葉 展 羅 質(zhì),2 胡傳榮,2 劉零怡,2 亞森·玉山 王興國(guó) 何東平,2

(武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，武漢 430023) (國(guó)家糧食局糧油資源綜合開(kāi)發(fā)工程技術(shù)研究中心2，武漢 430023) (湖北奧星糧油工業(yè)有限公司3，襄陽(yáng) 441800) (江南大學(xué)食品學(xué)院4，無(wú)錫 214122)

菜籽油復(fù)合脫色劑脫色工藝優(yōu)化及其品質(zhì)分析

葉 展1羅 質(zhì)1,2胡傳榮1,2劉零怡1,2亞森·玉山3王興國(guó)4何東平1,2

(武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，武漢 430023) (國(guó)家糧食局糧油資源綜合開(kāi)發(fā)工程技術(shù)研究中心2，武漢 430023) (湖北奧星糧油工業(yè)有限公司3，襄陽(yáng) 441800) (江南大學(xué)食品學(xué)院4，無(wú)錫 214122)

運(yùn)用紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)對(duì)油脂進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描后，確定油脂脫色率測(cè)定波長(zhǎng)。以537和612 nm波長(zhǎng)下脫色率為指標(biāo)，分別研究復(fù)合脫色劑脫色工藝中的脫色劑用量、脫色劑配比、脫色溫度、脫色時(shí)間和攪拌速率5個(gè)單因素對(duì)脫色效果的影響，在單因素基礎(chǔ)上，選取脫色劑用量、脫色溫度和脫色時(shí)間，進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面法進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)化，并進(jìn)行方差分析和模型擬合，在脫色劑用量3.4%、脫色溫度100 ℃、脫色時(shí)間27 min時(shí)，脫色油復(fù)合脫色率達(dá)97.02%。對(duì)脫色油的基本理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定后，分析可知，復(fù)合脫色劑脫色油酸價(jià)和磷含量明顯低于活性白土脫色油，而前者維生素E含量、甾醇含量、脫色率和色澤等指標(biāo)則高于后者，且后者油脂品質(zhì)可達(dá)到國(guó)標(biāo)一級(jí)菜籽油水平。

菜籽油 復(fù)合脫色劑 脫色率 工藝優(yōu)化 維生素E 植物甾醇

雖然油脂堿煉工藝可以去除油脂中的部分色素，但對(duì)于生產(chǎn)高品級(jí)食用油，油脂的脫色工藝仍然必不可少，目前工業(yè)生產(chǎn)中最廣泛應(yīng)用的是吸附劑吸附脫色法。堿煉油經(jīng)過(guò)吸附脫色后，不僅可以去除油脂中的色素、微量金屬、微量皂粒和磷脂等膠體雜質(zhì)[1-2]，還可以去除一些臭味組分、多環(huán)芳烴和殘留農(nóng)藥等，從而為油脂的進(jìn)一步精制(如氫化、脫臭等)提供良好的條件[3]。

用于油脂脫色的脫色劑有多種，考慮到經(jīng)濟(jì)效益、脫色效率和其適用性，工業(yè)中常用酸性白土或活性白土單一脫色劑進(jìn)行油脂脫色(或配合少量活性炭)，這些常規(guī)脫色工藝存在著諸多問(wèn)題，例如，脫色劑用量偏大，脫色油返酸、返色偏高，脫色時(shí)間長(zhǎng)，且脫色劑利用率低等，這些問(wèn)題會(huì)進(jìn)一步造成油脂中有益的微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如維生素E、甾醇等)的損失，同時(shí)使油脂中有害的物質(zhì)(如反式脂肪酸、3-MPCD等)含量增加，降低了油脂的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食用安全性，這與油脂的適度加工相悖[4-5]。

