葵花油濃縮磷脂的精制技術(shù)研究

羅世龍，李桂華，趙 芳

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

葵花油濃縮磷脂的精制技術(shù)研究

羅世龍，李桂華*，趙 芳

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

以葵花油水化油腳脫水制得的葵花油濃縮磷脂為原料，經(jīng)正己烷除雜和過氧化氫氧化脫色制備精制葵花油濃縮磷脂.結(jié)果表明：在料液比為1∶12的條件下，葵花油濃縮磷脂的正己烷不溶物由2.13%降低到0.06%；采用過氧化氫對葵花油濃縮磷脂化學(xué)脫色的最佳反應(yīng)條件為：30%H2O2溶液添加量5%、反應(yīng)溫度55℃、反應(yīng)時(shí)間50 min，可得到加特納色標(biāo)值為6.0的葵花油濃縮磷脂，脫色后葵花油濃縮磷脂的酸價(jià)由23.4 mg/g升高到26.9 mg/g.

葵花油濃縮磷脂；化學(xué)脫色；酸價(jià)；羅維朋色澤

0 前言

葵花籽是世界五大油料之一，世界年產(chǎn)量約為2 500萬 t，我國年產(chǎn)量約為200萬 t，到2020年，我國葵花籽年總產(chǎn)量可望增加到1 000萬t，生產(chǎn)和消費(fèi)量迅猛上升[1].葵花籽含油量高達(dá)38%～45%，葵花油是一種優(yōu)質(zhì)油脂，富含油酸、亞油酸和維生素E[2].葵花籽為非轉(zhuǎn)基因油料作物，這一優(yōu)勢使得葵花油及其精煉副產(chǎn)物的開發(fā)備受人們的青睞.

G.W.Chapman等[3]對葵花油組分進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)葵花毛油通常含1.5%～2.6%的磷脂，其磷脂組成與大豆磷脂相近，是極有開發(fā)價(jià)值的磷脂資源.由于葵花油加工過程前處理困難，通?？ㄓ途珶挼母碑a(chǎn)品——油腳，脫水制得的濃縮磷脂雜質(zhì)含量高、色澤深，對其質(zhì)量和應(yīng)用造成了很大的影響[1]，這就需要對粗濃縮磷脂進(jìn)行精制.國內(nèi)外對大豆磷脂的精制技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了不少研究，有關(guān)葵花油磷脂精制的研究卻少有報(bào)道.本研究以葵花油濃縮磷脂為原料，通過正己烷除雜和過氧化氫化學(xué)氧化脫色達(dá)到精制的目的，得到了葵花油濃縮磷脂精制的最佳方法和最優(yōu)工藝，為葵花油磷脂資源的開發(fā)利用提供參考.另外，作者還建立了羅維朋比色法評價(jià)濃縮磷脂色澤的方法，解決了目前常用的加特納比色法無法準(zhǔn)確地判斷在色澤相近情況下不同磷脂色澤差異的問題.

1 材料與方法

1.1 原料

葵花籽濃縮磷脂：新疆艾康磷脂公司.

1.2 試劑與儀器設(shè)備

正己烷、丙酮、石油醚、冰乙酸、異辛烷、正己烷（色譜純）、異丙醇（色譜純）、濃硫酸、重鉻酸鉀、30%H2O2溶液，以上試劑除特殊說明外均為分析純.

DZF—6050真空干燥箱：上海申賢恒溫設(shè)備廠；RE—52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠；BS210—S電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；WSL—1羅維朋比色儀：北京光學(xué)儀器廠；LC—10高效液相色譜、GC—2010氣相色譜儀：日本島津公司.

1.3 方法

1.3.1 濃縮磷脂品質(zhì)分析

濃縮磷脂的質(zhì)量指標(biāo)按磷脂通用技術(shù)條件（SB/T10206-94）測定；己烷不溶物含量采用 GB/T 23878-2009的方法測定.

1.3.2 葵花油濃縮磷脂的磷脂組成分析

參照“油料油脂檢驗(yàn)與分析”的方法[4].

1.3.3 葵花油濃縮磷脂的脂肪酸組成分析方法

1.3.3.1 分析條件

檢 測 器 ：FID； 毛 細(xì) 管 柱 ：BPX-70（120 m×0.25 mm×0.25μm，澳大利亞 SGE公司），柱溫：180 ℃；檢測器：230 ℃；H2流速：47 mL/min；空氣流速：400 mL/min；載氣流量：1 mL/min.

