粉末化浸出探討

◎ 陳旻杰，章新平，席天明

（中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）

從植物油料中提取油脂的技術(shù)由來已久，但發(fā)展至今可分為機(jī)械壓榨法、溶劑浸出法和水媒法3種[1]。由于浸出法制油具有粕中殘油少、出油率高、粕的質(zhì)量好、生產(chǎn)連續(xù)化、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)條件良好、易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，浸出法已成為目前大型油廠使用最普遍的方法[2]。近年來，圍繞浸出法進(jìn)行的科技創(chuàng)新主要集中在篩選安全替代溶劑和工藝完善上。在關(guān)注新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)時(shí)，注意到國(guó)內(nèi)外有一些關(guān)于從油料粉末中浸出提油的報(bào)道，經(jīng)過一些初步研究和分析，發(fā)現(xiàn)這種方法有別于傳統(tǒng)的浸出工藝，其簡(jiǎn)化了料胚制備（預(yù)處理）工序，為浸出法的科技創(chuàng)新提供了一種新的思路。根據(jù)此法對(duì)油料預(yù)處理的特點(diǎn)，將其命名為粉末化浸出。

1 溶劑浸出法的現(xiàn)有工藝

溶劑浸出法是20世紀(jì)初產(chǎn)生的一種高效新型的制油技術(shù)，其基本原理是利用某些化工溶劑能溶解油脂而不溶解蛋白質(zhì)、纖維素等成分的特性，起到油脂與餅粕的分離作用。經(jīng)過100多年在生產(chǎn)中不斷改進(jìn)和完善，浸出取油過程已基本確定為5個(gè)基本工序：①浸出前料胚的制備（預(yù)處理）。②溶劑浸出。③從所得的萃取液（稱混合油）中將溶劑與油分離。④從浸出后的物料（餅粕）中蒸脫溶劑。⑤溶劑的回收[3]。其中，料胚制備（預(yù)處理）目前使用的成熟工藝是清理→破碎→軋胚→蒸炒（或膨化），對(duì)高油分油料的料胚處理工藝是清理→破碎→軋胚→蒸炒→預(yù)榨。按此工藝生產(chǎn)的餅粕殘油率普遍在0.5%～1%，因此是目前在制油企業(yè)廣泛使用的制油生產(chǎn)方法。

近年來，油脂行業(yè)在溶劑浸出法的5個(gè)工序中作了很多技術(shù)創(chuàng)新工作，如選用異丙醇、異己烷、丁烷和臨界態(tài)的二氧化碳等溶劑替代現(xiàn)有的己烷[2]，還有許多在穩(wěn)定生產(chǎn)質(zhì)量和節(jié)能降耗方面的改進(jìn)工作，但在料胚的制備（預(yù)處理）上的研究創(chuàng)新工作，除了用膨化代替蒸炒外，鮮有開創(chuàng)性的思路突破。國(guó)內(nèi)外有一些關(guān)于對(duì)大豆和米糠粉末進(jìn)行浸出的一些報(bào)道，對(duì)此筆者進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)這是迥與傳統(tǒng)的浸出方法，值得向大家介紹，并對(duì)此作進(jìn)一步作探討研究。

2 粉末化浸出機(jī)理

要比較深入地了解粉末化浸出的機(jī)理，就要了解構(gòu)成油料的基本單元細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)工藝主要工段的作用。細(xì)胞的直徑范圍是40 μm左右，見表1[4]，細(xì)胞是由細(xì)胞壁和內(nèi)含物組成，細(xì)胞壁厚度在1 μm以下，主要由纖維素和半纖維素組成，這些纖維素和半纖維素結(jié)合很緊密，而且網(wǎng)眼中有木質(zhì)素等物質(zhì)，細(xì)胞壁具有一定的硬度，猶如細(xì)胞的外殼有保護(hù)內(nèi)含物的作用。油脂在細(xì)胞內(nèi)含物中是以小球狀的類脂體分布和纏繞在蛋白質(zhì)的縫隙中，脂類體與蛋白質(zhì)存在很強(qiáng)的親和力[3]。

