超聲波輔助大豆毛油脫膠工藝的研究

程謙偉　孟陸麗　劉昭明

摘要：以大豆毛油為原料，用超聲波進行水化脫膠，研究了超聲功率、超聲溫度、超聲時間和加水量等因素對大豆油磷脫膠后含量影響。結果表明，超聲波輔助大豆毛油脫膠工藝的適宜條件為超聲功率75 W，溫度50 ℃，加水量為4%，超聲時間8 min，在此條件下得到的大豆毛油磷含量為18.60 mg/kg。

關鍵詞：大豆毛油；超聲波；脫膠

中圖分類號：TB559 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）06-1388-03

Ultrasonic Assisted Hydration Degum of Soybean Crude Oil

CHENG Qian-wei，MENG Lu-li，LIU Zhao-ming

（College of Biological and Chemical Engineering， Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou 545006，Guangxi，China）

Abstract： The effects of ultrasonic power， ultrasonic temperature， ultrasonic time and water volume on the phosphorus content in soybean oil were studied with orthogonal design when soybean crude oil was hydration degummed with ultrasonic. The results showed that the suitable conditions of soybean oil degum were ultrasonic power 75 W， ultrasonic temperature 50 ℃， water volume 4%， ultrasonic time 8 min. Under these conditions， the phosphorus content in degummed oil was 18.60 mg/kg. Key words： soybean crude oil； ultrasonic； degum

水化脫膠主要是脫除油脂中的磷脂， 磷脂會給油脂的儲藏和品質、味道等方面帶來負面影響，不僅會降低油脂使用價值和儲藏穩(wěn)定性，而且影響后續(xù)的精煉，因此為了延長油脂的儲藏時間，提高品質和安全性，脫除油脂中磷脂是必不可少的[1]。超聲波具有定向、反射和透射等特性，可以使許多理化過程急劇加速完成，因而被廣泛應用于各個領域[2，3]。

本研究采用超聲波對大豆毛油進行脫膠處理，研究了超聲功率、超聲溫度、超聲時間和加水量等因素對大豆油脫膠后磷含量的影響，并通過正交試驗對超聲波脫膠工藝進行了優(yōu)化，為大豆毛油的脫膠探索新的道路提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 主要原料與試劑

大豆毛油；氧化鋅（AR，臺山市粵僑試劑塑料有限公司）、鉬酸銨（CR，成都御河化工廠）、對苯二酚（AR，濟南杰輝化工有限公司）等。

1.2 試驗儀器

超聲波發(fā)生器（上海普度生化科技有限公司），電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]，灰化爐（武漢亞華有限公司），鼓風干燥箱（上海智誠分析儀器制造公司），集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鞏義市予華儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 大豆毛油脫膠工藝 取一定量的大豆毛油加入一定量的水，加熱至一定溫度后進行超聲波脫膠處理，超聲脫膠處理一定時間后靜置0.5 h，然后在2 000 r/min離心20 min，得到水化脫膠油。

1.3.2 磷含量的測定 利用比色法測定油脂中的磷含量[4]。

利用磷標準溶液做標準曲線，得線性回歸方程y=0.234 8x-0.000 3，R2=0.999 2。

根據(jù)被測溶液的吸光度在標準曲線查得磷含量后，可以按以下公式計算試樣中的磷含量：

磷（mg/kg）=P×■×■

式中，P為標準曲線查得的磷含量（mg/kg）；V■為比色時所取的被測液體積（mL）；V■為樣品灰化后稀釋的體積（mL）；m為試樣質量（g）。

1.3.3 單因素試驗 ①加水量對脫膠效果的影響。在超聲功率60 W、超聲溫度40 ℃、超聲時間11 min時，考察加水量對脫膠效果的影響。②超聲功率對脫膠效果的影響。在超聲溫度為35 ℃、超聲時間10 min、加水量6%的條件下，分別考察不同超聲功率對脫膠效果的影響。③超聲溫度對脫膠效果的影響。在超聲功率為60 W、超聲時間10 min、加水量6%的條件下，分別考察不同超聲溫度對脫膠效果的影響。④超聲時間對脫膠效果的影響。在超聲功率60 W、加水量6%、超聲溫度40 ℃的條件下，分別考察不同超聲時間對脫膠效果的影響。

1.3.4 正交試驗 根據(jù)單因素試驗結果，以大豆油磷含量為檢測指標，選取超聲溫度、 加水量、 超聲功率這3個因素，采用L9（34）正交試驗進行優(yōu)化，其因素與水平見表1。