1.3.3.2 分析方法

定性：各脂肪酸成分的保留時(shí)間.定量：按校正峰面積歸一化法.

1.3.3.3 甲酯化方法

參照GB/T 17376-2008三氟化硼甲酯化方法.

1.3.4 正己烷過濾除雜方法

稱取50 g葵花油濃縮磷脂于燒杯中，加入一定量正己烷，室溫下攪拌一定時(shí)間使其充分溶解，靜置3 h使不溶于正己烷的無機(jī)雜質(zhì)沉淀，上清液用G3玻璃坩堝真空抽濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器真空蒸發(fā)脫去溶劑.

1.3.5 濃縮磷脂色澤評價(jià)方法

根據(jù)磷脂加特納色標(biāo)和羅維朋色值之間的相關(guān)性，按加特納色標(biāo)級別配制相應(yīng)的濃硫酸的重鉻酸鉀溶液，用羅維朋比色儀測定各濃硫酸的重鉻酸鉀溶液的黃、紅玻璃片色值，即為相應(yīng)加特納色標(biāo)下的羅維朋標(biāo)準(zhǔn)色值.

用羅維朋比色儀對濃縮磷脂的加特納色標(biāo)級別（4～14）進(jìn)行比色，得到的對照值如表1所示.

表1 濃縮磷脂加特納色標(biāo)和羅維朋色值的對照

由表1可以看出，濃縮磷脂加特納色標(biāo)與羅維朋色值具有顏色相關(guān)性，因此可用羅維朋色值來表示葵花油濃縮磷脂的色澤.

1.3.6 葵花油濃縮磷脂脫色方法

稱取50 g經(jīng)正己烷除雜后的葵花油濃縮磷脂置于一定溫度水浴鍋中，預(yù)熱15 min后加入一定量的30%H2O2溶液，高速攪拌下反應(yīng)一定時(shí)間，置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在溫度為80℃、真空度不小于0.096 MPa的條件下蒸發(fā)脫去水分，即得到脫色葵花油濃縮磷脂，然后在一定溫度和真空度條件下加熱分解產(chǎn)品中的過氧化物以降低過氧化值，最終得到精制葵花油濃縮磷脂.

2 結(jié)果與討論

2.1 葵花油濃縮磷脂的品質(zhì)、磷脂的脂肪酸組成及磷脂組分分析

葵花油濃縮磷脂的品質(zhì)指標(biāo)和脂肪酸組成成分見表2、表3，高壓液相色譜分析的磷脂組分結(jié)果見表4，磷脂組成成分的液相色譜圖見圖1.

表2 葵花油濃縮磷脂的品質(zhì)指標(biāo)

表3 葵花油濃縮磷脂的主要脂肪酸成分

表4 葵花油濃縮磷脂的磷脂組成

圖1 葵花油濃縮磷脂的磷脂組成液相色譜圖

由表2可知，葵花油濃縮磷脂不但雜質(zhì)含量高，而且顏色也非常深；由表3可知，葵花油濃酸磷脂中富含油酸和亞油酸；由表4可知，葵花油濃縮磷脂中卵磷脂的含量較高，是優(yōu)良的乳化劑.以上結(jié)果表明，葵花油濃縮磷脂需經(jīng)精制除雜和脫色才有很好的開發(fā)利用價(jià)值.

2.2 料液比對葵花油濃縮磷脂除雜效果的影響

在料液比分別為 1∶6、1∶8、1∶10、1∶12 和 1∶14 的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，除去濃縮磷脂中的無機(jī)雜質(zhì)，得到的結(jié)果如圖2所示.

由圖2可知，隨著料液比的增加，葵花籽濃縮磷脂中的正己烷不溶物的量逐漸減少.在料液比為1∶12的條件下，正己烷不溶物的含量降至0.1%以下，達(dá)到了目前國內(nèi)磷脂通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（SB/T 10206-94）中對濃縮磷脂正己烷不溶物含量的要求.

圖2 料液比對葵花籽濃縮磷脂除雜效果的影響

2.3 葵花油濃縮磷脂精制脫色影響因素的研究

2.3.1 H2O2添加量對脫色及酸值的影響

在溫度為55℃、反應(yīng)時(shí)間為40 min的條件下，選擇30%H2O2溶液的添加量分別為2%、3%、4%、5%和6%進(jìn)行反應(yīng)，用羅維朋比色儀和加特納比色法測定其色澤，結(jié)果如圖3所示，產(chǎn)品的酸價(jià)如圖4所示.

