不同植物油复合脱色材料选择的研究

来源 :武汉轻工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luck88
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油脂脱色,常称为吸附脱色,是食用油精炼过程中极为重要的一道工序,针对不同的脱色目的,原料油脂应当选择合适的吸附材料和脱色工艺条件。由于我国食用油脱色工艺主要以脱色率和色泽为指标,缺少对营养价值和安全性的综合评价,造成食用油脱色过程中营养成分大量流失,产生危害因子,严重影响了食用油的品质。因此,本论文以稻米油的营养价值和花生油的安全性为导向,针对不同植物油选择合适的吸附材料复配,采用复合脱色材料进行脱色,优化创新植物油脱色工艺,以达到减少吸附剂用量、降低能耗、提高油脂品质的目的,使油脂脱色过程更加绿色环保,初步建议一种以油脂品质为导向的精炼脱色工艺,为食用油的脱色工艺提供一种新导向。主要内容如下:(1)测定活性白土、凹凸棒土、活性炭、膨润土和硅藻土五种吸附材料的比表面积、孔径、总孔体积、脱色率、吸油率和过滤速度,以及对植物油中酸值、过氧化值、碘值、毒性物质、营养物质和反式脂肪酸的影响。其中活性炭的比表面积和总孔体积最大,分别达到966.037m2/g和0.794cm3/g,脱色效果最好;活性白土和凹凸棒土的脱色效果其次,且凹凸棒土和活性白土的吸油率均较小;硅藻土和膨润土的孔径均较大,其中硅藻土的孔径最大,达到8.112nm,其助滤效果最好,膨润土的助滤效果其次;在1g吸附材料/100g稻米油的添加量下,五种吸附材料中活性白土对降低稻米油酸值、过氧化值的效果最为明显,其次是活性炭,且活性炭对稻米油碘值影响最大;活性炭、凹凸棒土和活性白土相比膨润土、硅藻土对稻米油中毒性物质和营养物质的吸附更为明显。因此选择活性白土、凹凸棒土和活性炭作为“主脱色剂”,将膨润土和硅藻土作为“辅脱色剂”;针对营养价值较高、酸值高、色泽深的稻米油和安全性要求高、稳定性较差的花生油,应当根据其具体质量指标来选择“主辅脱色剂”作为复合脱色剂的脱色材料。(2)对油脂色泽深、营养物质种类多且含量高的稻米油,通过比较不同吸附剂对营养物质保留率、脱色性能和成本的影响,在保证对稻米油脱色效果更优前提下,选择在同一添加量下对植物甾醇保留率更高活性炭和对谷维素和维生素E保留率更高的活性白土作为复配材料;在单因素基础上进行Box-Behnken响应面法分析,以脱色剂添加量、脱色时间和脱色温度为自变量,以脱色率为目标值,通过回归模型方差分析结果得到回归模型,确定稻米油脱色的最佳工艺条件。结果表明,每100g脱胶稻米油中添加4.17g活性白土和0.83g活性炭进行复配脱色,此时复合脱色剂质量比(活性白土/g:活性炭/g)5:1,脱色剂添加量占油重5%;脱色时间33min,脱色温度116℃;此时稻米油脱色率最高,为97.11%。此条件下稻米油中谷维素保留率为89.62%,甾醇保留率为90.16%,维生素E保留率为79.91%,色泽为Y20 R0.8;与现有的稻米油脱色工艺对比,经复合脱色剂脱色后,谷维素、维生素E和植物甾醇得到有效保留;脱色稻米油色泽较浅,酸值相对较低,过氧化值和水分及挥发物等基本指标均达到国家一级稻米油水平。活性白土和活性炭复配是一种适合高营养价值稻米油复合脱色材料,优化脱色工艺可显著提高稻米油的营养物质保留率。(3)对毒性物含量高,生产成本高的花生油,选择脱色性能好、对花生油中Ba P和AFB1等毒性物脱除效率高的活性炭,和成本最低的膨润土作为复配材料;以复配比率、脱色剂添加量、脱色时间和脱色温度分别进行单因素试验,以过滤速度、吸油率、Ba P残留量、AFB1残留量和脱色成本为正交优化综合评分的指标,通过正交优化确定花生油脱色的最佳工艺条件。结果表明,每100g脱酸花生油中添加0.33g活性炭和1.67g膨润土进行复配脱色,此时脱色剂的复配比率(活性炭/g:膨润土/g)为1:5,脱色剂的添加量为2%,且脱色时间为20min,脱色温度为90℃;此时综合评分最高。此条件下吸油率为39.47%,过滤速度为2.08m L/min,Ba P含量为0.15μg/kg,AFB1含量为0.12μg/kg,添加成本为4.41元/吨。经复合脱色剂(活性炭和膨润土)脱色后,花生油得率较高,酸值和过氧化值较低,碘值较高,花生油稳定性较好,脱色成本相对较低,且花生油中各毒性物含量均低于国家限定标准。活性炭和膨润土复配是一种适合高安全性花生油复合脱色材料,优化脱色工艺可显著提高花生油的质量品质并降低工艺成本。综上,本文对活性白土、凹凸棒土、活性炭、膨润土和硅藻土五种吸附材料的吸附脱色和脱毒性能、吸附稳定性、吸油率、助滤效果、脱色成本等方面进行比较;对待脱色的稻米油和花生油的基本指标进行了测定,通过单因素试验、响应面和正交试验优化为稻米油、花生油提出了适合的复合脱色剂材料和工艺优化,为实现以油脂品质为导向的精炼脱色工艺提供了理论指导依据。
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