2 結果與分析

2.1 加水量對脫膠效果的影響

由圖1可知，加水量為6%時，脫膠油的磷含量最低。在一定范圍內加水量增加脫膠效果好，這是因為膠粒膨脹充分，適量的水能形成穩(wěn)定的水化混合雙分子層結構，使絮凝效果良好，當加水量大于6%時，脫膠油中磷含量相對于加水量為6%時略有上升，同時煉耗增大[5]。

2.2 超聲功率對脫膠效果的影響

由圖2可知，隨著超聲功率的提高，初時脫膠油含量下降而后變化趨于平緩，當超聲功率為120 W時，磷含量最低，但是此時油脂乳化現(xiàn)象明顯增大，導致煉耗急劇增加，因而在此條件下超聲功率選取75 W為宜。

2.3 超聲溫度對脫膠效果的影響

由圖3中可知，脫膠油磷含量先隨著超聲溫度的升高而下降，在超聲溫度為40 ℃時磷含量最低，而后隨著超聲溫度的提高磷含量又有所提高。

2.4 超聲時間對脫膠效果的影響

由圖4可知，隨著超聲時間的延長脫膠油的磷含量先下降，當時間為8 min時，試樣中磷含量最低，而后磷含量則隨著時間延長呈上升趨勢。這可能是時間過短，磷脂顆粒沒有完全與水作用，所以油脂的磷脫除率較低，但超聲時間過長可能會導致聚集的膠團重新分散，同樣不利于大豆毛油脫膠，會使脫膠油的磷含量上升。

2.5 正交試驗結果

由表2中可知，最優(yōu)方案為A3B1C2，即超聲溫度為50 ℃，超聲功率為75 W，加水量為4%，各因素對磷含量的影響大小次序為超聲溫度、超聲功率、加水量。

查表得F臨界值F0.05（2，2）=19.00，F(xiàn)0.01（2，2）=99.00，由表3可以看出，超聲溫度、超聲功率對大豆毛油脫膠效果的影響顯著，加水量對大豆毛油脫膠效果的影響不顯著。在正交試驗得到的優(yōu)方案下對大豆毛油進行超聲水化脫膠處理，所得脫膠油的磷含量為18.60 mg/kg，精煉率為95.68%。

3 結論

本研究通過試驗確定大豆毛油超聲波水化脫膠的適宜條件為超聲溫度為50 ℃，超聲功率為75 W，加水量為4%，超聲時間8 min，在此條件下制得脫膠油的磷含量為18.60 mg/kg，精煉率為95.68%。用超聲波水化脫膠，不僅大大縮短了水化脫膠時間，而且油脂損耗率低，具有較高的開發(fā)價值和發(fā)展空間。

參考文獻：

[1] 趙國志，劉喜亮，劉智峰.油脂脫膠技術[J].糧食與油脂，2004（1）：3-8.

[2] 王 君，韓建濤，張 揚.超聲技術在化工生產中的應用[J].當代化工，2002，31（4）：187-189.

[3] 韓 偉，葉亞婧，雷祖海，等.超聲波在活性成分提取中的應用進展[J].機電信息，2011，（20）：33-38.

[4] 王蘇閩.植物油中磷脂含量的比色法測定[J].糧油食品科技，2002，10（3）：39-40.

[5] 李孝莉，李麗華，張金生，等.黃瓜籽油脫膠工藝研究[J].農業(yè)機械，2011（8）：68-70.

2.3 超聲溫度對脫膠效果的影響

由圖3中可知，脫膠油磷含量先隨著超聲溫度的升高而下降，在超聲溫度為40 ℃時磷含量最低，而后隨著超聲溫度的提高磷含量又有所提高。

2.4 超聲時間對脫膠效果的影響

由圖4可知，隨著超聲時間的延長脫膠油的磷含量先下降，當時間為8 min時，試樣中磷含量最低，而后磷含量則隨著時間延長呈上升趨勢。這可能是時間過短，磷脂顆粒沒有完全與水作用，所以油脂的磷脫除率較低，但超聲時間過長可能會導致聚集的膠團重新分散，同樣不利于大豆毛油脫膠，會使脫膠油的磷含量上升。