圖3 H2O2添加量對脫色效果的影響

圖4 不同H2O2添加量脫色所得產(chǎn)品的酸價(jià)

由圖3可知，隨著H2O2添加量的增加，葵花油濃縮磷脂色值的變化為先降低后趨于穩(wěn)定.在H2O2添加量為5%時(shí)達(dá)到最低值，此時(shí)羅維朋色值為Y35、R3.1，相對應(yīng)的加特納色標(biāo)值為 6.5.說明在5%的添加量的條件下，葵花油濃縮磷脂中可被過氧化氫氧化分解的色素已基本分解完全，在H2O2添加量大于5%后，葵花油濃縮磷脂的色澤不再降低.

圖4結(jié)果表明，不同H2O2添加量條件下脫色的葵花油濃縮磷脂的酸值變化很小，在26～27 mg/g之間浮動(dòng)，比原料的酸價(jià)（23.4mg/g）增加了約3個(gè)單位，酸價(jià)升高的原因可能是過氧化氫使磷脂分子中脂肪酸與甘油的酯鍵產(chǎn)生輕度水解，致使游離脂肪酸的量增加.

2.3.2 脫色溫度對脫色及酸值的影響

在H2O2的添加量為5%、反應(yīng)時(shí)間為40 min的條件下，選擇反應(yīng)溫度分別為25℃、35℃、45℃、55℃和65℃進(jìn)行反應(yīng).用羅維朋比色儀和加特納比色法測定其色澤，結(jié)果如圖5所示，產(chǎn)品的酸價(jià)如圖6所示.

圖5 脫色溫度對脫色效果的影響

圖6 不同溫度下脫色所得產(chǎn)品的酸價(jià)

由圖5可知，隨著反應(yīng)溫度的增加，葵花油濃縮磷脂的羅維朋色值的變化呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢.在反應(yīng)溫度為55℃時(shí)色澤達(dá)到最低值，此時(shí)羅維朋色值為Y35、R3.1，相對應(yīng)的加特納色標(biāo)值為6.5.當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到65℃時(shí)濃縮磷脂的羅維朋色值明顯增加，這可能是因?yàn)樵?5℃的溫度下葵花油濃縮磷脂的穩(wěn)定性降低，發(fā)生了氧化褐變，顏色加深.

由圖6可知，在不同的反應(yīng)溫度下，脫色葵花油濃縮磷脂酸值的變化不大，在26～27mg/g之間浮動(dòng)，比原料的酸價(jià)（23.4mg/g）增加了3～4個(gè)單位.

2.3.3 脫色時(shí)間對脫色及酸值的影響

在H2O2的添加量為5%、反應(yīng)溫度為55℃的條 件 下 ，選 擇 反 應(yīng) 時(shí) 間 分 別 為 10、20、30、40 和50 min進(jìn)行反應(yīng).用羅維朋比色儀和加特納比色法測定其色澤，結(jié)果如圖7所示，產(chǎn)品的酸價(jià)如圖8所示.

圖7 脫色時(shí)間對脫色效果的影響

由圖7可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，葵花油濃縮磷脂的羅維朋色值的變化呈現(xiàn)先下降后趨于穩(wěn)定的趨勢.反應(yīng)40 min后色澤基本不再降低，此時(shí)羅維朋色值為 Y35、R2.9，相對應(yīng)的加特納色標(biāo)值為6.2，此條件下葵花籽濃縮磷脂中可與H2O2反應(yīng)的色素已基本與H2O2反應(yīng)完全，葵花油濃縮磷脂的色澤趨于穩(wěn)定，不再降低.

圖8 不同時(shí)間下脫色所得產(chǎn)品的酸價(jià)

由圖8可知，葵花籽濃縮磷脂的酸值隨反應(yīng)時(shí)間的延長變化很小，在26～27 mg/g之間浮動(dòng)，比原料的酸價(jià)（23.4mg/g）增加了3～4個(gè)單位.

2.4 過氧化氫氧化脫色的正交試驗(yàn)分析

在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)綜合考察 H2O2添加量（A）、反應(yīng)時(shí)間（B）和反應(yīng)溫度（C）3個(gè)因素對脫色效果的影響，用 L（934）正交表安排試驗(yàn)，各因素水平見表5，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果見表6.

