開展精準脫臭提升一級大豆油中營養(yǎng)伴隨物保留率的技術研究

李萬平，董 華，朱建峰，閆軍劍，周萬祥，高 健，李潔艷，郎小麗，張惠興，張 祥

（中糧東海糧油工業(yè)（張家港）有限公司，江蘇 張家港 215634）

一級大豆油作為一種重要的食用油，其富含多種營養(yǎng)伴隨物，如維生素E、植物甾醇、角鯊烯和亞油酸等。然而，在常規(guī)精煉加工中，這些營養(yǎng)伴隨物往往會有不同程度的損失。隨著社會的發(fā)展，人們對“吃得營養(yǎng)健康”越來越重視，因此許多學者針對精準適度加工展開了研究。

金青哲等[1]提出油脂過度加工的弊端和危害，提倡在油品開發(fā)中要十分重視微量伴隨物和脂肪酸的天然性，將食用油加工精度界定在適度范圍內(nèi)。王興國等[2]研究了大豆油精準適度加工新工藝，結合雙酶脫膠、無水洗長混脫酸耦合，低活性脫色劑兩步脫色，采用低溫短時兩級捕集回流脫臭技術。相比傳統(tǒng)工藝，新工藝電氣損耗更低，脫色劑用量減少38%，維生素E 和植物甾醇保留率大于90%。董華等[3]研究了精煉工藝對玉米油營養(yǎng)指標及風險指標的影響，發(fā)現(xiàn)脫臭溫度降低至230 ℃時，植物甾醇損失率從31.1%降低至24.7%，維生素E 損失率從19.8%降低至11.1%，大大降低了損耗率，提高了玉米油中營養(yǎng)物質含量，玉米赤霉烯酮去除率達88.4%。劉玉蘭等[4]分析了脫臭工藝條件對葵花籽油綜合品質的影響，發(fā)現(xiàn)隨著脫臭溫度升高、脫臭時間延長，葵花籽油中維生素E、甾醇含量逐漸降低，保留率分別由94.6%降至63.2%，從94.4%降至81.6%。針對行業(yè)內(nèi)油脂過度精煉導致的營養(yǎng)素流失等問題，人們認識到油脂的過度加工會導致油脂營養(yǎng)物質的流失和健康危害物的伴生。

開展大豆油精準適度加工關鍵技術的研究有助于實現(xiàn)脂質營養(yǎng)與健康、資源利用與綠色加工的最終目標，已成為油脂行業(yè)重要的發(fā)展方向[5]。本文通過開展精準脫臭研究提升一級大豆油營養(yǎng)伴隨物保留率的關鍵技術。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆原油、中和豆油、脫色豆油以及脫臭豆油均來自中糧東海糧油工業(yè)（張家港）有限公司。

氫氧化鉀（AR）；氧化鋁；無水乙醇（GR）；薄層色譜用標準溶液；硅烷化試劑；甲醇（GR）；無水硫酸鈉；石油醚（沸程30～60 ℃）；正己烷（GR）；四氫呋喃（GR）；1,4-二氧六環(huán)（GR）；2,6-二叔丁基對甲酚；α、β、γ、δ 生育酚（純度95%以上，標準物質）；乙醇（95%）；無水硫酸鈉；角鯊烯標準品（純度≥98%）；異丙醇（AR）；乙醚（AR）；三氯甲烷（AR）；冰乙酸（AR）；碘化鉀；酚酞；pH 試紙。

1.2 儀器與設備

氣相色譜儀（FID 檢測器）；毛細管色譜柱（60 m×0.25 mm，0.1 μm）；HP-5MS 色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），安捷倫科技有限公司；硅膠薄層色譜板（20 cm×20 cm，厚度0.25 mm）；玻璃柱（具聚四氟乙烯活塞，燒結玻璃砂芯，100 mL 儲液器，長25 cm，內(nèi)徑1.5 cm）；玻璃展開槽；高效液相色譜儀，帶熒光檢測器；電子分析天平（感量0.000 1 g）；回流冷凝器；磨口圓底燒瓶；旋轉蒸發(fā)器；水浴恒溫振蕩器；烘箱[（105±3）℃]；氮吹儀；紫外分光光度計；索氏脂肪抽提儀；羅維朋比色儀；實驗室常規(guī)玻璃器具。

1.3 實驗方法

1.3.1 生產(chǎn)加工工藝流程

食用油精煉生產(chǎn)加工工藝流程為毛油→過濾→脫膠→脫酸→真空干燥→脫色→脫臭→過濾→成品油。

1.3.2 大豆油精煉工藝流程

稱量油樣，加入75%磷酸0.05%，脫膠溫度60 ℃，脫膠20 min，液堿添加量根據(jù)加酸后油的酸價計算理論加堿量，并添加10%以內(nèi)的超堿量；堿反應后，離心分離；水洗后真空干燥。脫色溫度選擇115 ℃，脫色劑添加量為0.8%，脫色時間為30 min。

常規(guī)脫臭參數(shù)：脫臭溫度245 ℃，時間90 min；精準脫臭參數(shù)：脫臭溫度分別設置為245 ℃、240 ℃、230 ℃、220 ℃、210 ℃，并在脫臭時間為90 min、60 min 條件下進行脫臭小試研究，確定最佳的脫臭加工參數(shù)。

1.3.3 營養(yǎng)物質指標的測定

植物甾醇按照《動植物油脂 甾醇組成和甾醇總量的測定 氣相色譜法》（GB/T 25223—2010）測定；維生素E 按照《食品安全國家標準 食品中維生素A、D、E 的測定》（GB 5009.82—2016）第二法測定；角鯊烯按照《糧油檢驗 植物油中角鯊烯的測定 氣相色譜法》（LS/T 6120—2017）測定。