凹凸棒土是一種富鎂的硅酸鹽礦物，其具有良好的吸附性、脫色性和熱穩(wěn)定性，尤其是對(duì)鉛、鉻、銅等重金屬具有很好的吸附作用，而且價(jià)格低廉，資源豐富，已廣泛應(yīng)用于各種廢水的吸附處理，將其應(yīng)用在油脂脫色工藝中，可有效降低油脂生產(chǎn)成本[6]，但是單一凹凸棒土脫色，過(guò)濾困難，且與活性白土相比，凹凸棒土活性偏低，因此，不少研究者對(duì)改善凹凸棒土的性質(zhì)進(jìn)而提高脫色效果進(jìn)行了相關(guān)研究[7-8]。研究還發(fā)現(xiàn)，凹凸棒土與活性白土進(jìn)行復(fù)配脫色，可以有效緩解油脂返色，提高油脂穩(wěn)定性[9]。

本試驗(yàn)研究了凹凸棒土和活性白土復(fù)合脫色工藝對(duì)改善油脂色澤的作用，對(duì)工藝進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)化，并進(jìn)一步探討和分析復(fù)合脫色劑脫色工藝對(duì)油脂中植物甾醇含量、維生素E含量等指標(biāo)的影響，為倡導(dǎo)油脂的適度加工，提高油脂食用品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)安全提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

菜籽四級(jí)油：湖北奧星糧油工業(yè)有限公司；活性白土：無(wú)錫歐佰特科技發(fā)展有限公司；凹凸棒土：盱眙鑫源科技有限公司；硅烷化試劑(BSTFA+TMCS，99∶1)：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；維生素E的4種生育酚異構(gòu)體標(biāo)品(α、β、γ、δ，單標(biāo))、β-膽甾醇、甾醇標(biāo)品(菜籽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇、谷甾烷醇，單標(biāo))：上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；色譜純乙腈、甲醇：天津科密歐化學(xué)試劑有限公司；其他試劑：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器

Evolution 220型紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)：美國(guó)Thermo Scientific公司；UV-1600型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司；7890B型氣相色譜儀：美國(guó)Agilent公司；1200型高效液相色譜儀：美國(guó)Agilent公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 油脂基本指標(biāo)的檢測(cè)

油脂酸價(jià)的測(cè)定：GB/T 5530—2005《動(dòng)植物油脂酸值和酸度測(cè)定》；油脂過(guò)氧化值的測(cè)定：GB/T 5538—2005《動(dòng)植物油脂過(guò)氧化值測(cè)定》；油脂水分的測(cè)定：GB/T 5528—2008《植物油脂水分及揮發(fā)物含量測(cè)定》；磷脂含量的測(cè)定：GB/T 5537—2008《糧油檢驗(yàn) 磷脂含量的測(cè)定》；油脂色澤的測(cè)定：GB/T 22460—2008《動(dòng)植物油脂 羅維朋色澤的測(cè)定》。

1.2.2 復(fù)合脫色劑脫色工藝流程

取160 g四級(jí)菜籽油，在壓強(qiáng)低于-0.90 MPa，攪拌速率為180 r/min條件下，加熱至90 ℃，并保持30 min左右，干燥去水，干燥結(jié)束后，加入活化后的混合脫色劑，在相同壓強(qiáng)和攪拌速率條件下，脫色20～30 min，停止加熱，真空下繼續(xù)攪拌冷卻至45 ℃左右，真空抽濾分離脫色油和廢脫色劑，脫色油精過(guò)濾后，進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定分析。

1.2.3 油脂脫色率的測(cè)定

由于羅維朋比色法人為誤差較大，因此在本研究中采用分光光度法，對(duì)油樣進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描后，確定分光光度法的測(cè)定波長(zhǎng)，在該波長(zhǎng)下測(cè)定油脂的吸光度，再進(jìn)行脫色率計(jì)算，油脂全波長(zhǎng)掃描依據(jù)參考文獻(xiàn)[10]進(jìn)行，油脂脫色率計(jì)算公式為：

式中：I為油脂脫色的脫色率/%；A0為脫色前油脂的吸光度；A為脫色后油脂的吸光度。

1.2.4 復(fù)合脫色劑脫色工藝單因素試驗(yàn)

以537 nm處和612 nm處吸光度為脫色效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別研究復(fù)合脫色劑用量、復(fù)合脫色劑配比、脫色溫度、脫色時(shí)間和攪拌速率對(duì)脫色效果(脫色率)的影響，確定影響復(fù)合脫色劑脫色效果的主要因素，進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

