油脂中皂腳總脂肪物含量測(cè)定方法的研究與應(yīng)用

◎ 邵彥智，方 哲，汪 廷，孔 偉，王 樂(lè)

（中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

豆油皂腳是大豆原油油精煉過(guò)程中產(chǎn)生的，是精煉工藝堿煉中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。在精煉過(guò)程中，通過(guò)添加堿和毛油中的游離脂肪酸反應(yīng)，可以形成肥皂膠體的脂肪酸鈉鹽，其中包含甾醇、中性油和脂溶性色素等雜質(zhì)。皂腳的組成隨工藝、操作而異，皂腳中一般中性油含量為18%～40%，水分為30%～40%[1]。皂腳包含磷脂、中性油、水等多種物質(zhì)，是一個(gè)復(fù)雜而黏稠的乳化體系，通過(guò)加入適量的酸，可以使鈉皂轉(zhuǎn)變成脂肪酸，同時(shí)打破鈉皂造成的乳化，通過(guò)離心使皂腳快速分層[2]。上層中主要是脂肪類(lèi)物質(zhì)和其他親脂性物質(zhì)，如甾醇、脂溶性色素等。

本研究利用酸化法從豆油皂腳中分離皂腳總脂肪物，通過(guò)對(duì)反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、濃硫酸用量、加水量等影響因素的實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化皂腳總脂肪物的提取條件，為皂腳總脂肪物含量測(cè)定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆皂腳：自備；濃硫酸：AR級(jí)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

Sartorius CPA4235電子天平：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；20 mL刻度試管、100 mL燒杯：上海申玻儀器公司；電動(dòng)離心機(jī)：金壇市醫(yī)療儀器廠(chǎng)；電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 皂腳總脂肪物測(cè)定方法

取一個(gè)干凈的20 mL刻度試管，用天平稱(chēng)取3 g左右樣品放入刻度試管中，并向其中加入少量自來(lái)水和3 mL濃硫酸，利用水浴鍋進(jìn)行加熱，邊加熱邊攪拌，當(dāng)溫度達(dá)到90 ℃以上時(shí)，用滴管滴加濃硫酸（滴加速度要緩慢，以防爆沸和產(chǎn)生中間乳化層）。反應(yīng)完畢后，放入離心機(jī)中，轉(zhuǎn)速調(diào)至2 500 r·min-1[3]，離心10 min。取出試管并讀取上層體積，按式（1）計(jì)算皂腳總脂肪物含量。

式（1）中，X-皂腳總脂肪物含量，%；V-脂肪物層的體積，mL；ρ-脂肪物的密度，為0.91 g·mL-1；M-大豆皂腳質(zhì)量，g。

1.3 皂腳總脂肪物提取條件優(yōu)化

1.3.1 探究加熱時(shí)間對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量的影響

在樣品分層過(guò)程中，隨著水浴加熱皂腳的黏度逐漸降低，皂腳總脂肪物可以最大量析出。本試驗(yàn)設(shè)定加熱溫度為95 ℃，加入濃硫酸體積為5 mL，考察加熱時(shí)間（6 min、9 min、12 min、15 min、18 min和21 min）對(duì)皂腳總脂肪物析出的影響

1.3.2 探究加熱溫度對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量的影響

本試驗(yàn)設(shè)定濃硫酸體積為5 mL時(shí)，加熱溫度分別為80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃、100 ℃和105 ℃的條件下，進(jìn)行皂腳總脂肪物的測(cè)定，考察加熱溫度對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量的影響。

1.3.3 探究濃硫酸用量對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量的影響

本試驗(yàn)設(shè)定水浴溫度為95 ℃，反應(yīng)時(shí)間為15 min，濃硫酸體積分別為2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL和7 mL條件下，進(jìn)行皂腳總脂肪物的測(cè)定，考察濃硫酸用量對(duì)皂腳總脂肪物析出的影響。

1.3.4 探究加水量對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量的影響

本試驗(yàn)設(shè)定反應(yīng)溫度為95℃，反應(yīng)時(shí)間為15 min，濃濃硫酸體積為5 mL的條件下，改變加水量，觀(guān)察皂腳總脂肪物產(chǎn)量的變化，考察加水量對(duì)皂腳總脂肪物析出的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 加熱時(shí)間對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量的影響