表1 幾種常用油料的子葉細(xì)胞平均尺寸表

現(xiàn)有的浸出法中的料胚制備（預(yù)處理）對(duì)油料組織破壞的主要是軋胚和蒸炒（或膨化）兩個(gè)工段[5]。軋胚的作用是借助機(jī)械力破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，由于胚片厚度在0.3～0.4 mm，即300～400 μm，距離細(xì)胞平均尺寸40 μm還很遠(yuǎn)，而且還只是一維方向上的尺寸，所以軋胚對(duì)油料細(xì)胞的破壞是有限的。蒸炒（或膨化）的主要作用是借助蒸汽的高溫和濕度破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和組織，并破壞油脂與蛋白的結(jié)合力、降低油脂的黏度，便于油脂滲出。由于軋胚和蒸炒（或膨化）兩個(gè)工段對(duì)細(xì)胞壁的破壞有限的，因此后續(xù)的浸出過程需要提高溶劑的溫度、時(shí)間、級(jí)數(shù)等手段，讓溶劑充分?jǐn)U散到油料細(xì)胞組織而浸出油脂。

A.Proctor等研究了米糠油在室溫條件下快速平衡浸出法。他們采用普通稻谷脫殼碾米后，對(duì)能通過40目篩子篩選的米糠進(jìn)行了研究。用己烷在22 ℃下浸出1 g米糠，浸出米糠油的數(shù)量在10 min后測(cè)定，同時(shí)對(duì)不同數(shù)量米糠使用固定體積溶劑浸出油脂也進(jìn)行了研究。研究表明，1 min內(nèi)浸出90%的油脂，延長(zhǎng)浸出時(shí)間或者快速達(dá)到平衡10 min后，油脂產(chǎn)率增加都很少，增加到94%。1 min米糠浸出效果不如大豆粉末浸出效果（油脂產(chǎn)率98%)[6]。

美國(guó)阿肯薩斯大學(xué)食品科學(xué)系H.E.snyder等人對(duì)用溶劑浸出大豆粉末中的油脂進(jìn)行了研究，他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是油脂從精細(xì)粉末中被沖洗出來的過程中擴(kuò)散作用較小，在浸出大豆薄片時(shí)，浸出速率受限于溶劑進(jìn)出薄片組織時(shí)的擴(kuò)散作用[7]。

粉末化浸出就是依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果和參照水媒法中油料預(yù)處理的方法，直接把清理過的油料粉碎到細(xì)胞級(jí)或接近細(xì)胞級(jí)尺寸（μ級(jí)），從三維尺寸上徹底破壞了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的油料，細(xì)胞中的內(nèi)含物全部暴露，油脂處于完全游離狀態(tài)，此時(shí)加入適當(dāng)?shù)娜軇┰诔叵戮湍芸焖俸透咝Ы鲇土现械挠椭恕?/p>

H.E.snyder等人分別用逆流浸出系統(tǒng)進(jìn)行了小試和中試，得到的毛油指標(biāo)如下：①小試：磷脂含量7 mg/L，游離脂肪酸含量0.08%，色淡。②中試：磷脂含量15 mg/L[7]。

為了驗(yàn)證粉末化浸出的可行性，選擇大豆作為小試對(duì)象。將50 g大豆進(jìn)行粉碎，過40目篩以后放入燒杯中，加入兩倍的正己烷溶劑，進(jìn)行攪拌，然后抽提，將浸出液蒸餾，獲得毛油后，化驗(yàn)酸價(jià)和含磷量。從實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果來看，浸泡時(shí)間雖然只有20 min，但殘油率已達(dá)到1%以下，同時(shí)獲得的毛油的酸價(jià)（0.74）、色澤（1″槽 Y70R8）和含磷量（50 mg/L）都較低，便于后續(xù)的精煉。

3 結(jié)語

粉末化浸出目前還處于可行性研究階段，對(duì)此的探索也只是開始而且略顯粗糙。對(duì)除了大豆以外的其他油料的浸出效果、油料粉碎的經(jīng)濟(jì)尺寸、工藝數(shù)據(jù)的優(yōu)化以及走向工業(yè)化需解決的關(guān)鍵設(shè)備問題，每一項(xiàng)都可以作為一個(gè)課題去深入探討和研究。但從上述探索性小試中體現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)來看（工藝簡(jiǎn)化、毛油質(zhì)量好便于精煉等），這些探討工作是值得去做的，創(chuàng)新的魅力也就在此。筆者希望和業(yè)內(nèi)人士協(xié)作，打破傳統(tǒng)思維窠臼，進(jìn)一步深入研究，共創(chuàng)油脂加工的新局面。