郭佰巖/中糧生化能源（肇東）有限公司

玉米油脂和玉米磷脂的提取與分離研究

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玉米油的制取與大豆油、芝麻油和花生油等這些直接油料資源的制油稍有不同，制取玉米油的原料玉米胚芽是一種間接油料資源。玉米胚芽的完整度、水分含量、純度等是影響玉米油產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，因此，制取玉米油的關(guān)鍵是分離出完整、純凈、含水量適宜的玉米胚芽。

玉米油脂；玉米磷脂；提?。环蛛x

引言

在玉米油的精煉過(guò)程中，產(chǎn)生的大量油腳，而磷脂富含于這些油腳中。若將這些油腳充分利用起來(lái)，提取玉米磷脂，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。然而，關(guān)于玉米磷脂的研究鮮有報(bào)道。因此，開(kāi)展玉米中磷脂類化合物的提取、分離及分析，對(duì)深度開(kāi)發(fā)利用此資源具有重要的應(yīng)用價(jià)值及理論意義。

一、工藝及參數(shù)

1.工藝流程:

2.2 工藝參數(shù)

（1）原料粉碎，需研磨成漿狀，40～60N左右；

（2）水浸，加水量1:10, PH值7、攪拌30～50rpm、水溫溫度55℃、時(shí)間30～40分鐘；

（3）固相.蛋白液和乳化油三相分離，時(shí)間30～40分鐘、轉(zhuǎn)數(shù) 3000～5000rpmf；

（4）三相分離產(chǎn)生的固相物進(jìn)行第二次水浸。時(shí)間15分鐘、加水量1:8W/W、其它條件同第一次水浸條件。水浸后分離產(chǎn)生的三相與第一次水浸分離產(chǎn)生的各相分別混合，待進(jìn)一步處理；

（5）第二次水浸后產(chǎn)生的固相經(jīng)干燥后做為飼料；

（6）蛋白液經(jīng)酸沉、水洗、噴霧干燥得到蛋白產(chǎn)品。酸沉PH值4.4～4.8、水洗溫度40～50℃,噴霧塔進(jìn)風(fēng)溫度180～200℃、排潮溫度80～85℃；

(7)乳化油破乳，經(jīng)機(jī)械破乳得到食用油。破乳條件為，PH值4.4～4.8，加熱溫度40～500C,攪拌5～6分鐘，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)0～60rpm,分離時(shí)間4～5分鐘。

2.3 原料成分分析

表1

本試驗(yàn)所用原料含油量較低，是因玉米品種所致，在試驗(yàn)期間還用來(lái)自淀粉廠的純胚芽，含油量高。

二、影響得率的因素

粒度:粉碎粒度對(duì)蛋自質(zhì)得率無(wú)明顯影響，對(duì)出油效率影響大，如表2。

表2

水浸時(shí)間:10分鐘是對(duì)出油效率較適合的時(shí)間，參看圖1。

水浸溫度:在50～70℃,油效率70C，無(wú)明顯變化，參看圖2。

圖1

圖2

水浸PH值:PH值在7～9對(duì)出油效率無(wú)明顯影響，而蛋白得率隨著PF-I值升高逐漸增加，在PH9蛋白提取效率可高70%以上。PH價(jià)對(duì)出油效率影響，看圖3。水浸固液比:在1:8～1:10參看圖4。

圖3

圖4

新舊原料:新鮮原料的油脂和蛋白提取率較高，油脂和蛋白質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)較好。舊原料的油脂和蛋自質(zhì)得率較低，原料變質(zhì)嚴(yán)重的提不出蛋白質(zhì)，同時(shí)油脂色澤深，有異味，參看下表。

項(xiàng)目原料 新 鮮 陳 舊出油效率 % 85～87 80出蛋白效率 % 50～60 無(wú)注： 油色澤，乳化輕、蛋白質(zhì)量好 油色深紅，有異味

原料粉碎方式:干法研磨對(duì)油脂和蛋白質(zhì)提取較為適宜。同水一起在高速條件下的濕法研磨，米胚芽中油脂、蛋自質(zhì)同大量水形成較穩(wěn)定的水包油型乳化液，分離困難，嚴(yán)垂影響出油效率，參看下表。

項(xiàng)目方法 干 法 濕 法出油效率 % 85～87 30～40出蛋白效率 % 50～60 ～

三、 產(chǎn)品理化指標(biāo)

油脂(機(jī)械破乳):出油效率85～87%、水份。0.02%、雜質(zhì)0.013%,酸價(jià)1.04,280℃加熱試驗(yàn)，色澤微深，無(wú)析出物。色澤:紅1.6、黃37、白1.

