CN101538508A - 一种降低植物油反式脂肪酸含量的脱色方法 - Google Patents

一种降低植物油反式脂肪酸含量的脱色方法 Download PDF

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Abstract

一种降低植物油反式脂肪酸含量的脱色方法，属于植物油精炼脱色技术领域。本发明以活性白土、中和植物油为原料，一方面，对脱色土进行选择，另一方面，控制脱色温度、白土用量、脱色时间、搅拌速率，综合考虑脱色效果和脂肪酸的反式异构化，得到降低脂肪酸反式异构化的脱色工艺。本发明降低了脱色过程中形成反式脂肪酸的含量，建立低反式酸脱色工艺，对改进植物油精炼加工工艺起了很好的引导作用，为构建健康植物油加工工艺奠定基础。

Description

一种降低植物油反式脂肪酸含量的脱色方法
技术领域
一种降低植物油反式脂肪酸含量的脱色方法，属于植物油精炼脱色技术领域。
背景技术
植物油在精炼脱色过程中，油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸在不同程度上形成一定的反式氢过氧化物，在氢过氧化物进一步的反应中产生了反式脂肪酸；除了氢过氧化物转化外，脱色过程中自由基的存在，会催化不饱和双键形成反式酸；酸性催化剂存在下，脂肪酸发生反式异构化。植物油脱色用吸附白土具有固体酸的性质，表面具有Bronsted酸中心及Lewis酸中心，脱色过程直接影响植物油中的反式脂肪酸含量。目前，尚无研究或报道，从降低反式脂肪酸的角度，对脱色工艺进行改进，现有的脱色工艺也未考虑脱色过程中脂肪酸的反式异构化，只是从油脂的脱色效果出发，为了达到有效脱色和节约成本的目的，通常对脱色用吸附白土进行充分活化，使吸附剂的表面吸附活性点充分激活，采用尽可能少的吸附剂进行植物油脱色。但是，白土吸附剂表面的活性点除了具有吸附性之外，同时具有酸催化性能，充分激活则酸催化性能大大增强，易导致脱色过程中形成反式脂肪酸。反式脂肪酸与人类心血管疾病、糖尿病、老年痴呆、癌症等疾病的发生、发展呈正相关，反式脂肪酸问题已成为近年来油脂加工和食品安全领域关注的焦点，国际组织和欧美各国对反式脂肪酸的膳食安全问题非常重视。因此有必要对植物油中的反式脂肪酸含量进行严格控制，从植物油中反式脂肪酸含量的角度出发，对脱色工艺进行改进，在有效吸附脱色的同时，尽可能的降低脂肪酸的反式异构化。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低植物油反式脂肪酸含量的脱色方法，采用本方法可以降低植物油脱色过程中形成反式脂肪酸的量。
本发明的技术方案：一种降低植物油反式脂肪酸含量的脱色方法，以活性白土、中和植物油为原料，根据吸附活性白土的Bronsted酸中心和Lewis酸中心数量选择适当的吸附活性白土，控制脱色温度、白土用量、脱色时间、搅拌速率，进行中和油的吸附脱色；
在中和植物油中加入活性白土于一定温度和真空度下搅拌脱色，活性白土Bronsted酸中心18-22mmol/g、Lewis酸中心2.7-3.3mmol/g，活性白土添加量为油重的1％，搅拌速度220-260r/min，真空度50mmHg，脱色时间30-50分钟，脱色温度100-120℃；脱色完成后，取出样品，立即于冷却水中冷却到60℃，过滤，得到低反式脂肪酸的脱色植物油。
所述的脱色方法，活性白土的Bronsted酸中心20mmol/g、Lewis酸中心3mmol/g，活性白土添加量为油重的1％，搅拌速度250r/min，真空度50mmHg，脱色时间40分钟，脱色温度110℃。