1.2.5 復(fù)合脫色劑脫色工藝響應(yīng)面優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，固定脫色劑配比為1∶1、攪拌速率為180 r/min，以脫色劑用量(X1)、脫色溫度(X2)和脫色時(shí)間(X3)為試驗(yàn)因素，以537 nm處吸光度和612 nm處吸光度綜合平衡值為響應(yīng)值，進(jìn)行Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因素水平及編碼，見(jiàn)表1。

表1 因素水平編碼表

1.2.6 復(fù)合脫色劑脫色油品質(zhì)分析

油脂中維生素E含量的測(cè)定：參考GB/T 5009.82—2003《食品中維生素E和維生素A的測(cè)定》，利用HPLC測(cè)定油脂中維生素E的含量。測(cè)定條件如下：色譜柱Eclipse XDB-C18(150 mm×4.6 mm×0.5 μm)；柱溫30 ℃；流動(dòng)相：乙腈：甲醇=70∶30；流速1.2 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)325 nm；進(jìn)樣量5.0 μL。

油脂中甾醇含量的測(cè)定：參考GB/T 25223—2010《動(dòng)植物油脂 甾醇組成和甾醇總量的測(cè)定 氣相色譜法》，利用GC測(cè)定油脂中植物甾醇的含量。測(cè)定條件如下：色譜柱Supelco SP-2560毛細(xì)管柱(100 m×0.25 mm×0.20 μm)；檢測(cè)器：氫火焰離子化檢測(cè)器；色譜條件：進(jìn)樣口溫度300 ℃；分流比30∶1；柱流量2.46 mL/min；初始柱溫200 ℃(保留0.5 min)，后以2 ℃/min升溫至280 ℃，保留10 min；FID 檢測(cè)器360 ℃；進(jìn)樣量1 μL。

1.2.7 數(shù)據(jù)及圖表分析

每組試驗(yàn)重復(fù)3次，利用SPSS 16.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差顯著性分析，測(cè)定結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。用ANOVA中的SNK方法進(jìn)行顯著性分析(置信區(qū)間95%)。利用Origin 8.5繪制曲線圖。利用Design Expert 8.0.5b進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)和優(yōu)化，繪制等高線圖，并進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫色率測(cè)定波長(zhǎng)的確定

為更準(zhǔn)確地運(yùn)用分光光度法分析油脂的脫色效果，首先要確定分光光度法的測(cè)定波長(zhǎng)，關(guān)于運(yùn)用分光光度法測(cè)定油脂色澤，已有不少研究，均采用單一波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定，且采用的測(cè)定波長(zhǎng)不同[11-13]。為了提高分析的準(zhǔn)確性，本研究采用色譜純CCl4作為參比，對(duì)油脂樣品在350～750 nm范圍內(nèi)進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描，以確定最佳的測(cè)定波長(zhǎng)，3種不同油樣的全波長(zhǎng)掃描圖，如圖1所示。

注：a為100%一級(jí)菜籽油，b為四級(jí)菜籽油，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%CCl4，c為100%四級(jí)菜子油。圖1 菜籽油全波長(zhǎng)掃描圖

由圖1可知，從b曲線中可看出，在422、454、479、537、612和671 nm處出現(xiàn)明顯吸收峰，其中612 nm和671 nm處是葉綠素A的特征吸收峰[14]，450 nm左右是β-胡蘿卜素的特征吸收帶[15-16]，在525～550 nm范圍內(nèi)的吸收峰則對(duì)應(yīng)羅維朋比色劑所測(cè)的紅色值[10]，進(jìn)一步由c曲線可知，537和612 nm波長(zhǎng)下的吸收峰可以更好地判斷油脂色澤的深淺。由b曲線還可知，經(jīng)完整精煉工藝后的一級(jí)菜籽油，油脂中大部分色素被去除，因此，曲線相對(duì)平滑，只在480 nm后產(chǎn)生了少許吸收峰。因此，將537和612 nm作為檢測(cè)波長(zhǎng)，對(duì)油脂吸光度進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)而計(jì)算這2個(gè)波長(zhǎng)下的脫色率判斷油脂的脫色效果。