2.5 正交試驗結果

由表2中可知，最優(yōu)方案為A3B1C2，即超聲溫度為50 ℃，超聲功率為75 W，加水量為4%，各因素對磷含量的影響大小次序為超聲溫度、超聲功率、加水量。

查表得F臨界值F0.05（2，2）=19.00，F(xiàn)0.01（2，2）=99.00，由表3可以看出，超聲溫度、超聲功率對大豆毛油脫膠效果的影響顯著，加水量對大豆毛油脫膠效果的影響不顯著。在正交試驗得到的優(yōu)方案下對大豆毛油進行超聲水化脫膠處理，所得脫膠油的磷含量為18.60 mg/kg，精煉率為95.68%。

3 結論

本研究通過試驗確定大豆毛油超聲波水化脫膠的適宜條件為超聲溫度為50 ℃，超聲功率為75 W，加水量為4%，超聲時間8 min，在此條件下制得脫膠油的磷含量為18.60 mg/kg，精煉率為95.68%。用超聲波水化脫膠，不僅大大縮短了水化脫膠時間，而且油脂損耗率低，具有較高的開發(fā)價值和發(fā)展空間。

參考文獻：

[1] 趙國志，劉喜亮，劉智峰.油脂脫膠技術[J].糧食與油脂，2004（1）：3-8.

[2] 王 君，韓建濤，張 揚.超聲技術在化工生產中的應用[J].當代化工，2002，31（4）：187-189.

[3] 韓 偉，葉亞婧，雷祖海，等.超聲波在活性成分提取中的應用進展[J].機電信息，2011，（20）：33-38.

[4] 王蘇閩.植物油中磷脂含量的比色法測定[J].糧油食品科技，2002，10（3）：39-40.

[5] 李孝莉，李麗華，張金生，等.黃瓜籽油脫膠工藝研究[J].農業(yè)機械，2011（8）：68-70.

2.3 超聲溫度對脫膠效果的影響

由圖3中可知，脫膠油磷含量先隨著超聲溫度的升高而下降，在超聲溫度為40 ℃時磷含量最低，而后隨著超聲溫度的提高磷含量又有所提高。

2.4 超聲時間對脫膠效果的影響

由圖4可知，隨著超聲時間的延長脫膠油的磷含量先下降，當時間為8 min時，試樣中磷含量最低，而后磷含量則隨著時間延長呈上升趨勢。這可能是時間過短，磷脂顆粒沒有完全與水作用，所以油脂的磷脫除率較低，但超聲時間過長可能會導致聚集的膠團重新分散，同樣不利于大豆毛油脫膠，會使脫膠油的磷含量上升。

2.5 正交試驗結果

由表2中可知，最優(yōu)方案為A3B1C2，即超聲溫度為50 ℃，超聲功率為75 W，加水量為4%，各因素對磷含量的影響大小次序為超聲溫度、超聲功率、加水量。

查表得F臨界值F0.05（2，2）=19.00，F(xiàn)0.01（2，2）=99.00，由表3可以看出，超聲溫度、超聲功率對大豆毛油脫膠效果的影響顯著，加水量對大豆毛油脫膠效果的影響不顯著。在正交試驗得到的優(yōu)方案下對大豆毛油進行超聲水化脫膠處理，所得脫膠油的磷含量為18.60 mg/kg，精煉率為95.68%。

3 結論

本研究通過試驗確定大豆毛油超聲波水化脫膠的適宜條件為超聲溫度為50 ℃，超聲功率為75 W，加水量為4%，超聲時間8 min，在此條件下制得脫膠油的磷含量為18.60 mg/kg，精煉率為95.68%。用超聲波水化脫膠，不僅大大縮短了水化脫膠時間，而且油脂損耗率低，具有較高的開發(fā)價值和發(fā)展空間。

參考文獻：

[1] 趙國志，劉喜亮，劉智峰.油脂脫膠技術[J].糧食與油脂，2004（1）：3-8.

[2] 王 君，韓建濤，張 揚.超聲技術在化工生產中的應用[J].當代化工，2002，31（4）：187-189.

[3] 韓 偉，葉亞婧，雷祖海，等.超聲波在活性成分提取中的應用進展[J].機電信息，2011，（20）：33-38.

[4] 王蘇閩.植物油中磷脂含量的比色法測定[J].糧油食品科技，2002，10（3）：39-40.

[5] 李孝莉，李麗華，張金生，等.黃瓜籽油脫膠工藝研究[J].農業(yè)機械，2011（8）：68-70.