玉米蛋白:蛋白提取效率50～60%、水份5～6%、蛋白含量(濕基)GO-6500,色澤(白度)57、含油脂20%～50%。

玉米胚芽殘?jiān)?得率45～50%、水份5～6%、含油脂2.5～4%、含蛋白質(zhì)10～14%。

四、探討和結(jié)論

1.本方法適合于從70～100%純度玉米胚芽中提取油脂和蛋白質(zhì)。在較高純度下，可充分發(fā)揮水浸法優(yōu)越性，相對(duì)地可降低水和動(dòng)力消耗，還可提高產(chǎn)品質(zhì)量和得率。當(dāng)玉米胚芽純度在60%以下，其經(jīng)濟(jì)效益不明顯，實(shí)用價(jià)值不大。

2.受試驗(yàn)條件和設(shè)備限制，玉米蛋白中殘油較高，這是由于玉米蛋白與大豆等油料蛋白理化性質(zhì)不同，以至蛋白液與少量的油脂，在5000rpm條件下分離困難。

因玉米胚芽中蛋白含量較低，所以即使蛋白中殘油量較高，但對(duì)出油效率影響不大。若能在較高分離轉(zhuǎn)數(shù)等條件下，使蛋白中殘油降至5%以下，出油效率可提高到90%以上。(大豆蛋白在上述條件下分離，蛋白中殘油可較易降至4～5%以下)。

經(jīng)試驗(yàn)原料的粉碎粒度對(duì)蛋白中殘油影響也不明顯。所以進(jìn)一步降低玉米蛋白中殘油量，還有待于進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

本試驗(yàn)提取的這種含20%左右油脂的蛋自，可做為中脂產(chǎn)品用于食用。在適當(dāng)條件下貯藏或使用，不影響食用價(jià)值。

3.本方法的出油效率是衡量整個(gè)工藝經(jīng)濟(jì)效率是衡量整個(gè)工藝經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵指標(biāo)之一，本試驗(yàn)出油效率達(dá)85%～87%,因此證明水浸法用于較高純度的玉米胚芽是有前途的。

4.水浸PH7對(duì)出油效率影響不明顯，只是在高PH值下，蛋自得率有所提高，但以蛋白質(zhì)的質(zhì)量、減少原材料消耗及環(huán)境污染等方面考慮，是有利的。

5.本試驗(yàn)提取的乳化油，乳化程度很輕，經(jīng)破乳后油中含渣量在2%～3.5%，渣中含蛋白40%左右。這對(duì)提取較好質(zhì)量的產(chǎn)品及破乳操作是一個(gè)非常有利的因素。

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，利用水浸法同時(shí)以玉米胚芽中提取玉米油和蛋自，并以提取高質(zhì)量的玉米蛋白為主，其生產(chǎn)工藝是有前途的。

五、結(jié)語(yǔ)

利用玉米胚芽制取玉米油的設(shè)備、工藝過(guò)程和操作條件與其他油脂的制取過(guò)程基本相同，傳統(tǒng)的方法有壓榨法、直接浸出法和預(yù)榨浸出法。因?yàn)橛衩着哐恐泻幸欢康牡矸?，采用壓榨法的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生淀粉吸油現(xiàn)象，使出油率降低，且油品色澤較深。同時(shí)，在壓榨法的生產(chǎn)過(guò)程中，餅粕蛋白嚴(yán)重變性，影響蛋白的進(jìn)一步加工利用。直接浸出法的出油率雖高，但在生產(chǎn)過(guò)程中用到大量的有機(jī)溶劑，溶劑浸出后需要脫溶劑過(guò)程，所需設(shè)備較多，投入資金大，造成的環(huán)境污染嚴(yán)重，增加了后期環(huán)境處理的成本。而且有小部分有機(jī)溶劑殘留在油脂中，對(duì)油脂的安全產(chǎn)生一定的影響。

[1]于小寶. 玉米油脂和玉米磷脂的提取、分離及分析[D]. 河南工業(yè)大學(xué), 2012.

[3]李飛. 反膠束法同時(shí)提取玉米胚芽油脂和蛋白質(zhì)的研究[D].江南大學(xué), 2009.