2.2 復(fù)合脫色劑脫色工藝單因素試驗(yàn)

2.2.1 脫色劑用量對(duì)脫色效果的影響

在脫色劑配比(白土∶凹凸棒土)為1∶1、脫色溫度為90 ℃、脫色時(shí)間為25 min、攪拌速率為180r/min條件下，分別添加1.5%、2.0%、2.5%、3.0%和3.5%脫色劑，對(duì)菜籽毛油進(jìn)行脫色試驗(yàn)，分別測(cè)定脫色油在537、612 nm處的吸光度。脫色劑用量對(duì)脫色效果的影響如圖2所示。

圖2 脫色劑用量對(duì)脫色效果的影響

由圖2可知，隨著混合脫色劑用量的增加，菜籽油的脫色率先明顯提高，當(dāng)脫色劑用量超過(guò)3.0%時(shí)，脫色率增加速率減緩，脫色率趨于平緩，這與已有的研究結(jié)果相似[17]。實(shí)際上，在油脂脫色工藝中，脫色劑用量，并不是越多，脫色效果越好，因?yàn)椋絼┯昧窟^(guò)高，除吸收油脂中的色素外，也會(huì)過(guò)多地吸收油脂，致使得油率下降，此外，脫色劑成本也會(huì)相應(yīng)增加，實(shí)際操作一般是通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試優(yōu)化后，生產(chǎn)中添加量酌情減少[3]。因此，脫色劑用量宜在3.0%作進(jìn)一步優(yōu)化。

2.2.2 脫色劑配比對(duì)復(fù)合脫色效果的影響

在脫色劑用量為3.0%、脫色溫度為90 ℃、脫色時(shí)間為25 min、攪拌速率為180 r/min條件下，調(diào)整脫色劑配比(白土：凹凸棒土)為1∶0、2∶1、1∶1、1∶2和0∶1，對(duì)菜籽毛油進(jìn)行脫色試驗(yàn)，分別測(cè)定脫色油在537、612 nm處的吸光度。脫色劑配比對(duì)脫色效果的影響如圖3所示。

由圖3可知，在脫色劑用量3.0%時(shí)，隨著脫色劑配比的變化，537、612 nm下的油脂脫色率曲線呈倒“N”形曲線，當(dāng)添加3.0%的活性白土?xí)r，537、612 nm下油脂脫色率分別為89.38%、91.30%；當(dāng)活性白土和凹凸棒土比例為1∶1時(shí)，2個(gè)測(cè)定波長(zhǎng)下的脫色率分別達(dá)91.47%、94.06%；進(jìn)一步降低活性白土比例，增加凹凸棒土比例，脫色率均會(huì)降低，當(dāng)只添加3.0%的凹凸棒土進(jìn)行脫色時(shí)，2個(gè)波長(zhǎng)下的脫色率僅分別為65.14%、67.78%。活性白土對(duì)色素，尤其是葉綠素和其他膠體雜質(zhì)吸附能力強(qiáng)，對(duì)于堿性原子團(tuán)和極性原子團(tuán)吸附能力更強(qiáng)；凹凸棒土脫色與活性白土脫色相比，脫色時(shí)吸油率低、油脂返酸低，且價(jià)格相對(duì)便宜[9]。因此，活性白土與凹凸棒土配比確定為1∶1脫色效果最好。

2.2.3 脫色溫度對(duì)復(fù)合脫色效果的影響

在脫色劑用量為3.0%、脫色劑配比(白土：凹凸棒土)為1∶1、脫色時(shí)間為25min、攪拌速率為180r/min條件下，調(diào)整脫色溫度為70、80、90、100、110 ℃，對(duì)菜籽毛油進(jìn)行脫色試驗(yàn)，分別測(cè)定脫色油在537、612 nm處的吸光度。脫色溫度對(duì)脫色效果的影響如圖4所示。