采用活性白土、中和植物油为原料，以活性白土为吸附剂，进行中和油脱色。采用振荡吸附法进行中和油脱色，以罗维朋比色检测色泽，评价脱色效果，以高效气相色谱法测定的反式脂肪酸含量为指标，确定脱色工艺。
1、白土的酸活性点
油脂脱色用吸附白土通常以蒙脱土或凹凸棒土为原料，进行酸-热活化。吸附剂的两种活性点(Bronsted酸活性点及Lewis酸活性点)的数量直接影响吸附剂的吸附性能和酸催化性能，活性点过少则吸附效果不佳，活性点过多则酸催化效果过强，易导致脂肪酸的反式异构化，所以需要通过适当的酸浓度、时间、温度进行活化，控制表面的酸活性点数量。
2、白土用量
活性白土对植物油中的色素具有一定的吸附容量，脱色过程中白土用量不足则脱色效果不达标；而白土用量过多，一方面造成资源的浪费，另一方面白土酸催化活性点的总量增加，产生更多的反式脂肪酸。
3、脱色时间
脱色包括外扩散、外表面吸附、内扩散、内表面吸附这四个阶段，整个过程需要一定的时间。时间不足则白土不能充分被利用，时间过长不仅造成能源和资源的浪费，而且，催化时间增加则催化形成反式脂肪酸更多，所以有必要探讨脱色时间。
4、脱色温度
植物油粘度较大，温度升高可降低体系粘度，有利于提高吸附速率，但是温度过高不利于物理吸附的进行，而且会带来一系列副反应，因此有必要考虑脱色温度的影响。
5、搅拌速度
植物油粘度较大，搅拌有利于降低粘度，增加白土与油中色素的碰撞，提高吸附脱色速率，但是搅拌同时会增加催化形成反式酸的速率，因此，搅拌速率对脱色和催化形成反式结构均有影响。
在中和植物油中加入活性白土于一定温度和真空度下搅拌脱色，活性白土Bronsted酸中心18-22mmol/g、Lewis酸中心2.7-3.3mmol/g，活性白土添加量1％(g/g油重)，搅拌速度220-260r/min(250r/min)，真空度50mmHg(绝对压力)，脱色时间30-50分钟(40min)，脱色温度100-120℃(110℃)。脱色完成后，取出样品，立即于冷却水中冷却到60℃，过滤，得到低反式脂肪酸的脱色植物油。
脱色效果检测
参考国标GB/T 22460动植物油脂罗维朋色泽的测定。
反式脂肪酸检测
参考国标GB/T 22110食品中反式脂肪酸的测定气相色谱法。
酸活性点的测定
利用吡啶(Py)吸附量和二甲基吡啶(2，6-DMPy)吸附量间接反映总酸、Bronsted酸中心数量，进一步推断Lewis酸中心的数量。
标准曲线：不同浓度的吡啶和二甲基吡啶环己烷标准溶液分别于250nm和262nm处比色，以溶剂空白为参比，测定吸光度，建立吡啶与二甲基吡啶的标准曲线。吡啶回归方程y＝23.638x-0.0209，R2＝0.9998，线性范围0.0051g/L-0.0374g/L，吡啶的标准曲线如图1所示。
2，6-二甲基吡啶的回归方程y＝28.701x+0.0251，R2＝0.998，线性范围0.005g/L-0.0387g/L，2，6-二甲基吡啶的标准曲线如图2所示。
Bronsted酸中心及Lewis酸中心的测定：配置吡啶与二甲基吡啶的环己烷溶液，以液固比50∶1与活性白土混合，于298K，超声波振荡1小时，取上清液，以溶剂空白为参比，分别测定250nm和262nm处的吸光值，根据标准曲线确定吡啶和二甲基吡啶的残留浓度，计算Bronsted酸中心及Lewis酸中心数量。
脱色油的品质
对脱色油的罗维朋色泽和反式脂肪酸含量进行了检测，结果表明脱色大豆油的色泽黄色值为23-30，红色值为2.3-3.2(采用5英寸比色皿测定)；反式脂肪酸含量0.1％-0.15％。
本发明的有益效果：本发明采用一定的工艺进行植物油的脱色，降低植物油脱色过程中形成的反式脂肪酸，属于开创性研究。
