影响油菜籽毛油脱胶因素的研究

张 红，王凤霞，刘美霞，刘黔霞，吴雪君

（1.中低品位磷矿及伴生资源高效利用国家重点实验室，贵州 贵阳 550016；2.瓮福（集团）有限责任公司，贵州 贵阳 550000）

油料经炒制后直接以压榨或浸出方式所得第一道油称为毛油。由于毛油中有大量磷脂、色素、游离脂肪酸、抗营养因子、天然毒素、磷脂、蛋白质等，因此需进行脱胶、碱炼、脱色、脱臭[1-2]等工序精炼后才能食用。脱胶作为油脂精炼最重要的一步，若脱胶不彻底会影响后续精炼效果、加重工艺负担以及油的品质与质量。目前，脱胶方法有水化脱胶、酸法脱胶、过滤膜脱胶、酶法脱胶、微生物脱胶、吸附脱胶[3]等。酸法脱胶因其工艺简单易行，成为目前国内油脂加工厂普遍使用的植物油精炼脱胶方法。毛油中的胶质主要是磷脂，磷脂既含有易与水结合的极性较强的亲水基团（如胆碱、乙醇胺、肌醇、丝氨酸），也含有易与油结合的极性较弱的疏水基团，因此可分为水化磷脂 （HP）和非水化磷脂（NHP）。非水化磷脂含有极性较弱的基团，主要形式为磷脂酸（PA）和溶血磷脂酸的钙镁盐[4-5]。一般油中的非水化磷脂即使经过多次水洗也不能脱除（有资料显示，经水洗16次后的毛油中磷脂含量还是未能降低），因此需要磷酸将非水化磷脂转化为水化磷脂，再进行水化处理。未脱胶的菜籽毛油中磷脂含量为 1.5%～2.5%[6]，因此菜籽毛油需进行脱胶后方可食用。据文献报道，影响毛油脱胶的因素有毛油加热温度、加酸量、加酸搅拌时间（酸化时间）、加水量、加水搅拌时间（水化时间）。为此本文设计试验方案，对以上五个影响因素在菜籽毛油的脱胶效果进行探讨。

1 实验部分

1.1 原料及试剂

原材料：油菜籽毛油由贵阳市白云区艳山红陈氏油坊采用压榨方式制取。

磷酸：食品添加剂磷酸（湿法）（85%），瓮福（集团）有限责任公司生产。

试剂：盐酸，浓硫酸、氧化锌、氢氧化钾、钼酸钠、硫酸联氨、磷酸二氢钾等，以上试剂均为分析纯。

1.2 主要仪器和设备

精密天平、恒温水浴锅、电动搅拌器、高速离心机（TDL-5-A）、石墨加热板（DB-XAB）、马弗炉（可控温度主要使用温度在550～600℃）、紫外可见分光光度计（PELambda）。

1.3 实验方法

1.3.1 毛油脱胶单因素实验

具体操作步骤：取500g植物毛油于1000mL烧杯中，将烧杯放入预先设定好温度的水浴中进行搅拌，待温度达到水浴温度后，往烧杯中加入一定量85%磷酸溶液并持续搅拌一定时间，随后向烧杯中加入一定量的同温蒸馏水，继续搅拌一段时间后，取出进行离心分离，取上层油样进行分析。

单因素试验：采用以上脱胶操作方法，1）考察毛油加热温度 （50、60、70、80、90℃）对脱胶率的影响，固定反应条件为加酸量0.2%、酸化时间20min、加水量4%、水化时间30min；2）考察加酸量 （油重0.1、0.3、0.5、0.7、0.9%）对脱胶率的影响，固定反应条件为毛油加热温度70℃、酸化时间20min、加水量4%、水化时间30min；3）考察酸化时间 （10、30、60、90、120min）对脱胶率的影响，固定反应条件为水化温度70℃、加酸量0.2%、酸化时间20min、加水量4%、水化时间30min；4）考察加水量（油重2、4、6、8、10%）对脱胶率的影响，固定反应条件为加热温度70℃、酸化时间20min、加水量4%、水化时间30min；5）考察水化时间（20、40、60、80、100min）对脱胶率的影响，固定反应条件为水化温度70℃、加酸量0.2%、酸化时间20min、加水量4%。每组试验设3个重复，以脱胶率作为脱胶效果的衡量指标。