圖4 脫色溫度對(duì)脫色效果的影響

由圖4可知，隨著溫度的升高，2個(gè)測(cè)定波長(zhǎng)下油脂的脫色率先升高，90 ℃時(shí)，菜籽油的脫色率最高，均超過(guò)90%，再升高脫色溫度，脫色率則逐漸下降。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于吸附脫色，可以用Freundlich吸附等溫式或Langmuir吸附等溫式進(jìn)行描述，而且對(duì)于大豆油和菜籽油中胡蘿卜素的凹凸棒土吸附作用，前者比后者適用性更好[20]。雖然研究表明，適當(dāng)提高脫色溫度可以激活吸附劑中更多的吸附點(diǎn)而提高脫色效率[16]，但試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，脫色溫度過(guò)高，油脂的脫色率反而有所降低，這可能是由于在一定范圍內(nèi)升高脫色溫度使得色素分子運(yùn)動(dòng)速度加快，增加了色素的吸附概率，而溫度過(guò)高，導(dǎo)致油脂氧化加劇，使色澤變深，脫色率反而下降。對(duì)于脫色溫度，宜在90 ℃左右進(jìn)一步優(yōu)化，以提高復(fù)合脫色劑脫色效果。

2.2.4 脫色時(shí)間對(duì)復(fù)合脫色效果的影響

在脫色劑用量為3.0%、脫色劑配比(白土∶凹凸棒土)為1∶1、脫色溫度為90 ℃、攪拌速率為180r/min條件下，調(diào)整脫色時(shí)間為15、20、25、30和35 min，對(duì)菜籽毛油進(jìn)行脫色試驗(yàn)，分別測(cè)定脫色油在537、612 nm處的吸光度。脫色時(shí)間對(duì)脫色效果的影響如圖5所示。

圖5 脫色時(shí)間對(duì)脫色效果的影響

由圖5可知，隨著脫色時(shí)間的延長(zhǎng)，菜籽油的脫色率先逐漸升高，當(dāng)脫色時(shí)間為26 min左右時(shí)，脫色率最高，再延長(zhǎng)脫色時(shí)間，脫色率反而有一定下降。油脂的脫色是一個(gè)逐漸達(dá)到吸附平衡的過(guò)程[9]，研究發(fā)現(xiàn)，只要攪拌效果好，達(dá)到吸附平衡并不需要過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，盡管在一定范圍內(nèi)脫色程度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，但是過(guò)分延長(zhǎng)時(shí)間，脫色速率減緩，油脂發(fā)生催化氧化，導(dǎo)致油脂返色[19]，不僅如此，高溫下與吸附劑接觸的油脂隨著時(shí)間的延長(zhǎng)可能發(fā)生脂肪酸雙鍵共軛化，影響油脂食用安全，并給油脂帶來(lái)土腥味，操作也不經(jīng)濟(jì)。

2.2.5 攪拌速率對(duì)復(fù)合脫色效果的影響

在脫色劑用量為3.0%、在脫色劑配比(白土：凹凸棒土)為1∶1、脫色溫度為90 ℃、脫色時(shí)間為25 min條件下，分別調(diào)整攪拌速率為120、150、180、210和240 r/min，對(duì)菜籽毛油進(jìn)行脫色試驗(yàn)，分別測(cè)定脫色油在537、612 nm處的吸光度。攪拌速率對(duì)脫色效果的影響如圖6所示。

圖6 攪拌速率對(duì)脫色效果的影響

由圖6可知，隨著攪拌速率的增加，油脂的脫色率先明顯增加，當(dāng)攪拌速率超過(guò)190 r/min左右時(shí)，再增加攪拌速率，脫色率沒(méi)有提高，反而稍有下降。油脂的脫色過(guò)程中，吸附劑對(duì)色素的吸附是在其表面進(jìn)行的，屬于非均勻物理化學(xué)反應(yīng)，適當(dāng)?shù)臄嚢杷俾士梢允褂椭c吸附劑有均勻的接觸機(jī)會(huì)[20]，從而有利于吸附平衡的建立，但是劇烈而又長(zhǎng)時(shí)間攪拌，則會(huì)造成吸附劑吸附解析現(xiàn)象，同時(shí)也引起油脂氧化產(chǎn)生劣變，使得油脂返色，降低其脫色率[21-22]。結(jié)合以上分析可知，對(duì)于復(fù)合脫色劑脫色工藝，宜將攪拌速率確定為190 r/min。