由圖1可得，反應(yīng)前期加熱時(shí)間跟皂腳總脂肪物產(chǎn)量呈正相關(guān)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，皂腳出現(xiàn)明顯分層，最上層為皂腳總脂肪物。加熱15 min 以后，皂腳總脂肪物析出速率降低，這是因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行，皂腳得乳化體系被慢慢破壞至完全消失，脂肪顆?；救棵撾x膠團(tuán)，加熱15 min 以后，皂腳總脂肪物的產(chǎn)量達(dá)到最大。因此，本試驗(yàn)確定最佳加熱時(shí)間為15 min。

圖1 加熱時(shí)間對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量的影響圖

2.2 加熱溫度對(duì)總脂肪物產(chǎn)量的影響

試驗(yàn)反應(yīng)溫度是影響皂腳總脂肪物產(chǎn)量的重要因素，溫度過(guò)高或過(guò)低對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量都有極大的影響。升高加熱溫度可以有效降低皂腳的黏度，破壞皂腳內(nèi)乳化的作用[4]，促進(jìn)皂腳總脂肪物的析出。由圖2可得，隨著加熱溫度的增加，試驗(yàn)反應(yīng)越快，皂腳總脂肪物的析出速率增加，試驗(yàn)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需時(shí)間越短。加熱溫度為95 ℃時(shí)，皂腳總脂肪物的析出速率最高。加熱溫度超過(guò)100 ℃后，皂腳中的水分開(kāi)始蒸發(fā)，皂腳黏度增加，皂腳總脂肪物產(chǎn)量逐漸下降。因此，本試驗(yàn)確定最佳加熱溫度為95 ℃。

2.3 加濃硫酸量對(duì)總脂肪物產(chǎn)量的影響

皂腳中的乳化膠團(tuán)會(huì)吸附脂肪顆粒，加入濃硫酸邊加熱邊攪拌可以破壞乳化膠團(tuán)，使脂肪顆粒被分離出來(lái)[5]。由圖3可得，濃硫酸用量小于5 mL時(shí)，皂腳總脂肪物產(chǎn)量與濃硫酸用量的呈現(xiàn)相關(guān)性，這是因?yàn)闈饬蛩嵊昧吭蕉啵榛w系被破壞的越嚴(yán)重，皂腳總脂肪物越容易析出。濃硫酸體積為5 mL時(shí)，皂腳總脂肪物產(chǎn)量最大。濃硫酸體積大于5 mL后，皂腳總脂肪物產(chǎn)量明顯回落，此時(shí)加入的濃硫酸使皂腳被碳化，皂腳黏度升高，皂腳總脂肪物不能很好地析出。因此，本試驗(yàn)確定最佳濃硫酸體積為5 mL。

圖3 濃硫酸用量對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量的影響圖

2.4 加水量對(duì)皂腳總脂肪物產(chǎn)量的影響

由于精煉工藝不同，皂腳的含水量也有所差別。皂腳含水量較低，加入三級(jí)水可以降低皂腳黏度和防碳化，影響皂腳總脂肪物的析出速度。由圖4可得，向皂腳中加入少量水并充分?jǐn)嚢韬?，?duì)皂腳總脂肪物的產(chǎn)量無(wú)明顯影響。

圖4 加水量對(duì)皂腳總脂肪物含量的影響圖

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)大豆油皂腳總脂肪物酸化提取條件的優(yōu)化，為皂腳總脂肪物含量的準(zhǔn)確檢測(cè)奠定了基礎(chǔ)。提取大豆油皂腳總脂肪物的最佳工藝條件：加熱溫度為95 ℃，加熱時(shí)間為15 min，濃硫酸體積為5 mL，在此條件下，皂腳總脂肪物產(chǎn)量最大化。該方法提取工藝簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)單，適合工廠(chǎng)高頻率檢測(cè)，大大提高了大豆油皂腳的檢測(cè)效率。