1.3.4 理化指標的測定

色澤參考《動植物油脂 羅維朋色澤的測定》（GB/T 22460—2008）測定；過氧化值參考《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》（GB 5009.227—2016）測定；酸價參考《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》（GB 5009.229—2016）測定。

1.3.5 風險指標的測定

3-氯丙醇酯含量參考美國油脂化學家協(xié)會制定的標準AOCS Cd 29a—13 測定；縮水甘油酯參考AOCS Cd 29a—13 測定；反式脂肪酸含量參考《食品安全國家標準 食品中反式脂肪酸的測定》（GB 5009.257—2016）檢測；苯并芘含量參考《食品安全國家標準 食品中苯并（a）芘的測定》（GB 5009.27—2016）檢測；溶劑殘留量按照《食品安全國家標準 食品中溶劑殘留量的測定》（GB 5009.262—2016）檢測；黃曲霉毒素B1含量按照《食品安全國家標準 食品中黃曲霉毒素B 族和G 族的測定》（GB 5009.22—2016）第三法檢測。

1.3.6 損失率計算

不同工段營養(yǎng)伴隨物的損失率按公式（1）（2）（3）計算。

式中：營養(yǎng)伴隨物包括維生素E、植物甾醇、角鯊烯各個指標的含量。

2 結果與分析

2.1 不同工段對營養(yǎng)伴隨物的影響

孫玉萍等[6]研究發(fā)現(xiàn)，大豆油中維生素E 的損失主要在脫臭工段，脫臭工段是提升大豆油維生素E 保留率的關鍵環(huán)節(jié)。本文選取5 批次大豆原油在相同條件下按1.3.2 常規(guī)精煉方法開展小試研究，驗證營養(yǎng)伴隨物各指標損失情況，詳見表1、表2。結合數(shù)據(jù)可以看出，脫臭工段是整個精煉工序中營養(yǎng)伴隨物損失最嚴重的環(huán)節(jié)，維生素E 含量損失率均值達到15.61%，植物甾醇含量損失率均值9.26%，角鯊烯含量損失率均值26.14%。

表1 不同工段對營養(yǎng)伴隨物含量的影響表

表2 不同工段營養(yǎng)伴隨物損失率表 單位：%

2.2 不同脫臭參數(shù)對成品油營養(yǎng)伴隨物的影響

本文采用同一批脫色油在不同溫度、不同時間下進行脫臭試驗，并對成品油中營養(yǎng)伴隨物的含量進行檢測，具體影響趨勢見圖1。

圖1 不同脫臭參數(shù)對營養(yǎng)伴隨物的影響圖

從圖1 中可以看出，脫臭溫度越低、脫臭時間越短，油中維生素E、植物甾醇、角鯊烯的含量就越大，說明脫臭溫度越低、時間越短，油中營養(yǎng)伴隨物保留率越高。但為了確保油脂產(chǎn)品的食品安全，還需要考慮相同脫臭條件對油脂中反式脂肪酸、三氯丙醇酯及縮水甘油等風險因子的影響。

2.3 不同脫臭參數(shù)對成品油風險因子的影響

有研究表明，3-氯丙醇脂和縮水甘油酯主要出現(xiàn)在脫臭過程中，其含量隨著脫臭溫度的升高和脫臭時間的延長而增加，且很難通過吸附劑吸附的方式脫除，因此在油脂精煉過程中加以控制是防止其生成的最有效方式[7]。本文用同一批脫色油在不同溫度、不同時間下進行脫臭試驗，檢測成品油中風險因子的含量，具體結果見表3。從表3 中可以看出，在脫臭時間60 min，脫臭溫度≤220 ℃時，成品油中風險因子含量較低，且符合零反式脂肪酸標注要求。

表3 不同脫臭參數(shù)對成品油風險因子的影響表

2.4 不同脫臭參數(shù)對成品油理化指標的影響

本文用同一批脫色油在不同溫度、不同時間下進行脫臭試驗，檢測成品油中的常規(guī)理化指標，具體結果見表4。從表4 中可以看出，選擇更低的脫臭溫度，更能保留原有的天然色素，酸價（≤3 mg·g-1）、過氧化值（≤0.25 g/100 g）等質量指標均符合國家標準要求。但在脫臭溫度為210 ℃時，成品油的氣味滋味有所加重，臭味物質有可能脫除不徹底。因此目前最佳的精準脫臭溫度應為220 ℃，脫臭時間為60 min。

表4 不同脫臭參數(shù)對成品油理化指標的影響表

2.5 精準脫臭與常規(guī)脫臭對成品油營養(yǎng)伴隨物保留率的影響

綜合以上研究，將同一批次的脫色油分別進行精準脫臭（脫臭溫度220 ℃，時間60 min）和常規(guī)脫臭（脫臭溫度245 ℃、時間90 min）。從表5 可以看出，精準脫臭生產(chǎn)的成品油中營養(yǎng)伴隨物保留率較常規(guī)脫臭工藝高，與常規(guī)脫臭工藝相比，維生素E 含量提升12.83%，植物甾醇含量提升6.86%，角鯊烯含量提升10.08%。

表5 不同加工工藝對營養(yǎng)伴隨物的影響表

3 結論

優(yōu)化一級大豆油的脫臭加工參數(shù)可以明顯提高維生素E、植物甾醇、角鯊烯等營養(yǎng)伴隨物的保留率，可為工廠生產(chǎn)提升一級大豆油質量提供重要的理論基礎和實踐指導。但精準脫臭是油脂精準適度加工中的一環(huán)，后續(xù)還需對精煉過程中脫酸、脫色等其他環(huán)節(jié)進行精準適度加工技術研究，以期推動油脂精煉行業(yè)的發(fā)展。