2.3 復(fù)合脫色劑脫色工藝響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果與分析

2.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，采用三因素五水平的響應(yīng)面分析方法，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。由于油脂的脫色率無(wú)論是在537 nm處，還是在612 nm處，都是脫色率越高脫色效果越好。因此，為了便于分析，試驗(yàn)中將537 nm處油脂脫色率和612 nm處油脂脫色率按照1∶1的比例，采用綜合平衡法合并成為綜合脫色率，以綜合脫色率為試驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行工藝優(yōu)化，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果

2.3.2 回歸模型建立及方差分析

由試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果數(shù)據(jù)可得到二次回歸模型為：

Y=-226.178+34.625A+3.500B+7.480C+0.087 3AB+0.526AC+0.042 1BC-8.656A2-0.025 2B2-0.255C2，運(yùn)用Design Expert 8.0.5b數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)該回歸模型進(jìn)行方差分析，得到方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 回歸方程模型方差分析

注：*表示顯著(P<0.05)；**表示極顯著(P<0.01)。

2.3.3 參數(shù)優(yōu)化與試驗(yàn)驗(yàn)證

在Design-Expert 8.0.5軟件優(yōu)化模塊中，將優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置成為最大值，求解得綜合脫色率Y的最優(yōu)值為96.90，預(yù)測(cè)的最佳試驗(yàn)條件為：脫色劑用量3.42%、脫色溫度100.05 ℃、脫色時(shí)間27.01 min。為了方便實(shí)際操作，在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，將最佳工藝條件修正為：脫色劑用量3.4%、脫色溫度100 ℃、脫色時(shí)間27 min。在該優(yōu)化條件下重復(fù)試驗(yàn)3次，測(cè)得最優(yōu)綜合脫色率為97.02%。與預(yù)測(cè)的最優(yōu)值基本吻合，表明了模型的有效性。

2.4 復(fù)合脫色劑脫色油品質(zhì)分析

2.4.1 脫色油維生素E和甾醇含量測(cè)定

在最優(yōu)條件下運(yùn)用復(fù)合脫色劑制備脫色菜籽油，對(duì)脫色油中甾醇和維生素E含量進(jìn)行測(cè)定，復(fù)合脫色劑脫色油和活性白土脫色油甾醇含量GC譜圖，分別如圖7、圖8所示，復(fù)合脫色劑脫色油和活性白土脫色油維生素E含量HPLC譜圖，分別如圖9、圖10所示。

圖7 復(fù)合脫色劑脫色油甾醇含量GC譜圖

圖8 活性白土脫色油甾醇含量GC譜圖

圖9 復(fù)合脫色劑脫色油維生素E含量HPLC譜圖

圖10 活性白土脫色油維生素E含量HPLC譜圖

2.4.2 復(fù)合脫色劑脫色油和常規(guī)脫色油品質(zhì)對(duì)比

對(duì)制備的復(fù)合脫色劑脫色油、活性白土脫色油、國(guó)標(biāo)一級(jí)菜籽油和菜籽毛油的基本理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，復(fù)合脫色劑脫色油的水分及揮發(fā)物、酸價(jià)、過(guò)氧化值、磷含量與活性白土脫色油指標(biāo)沒(méi)有顯著性差異；但是復(fù)合脫色劑脫色油的維生素E含量和甾醇含量明顯高于活性白土脫色油，此外，復(fù)合脫色工藝537和612 nm處脫色率、色澤指標(biāo)也要明顯高于活性白土脫色油，而且，2種脫色油指標(biāo)均達(dá)到國(guó)標(biāo)一級(jí)菜籽油水平。這也說(shuō)明，復(fù)脫脫色劑脫色工藝，完全滿足食用油生產(chǎn)要求，比常規(guī)活性白土脫色更有優(yōu)勢(shì)。

表4 4種菜籽油基本指標(biāo)測(cè)定

注：同一行不同字母表示存在顯著性差異(P<0.05)；國(guó)標(biāo)一級(jí)油色澤測(cè)定運(yùn)用133.4 mm比色槽，其余油色澤測(cè)定采用25.4 mm比色槽；“—”指國(guó)標(biāo)中不作檢測(cè)。

