0.3%的二氧化硅后，干燥油中的皂和磷脂先被二氧化硅吸收，然后加入活性白土、凹凸棒土和膨潤土進(jìn)行脫色，脫色率有了顯著提高，葉綠素含量和殘皂含量顯著降低，說明添加0.3%的二氧化硅后，活性白土、凹凸棒土、膨潤土對干燥油的脫色效果得到了顯著增強(qiáng)。

表4 Trisly?二氧化硅對活性白土、凹凸棒土和膨潤土脫色效果的影響表

2.3 脫色劑酸化處理效果研究

對沸石粉、高嶺土、麥飯石粉進(jìn)行酸化處理，再進(jìn)行脫色率及脫色油中葉綠素的測定，結(jié)果見圖1。經(jīng)過酸化處理后，沸石粉、麥飯石粉的脫色率顯著增加，但高嶺土沒有明顯改變。酸化后進(jìn)行脫色，脫色油的葉綠素含量減少，說明3種礦物粉吸附葉綠素能力也增加。這可能是因為酸化改變礦物粉的晶體結(jié)構(gòu)，提升了脫色能力和吸附葉綠素的能力。

圖1 酸化條件對脫色劑脫色效果的影響圖

3 結(jié)論

傳統(tǒng)的脫色劑活性白土的脫色率優(yōu)于中性膨潤土和凹凸棒土。先添加Trisly?二氧化硅，再加入活性白土等脫色劑能夠有效提升脫色效果。沸石粉、高嶺土、麥飯石粉除色素的能力弱，酸化后三者均提高了吸附葉綠素能力，同時提升了沸石粉、麥飯石粉的脫色能力，后續(xù)可以尋找最優(yōu)的酸化工藝來最大程度地提升除色素能力，有助于擴(kuò)大脫色劑的種類。