1.3.2 毛油脱胶正交实验

正交试验：参照单因素试验结果，在毛油加热温度、加酸量、加酸搅拌时间（酸化时间）、加水量、加水搅拌时间（水化时间）五个因素中进行选择，并以此为影响因素，进行正交试验设计，并以脱胶率作为脱胶效果衡量指标。每组试验设3个重复，以脱胶率作为脱胶效果的衡量指标。

1.3.3 检测方法

参照国家标准GB/T5537-2008《粮油检验 磷脂含量的测定》第一法钼蓝比色法，对毛油以及脱胶油的磷脂含量进行检测。

2.1 结果与分析

2.1.1 菜籽毛油脱胶单因素实验结果与分析

单因素实验结果见表1。

表1 菜籽毛油脱胶单因素试验

由表1可知：1）温度对菜籽油的脱胶率的影响比较显著，在50～60℃时达到最大值：温度继续升高后，脱胶率呈下降趋势。这可能是由于温度较低时，温度的升高有利于胶体的凝聚，当温度升高到一定程度，超过了胶体凝聚的“临界温度”，凝聚的胶体又重新分散开，使得脱胶率降低。2）磷酸添加量在0.1%～0.3%时脱胶率随着磷酸添加量的增加而显著增加，这是由于磷酸的加入，非水化磷脂转化成水化磷脂，一起通过水化脱胶被除去；当加入量超过0.3%之后脱胶率随磷酸的增加不再有显著增加，说明0.3%的磷酸已将油中大部分非水化磷脂转化成了水化磷脂，加过多的磷酸对脱胶效果并没有太大改善。3）延长酸化时间，对菜籽毛油的脱胶率并没有显著提升。4）加水量对菜籽毛油脱胶油明显影响。加水量为4%～6%时，随着加水量的增加，脱胶率明显；而加水量达8%时，脱胶率随着水的增加呈下降趋势，这是因为加水后，磷脂吸水膨胀变得更容易凝聚在一起，利于离心分离；然而加水过量后，磷脂发生乳化，不利于磷脂分离，使脱胶率下降。5）水化时间过短，脱胶率较低；随着水化反应时间的延长，脱胶率显著提高，40min后脱胶率无明显变化。这可能是因为磷脂凝聚需要一定的时间，时间太短凝聚不完全；反应时间过长，则容易发生油脂乳化。由此可知：在毛油脱胶过程，毛油加热温度、加酸量、加酸搅拌时间（酸化时间）、加水量、加水搅拌时间（水化时间）五个影响因素中，对脱胶影响较大的为：毛油加热温度、加酸量、加水量、水化时间。

2.1.2 毛油脱胶正交实验与分析

由单因素试验结果设计菜籽毛油脱胶正交试验方案（表2），使用正交试验设计助手软件进行四因素三水平正交试验设计，并分析结果（表3）。

表2 脱胶实验因素水平表

表3 正交试验结果

正交试验结果看出，影响极差R大小的主次顺序：A(毛油加热温度)>B（磷酸加入量）>C（加水量）>D（水化时间），最佳组合为：

A1B2C2D2，即油温50℃、磷酸加入量为 0.3%，加水量为6%，水化时间为30min。

3 结论

根据单因素的试验结果，对以上几个因素采用L9(34)正交表设计，进行了正交实验，对脱胶工艺进行了优化。确定菜籽油脱胶工艺的最佳参数为：温度 50℃，磷酸添加量 0.3%，加水量6%，水化时间30min，在此脱胶条件下，脱胶效果最好，脱胶率可达为97.69%。