通过本脱色工艺进行中和油的脱色，可以减少脂肪酸的反式异构化，降低反式脂肪酸含量，提高植物油品质，有利于人体健康。
提供了脱色白土的选择依据，确定了脱色的具体工艺，对脱色油的色泽和反式脂肪酸含量进行评价，实现了有效脱色的同时降低反式脂肪酸的目的。
本发明对降低植物油中的反式脂肪酸含量，建立低反式酸脱色工艺，为构建健康植物油加工工艺奠定基础。
附图说明
图1吡啶标准曲线。
图2 2，6-二甲基吡啶标准曲线。
具体实施方式
实施例1
100.00g中和大豆油中加入1.00g活性白土，活性白土Bronsted酸中心22mmol/g、Lewis酸中心3.3mmol/g，110℃，50mmHg的真空度(绝对压力)，搅拌速度250r/min，搅拌脱色40分钟。脱色完成后，取出样品，立即于冷却水中冷却到60℃，过滤，得到低反式脂肪酸的脱色植物油，罗维朋比色检测脱色效果和反式脂肪酸含量。
检测所得最终脱色油的红色泽为23，红色值为3.3；反式脂肪酸含量0.17％。
实施例2
100.00g中和大豆油中加入1.00g活性白土，活性白土Bronsted酸中心20mmol/g、Lewis酸中心3mmol/g，110℃，50mmHg的真空度(绝对压力)，搅拌速度250r/min，搅拌脱色40分钟。脱色完成后，取出样品，立即于冷却水中冷却到60℃，过滤，得到低反式脂肪酸的脱色植物油，罗维朋比色检测脱色效果和反式脂肪酸含量。
检测所得最终脱色油的红色泽为25，红色值为2.6；反式脂肪酸含量0.11％。
实施例3
110.00g中和大豆油中加入1.10g活性白土，活性白土Bronsted酸中心20mmol/g、Lewis酸中心3mmol/g，105℃，50mmHg的真空度(绝对压力)，搅拌速度240r/min，搅拌脱色45分钟。脱色完成后，取出样品，立即于冷却水中冷却到60℃，过滤，得到低反式脂肪酸的脱色植物油，罗维朋比色检测脱色效果和反式脂肪酸含量。
检测所得最终脱色油的红色泽为28，红色值为2.8；反式脂肪酸含量0.10％。
实施例4
120.00g中和大豆油中加入1.20g活性白土，活性白土Bronsted酸中心20mmol/g、Lewis酸中心3mmol/g，120℃，50mmHg的真空度(绝对压力)，搅拌速度260r/min，搅拌脱色50分钟。脱色完成后，取出样品，立即于冷却水中冷却到60℃，过滤，得到低反式脂肪酸的脱色植物油，罗维朋比色检测脱色效果和反式脂肪酸含量。
检测所得最终脱色油的红色泽为23，红色值为2.3；反式脂肪酸含量0.15％。

Claims (2)

1.一种降低植物油反式脂肪酸含量的脱色方法，其特征是以活性白土、中和植物油为原料，根据吸附活性白土的Bronsted酸中心和Lewis酸中心数量选择适当的吸附活性白土，控制脱色温度、白土用量、脱色时间、搅拌速率，进行中和油的吸附脱色；
在中和植物油中加入活性白土于一定温度和真空度下搅拌脱色，活性白土Bronsted酸中心18-22mmol/g、Lewis酸中心2.7-3.3mmol/g，活性白土添加量为油重的1％，搅拌速度220-260r/min，真空度50mmHg，脱色时间30-50分钟，脱色温度100-120℃；脱色完成后，取出样品，立即于冷却水中冷却到60℃，过滤，得到低反式脂肪酸的脱色植物油。
2.根据权利要求1所述的脱色方法，其特征是活性白土的Bronsted酸中心20mmol/g、Lewis酸中心3mmol/g，活性白土添加量为油重的1％，搅拌速度250r/min，真空度50mmHg，脱色时间40分钟，脱色温度110℃。
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