由表6的極差分析可知，影響H2O2氧化脫色效果的因素的主次順序?yàn)椋篐2O2添加量＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)時(shí)間.結(jié)合k值，通過極差分析，得到正交試驗(yàn)的最佳組合為：A2B2C3，即試驗(yàn)5，其反應(yīng)條件為：H2O2添加量為 5%，反應(yīng)時(shí)間為 50 min，反應(yīng)溫度為55℃.在此條件下脫色產(chǎn)品的羅維朋色值最低，為Y35 R2.8，相應(yīng)的加特納色標(biāo)值為 6.0，酸價(jià)為26.9 mg/g.

表5 正交試驗(yàn)因素與水平

表6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果分析

2.5 過氧化值降低試驗(yàn)的結(jié)果分析

2.5.1 一定真空度下溫度對過氧化值的影響

在真空度不低于0.096 MPa、攪拌時(shí)間為4 h的條件下，選擇溫度分別為50、60、70和80℃分解脫色后的過氧化物，結(jié)果如圖9所示.

圖9 不同溫度對過氧化值的影響

由圖9可知，隨著溫度的升高，過氧化值降低的幅度增大，這說明升高溫度有利于提高過氧化物分解的速率，但是磷脂在溫度高于80℃條件下易褐變使顏色加深，所以選擇80℃為最佳溫度.

2.5.2 一定真空度下時(shí)間對過氧化值的影響

在真空度不低于0.096 MPa、溫度為80℃的條件下分解脫色后的過氧化物，隨時(shí)間的延長過氧化值降低的結(jié)果如圖10所示.

圖10 不同時(shí)間對過氧化值的影響

由圖10可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，過氧化值不斷降低，當(dāng)分解時(shí)間為6 h時(shí)，過氧化值可降至10 mmol/kg以下，為9.4 mmol/kg.

3 結(jié)論

葵花油濃縮磷脂的正己烷除雜最適料液比為1∶12，此條件下可將正己烷不溶物的含量降至0.06%，達(dá)到精制濃縮磷脂標(biāo)準(zhǔn)的要求.

經(jīng)正己烷除雜后的葵花油濃縮磷脂進(jìn)行過氧化氫化學(xué)脫色的最佳反應(yīng)條件為：H2O2添加量5%、反應(yīng)時(shí)間50 min、反應(yīng)溫度55℃.在此條件下可得到加特納色標(biāo)為6.0，酸價(jià)為26.9 mg/g的精制葵花油濃縮磷脂.再經(jīng)過氧化值降低試驗(yàn)，可使產(chǎn)品的過氧化值降至9.4 mmol/kg.

［1］趙富榮，袁有志.葵花籽制油及綜合利用［J］.中國油脂，2005，30（1） ：9-13.

［2］李疆，楊艷彬，李開雄，等.葵花籽油脫蠟生產(chǎn)實(shí)踐［J］.中國油脂，2008，33（5） ：70-71.

［3］Chapman G W.A conversion factor to determine phospholipid content in soybean and sunflower crude oils［J］.JAOCS，2003，80（4）：299-302.

［4］李桂華.油料油脂檢驗(yàn)與分析［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

RESEARCH ON CONCENTRATED SUNFLOWER PHOSPHOLIPID REFINEMENT TECHNOLOGY

LUO Shi-long,LIGui-hua,ZHAO Fang
（School of Food Science and Technology,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China）

In this paper,the refined sunflower phospholipid wasmade from concentrated sunflower phospholipid extracted from hydrated oil foot of sunflower oil by n-hexane purification and hydrogen peroxide bleaching.The results showed:the n-hexane insoluble in the concentrated sunflower phospholipid was reduced from 2.13%to 0.06%when thematerial-to-liquid ratio was 1∶12;and the optimal hydrogen peroxide bleaching conditions of the concentrated sunflower phospholipid were as follows:30%H2O25%,reaction temperature 55℃,and reaction time 50 m inutes.The concentrated sunflower phospholipid processed under the optimal bleaching conditions had a Gartner color of 6.0,and the acid value was increased from 23.4 mg/g to 26.9 mg/g.

concentrated sunflower phospholipid； chemical bleaching； acid value； Lovibond color

TS225.1+5

B

CNKI:41-1378/N.20120208.0844.005

1673-2383（2012）01-0022-05

http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20120208.0844.005.html

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2012-2-8 08:44:47AM

2011-09-15

羅世龍（1985-），男，河南洛陽人，碩士研究生，研究方向?yàn)榧Z食、油脂與植物蛋白工程.

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