3 結(jié)論

3.1 試驗(yàn)確定537和612 nm為油脂脫色率測(cè)定波長(zhǎng)。研究了復(fù)合脫色劑脫色工藝中的脫色劑用量、脫色劑配比、脫色溫度、脫色時(shí)間和攪拌速率對(duì)脫色效果的影響，在單因素基礎(chǔ)上，運(yùn)用三因素三水平響應(yīng)面設(shè)計(jì)法，對(duì)脫色劑用量、脫色溫度和脫色時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)化，在脫色劑用量3.4%、脫色溫度100 ℃、脫色時(shí)間27 min時(shí)，驗(yàn)證得537和612 nm復(fù)合脫色率達(dá)97.02%。

3.2 復(fù)合脫色劑脫色油的水分及揮發(fā)物、過(guò)氧化值指標(biāo)和活性白土脫色油指標(biāo)沒(méi)明顯差異；但復(fù)合脫色劑脫色油酸價(jià)、磷含量、色澤等指標(biāo)明顯優(yōu)于活性白土脫色油，特別是維生素E含量、甾醇含量、脫色率等指標(biāo)，復(fù)合脫色劑脫色油指標(biāo)可達(dá)到國(guó)標(biāo)一級(jí)菜籽油水平。

3.3 復(fù)合脫色劑脫色油品質(zhì)良好，脫色工藝優(yōu)勢(shì)明顯，但經(jīng)復(fù)合脫色劑脫色油經(jīng)過(guò)脫臭后，脫臭油品質(zhì)是否良好，需要做進(jìn)一步探討，同時(shí)，對(duì)于復(fù)合脫色劑脫色工藝的工業(yè)應(yīng)用，宜先作中試，再進(jìn)行擴(kuò)大生產(chǎn)。

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Optimization of Rapeseed Oil Decoloration Process by Compound Decolorant and Its Quality Analysis

Ye Zhan1Luo Zhi1,2Hu Chuanrong1,2Liu Lingyi1,2Yaseng·Yushan3Wang Xingguo4He Dongping1,2

(College of Food Science and Engineering，Wuhan Polytechnic University1，Wuhan 430023)(Grain and Oil Resources Comprehensive Exploitation and Engineering Technology Research Center of State Administration of Grain2，Wuhan 430023)(Hubei OKing Star Grain and Oil industry Co., LTD3，Xiangyang 441800)(School of Food Science and Technology，Jiangnan University4，Wuxi 214122)

The detection wavelength of rapeseed oil decolorization ratio was confirmed after the oils and fats was be full wave scanned by ultraviolet-visible spectrophotometer. Decolorization ratios under the wave length of 537 and 612 nm were selected as the experiment indicators, and the effects of the 5 single-factors (decolorant amount, proportion of decolorizing agent, decolorization temperature, decolorization time and agitation rate) on the decoloration process by compound decolorant studies, respectively. On the basis of single-factor experiments, three factors(the decolorant amount, decolorization temperature and decolorization time) were chosen to conduct 3-variable 3-level response surface methodology (RSM) to optimize the decoloration process, and conducted the analysis of variance and model fitting. The highest composite decoloring rate(97.02%) was obtained when the decolorant amount was 3.4%, the decolorization temperature was 100 ℃ and decolorization time was 27 min. After basic physical and chemical indexes of the bleached oils were tested, the results showed that acid value (AV) and phosphorus content of the rapeseed oil bleached by compound decolorant were obviously much lower than the oil bleached by activated clay, while the content of Vitamin E, sterols and the decolorization ratio and color and lustre ect. indexes of the former oil were higher than the latter, but the oil-fat quality of the latter could reach the national standards level first class for rapeseed oil.

rapeseed oil, compound decolorant, decoloration rate; process optimization, vitamin E, phytosterol

糧食公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201313012)

2015-09-17

葉展，男，1989年出生，碩士，糧食、油脂及植物蛋白工程

何東平，男，1957年出生，教授，糧食、油脂及植物蛋白工程

TS224.6

A

1003-0174(2017)05-0088-08