CN107022413A - 一种脱除植物油中色素和金属离子的方法 - Google Patents

一种脱除植物油中色素和金属离子的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于理化技术领域，公开了一种脱除植物油中色素和金属离子的方法，其包括如下步骤：往植物油中添加1‑2%质量份的脱色吸附剂，加热至75‑80℃，保温条件下，于100rpm搅拌30‑60min，再静置30‑60min，然后经过离心分离出沉淀物，即得。本发明脱除方法简单可行，能够有效地去除色素和金属离子，避免了油品浪费，而且不会损害植物油品质，保证了食品安全。

Description

一种脱除植物油中色素和金属离子的方法
技术领域
本发明属于理化技术领域，涉及一种脱除植物油中色素和金属离子的方法。
背景技术
植物油是由不饱和脂肪酸和甘油化合而成的化合物，广泛分布于自然界中，是从植物的果实、种子、胚芽中得到的油脂。如花生油、玉米油、豆油、亚麻油、蓖麻油、菜子油等。植物油的主要成分是直链高级脂肪酸和甘油生成的酯，脂肪酸除软脂酸、硬脂酸和油酸外，还含有多种不饱和酸，如芥酸、桐油酸、蓖麻油酸等。植物油主要含有维生素E、K、钙、铁、磷、钾等矿物质、脂肪酸等。植物油中的脂肪酸能使皮肤滋润有光泽。
食用植物油经脱胶、脱酸、脱色及脱臭等加工工序后，油色逐渐变淡，最终成品油色泽一般呈淡黄色；但在贮存流通过程中油色又会逐渐变深，发生返色现象。食用植物油返色程度不仅反映油脂色泽稳定性，也在一定程度上反映油脂品质：而色泽常是影响消费者选购食用植物油最直观、最重要因素之一。植物油中含有一定量的色素和金属离子，对油品质量产生较大影响。而金属元素铜、铁含量分别超过0.01 mg／kg和0.1 mg／kg时，油脂易发生劣变和酸败，精炼过程中需尽量脱除。如何利用将色素以及金属离子同时脱除是我们研究的技术问题。
中国发明专利201410779486.3公开了一种磁性二氧化硅吸附剂，该吸附剂能够有效地吸附黄曲霉素，但是对金属离子吸附功能较弱；“吸附法脱除芝麻油中苯并芘及脱色效果研究”，粮油食品科技2013年，研究了不同吸附剂及用量脱除芝麻油中苯并芘及脱色效果，其中使用了多种吸附剂，包括活性炭、活性白土以及二者混合物，但是均存在脱色效果不够理想以及吸附剂难以完全去除等缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种脱除植物油中色素和金属离子的方法，该方法能够同时脱除色素和金属离子，保证了油品质量。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种脱除植物油中色素和金属离子的方法，其包括如下步骤：
往植物油中添加1-2%质量份的脱色吸附剂，加热至75-80℃，保温条件下，于100rpm搅拌30-60min，再静置30-60min，然后经过离心分离出沉淀物，即得。
优选地，所述植物油选自玉米油、花生油、豆油、葵花籽油、蓖麻油以及上述任意两者以上的组合。
进一步地，所述脱色吸附剂包括如下原料：纳米碳化硅、硅烷偶联剂kh550、硅藻土、盐酸溶液、十二烷基磺酸钠、聚丙烯球、聚乙烯醇水溶液、硫酸水溶液、豆粕。
进一步地，所述脱色吸附剂按照如下工艺制备而得：
步骤1）：将纳米碳化硅添加到两倍重量的去离子水中，搅拌均匀，再添加占纳米碳化硅20-30%质量份的硅烷偶联剂kh550，升温至60℃，超声波处理10-15min，得到纳米碳化硅分散液；
步骤2）：往硅藻土中加入两倍重量的质量分数为10%的盐酸溶液，超声波振荡30min，再添加占硅藻土1-2%重量份的十二烷基磺酸钠，继续超声波振荡30min，然后离心收集沉淀，得到改性硅藻土；
步骤3）：将步骤1）所得纳米碳化硅分散液和步骤2）所得改性硅藻土按照2:1的质量比投入到搅拌器中，500rpm搅拌10min，得到混合物料，再将混合物料与聚丙烯球按照1:2的质量比添加到造粒机中，然后加入占聚丙烯球质量10%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1-2mm的球状物；
步骤4）：将步骤3）所得球状物置于80℃的烘箱中干燥60min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温30min，取出，自然冷却至室温，得到初级脱色吸附剂；
步骤5）：往豆粕中添加2-3倍重量的4mol/L的硫酸水溶液，升温至90℃,保温条件下300rpm水解12-18h，然后降温至65℃,离心去除沉淀物，然后添加步骤4）所得初级脱色吸附剂，65℃保温条件下，200rpm搅拌60min，再自然冷却至室温，离心，收集沉淀，烘干，即得。
优选地，所述 5）中，初级脱色吸附剂与豆粕的质量比为50：（2-3）。
按照上述的方法制备的植物油。
本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明脱除方法简单可行，与活性白土和活性炭等脱除方法相比，其能够有效地去除色素和金属离子，脱色吸附剂含油量较低，避免了油品浪费，而且脱色吸附剂在油品中的残留量少，不会损害植物油品质，保证了食品安全。
本发明利用豆油榨取的废弃物豆粕酸解来制备氨基酸，避免了原料浪费，给企业节约了成本，一举两得。
本发明吸附脱色剂制备过程中，纳米材料经偶联剂处理时，偶联剂的一端与纳米材料以化学键相结合，另外一端的氨基官能团可以与聚丙烯球发生化学反应，强化了相界面的结合，提高了相容性，降低了界面孔洞和缺陷，并且增加了比表面积。
本发明通过酸化和表面活性剂处理，用长链阳离子取代了硅藻土之间的阳离子，使得硅藻土层间距变大，同时硅藻土表面吸附了部分无机阳离子，使得疏水性提高，增加了吸附能力。
本发明利用造孔剂聚丙烯球制备成大孔径颗粒吸附材料，比表面积大，吸附能力强，粒径较大，结构坚固，不会破裂，较容易从油品中脱除，保证了油品中无残留，还可以重复利用，有效地避免了材料浪费，给企业节约了成本。
本发明通过酸化作用将氨基酸通过氢键结合到脱色吸附剂表面，氨基酸上中的带电基团可以结合金属离子，从而去除金属离子。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种脱除植物油中色素和金属离子的方法，其包括如下步骤：
往植物油中添加1%质量份的脱色吸附剂，加热至75℃，保温条件下，于100rpm搅拌30min，再静置60min，然后经过离心分离出沉淀物，即得。
所述脱色吸附剂包括如下原料：硅藻土、盐酸溶液、十二烷基磺酸钠、纳米碳化硅、硅烷偶联剂kh550、聚丙烯球、聚乙烯醇水溶液、硫酸水溶液、豆粕。
所述脱色吸附剂按照如下工艺制备而得：
步骤1）将纳米碳化硅添加到两倍重量的去离子水中，搅拌均匀，再添加占纳米碳化硅20%质量份的硅烷偶联剂kh550，升温至60℃，超声处理10min，得到纳米碳化硅分散液；超声波功率为2000w；
步骤2）往硅藻土中加入两倍重量的质量分数为10%的盐酸溶液，超声波振荡30min，再添加占硅藻土1%重量份的十二烷基磺酸钠，继续超声波振荡30min，然后离心收集沉淀，得到改性硅藻土；超声波功率为2000w；
步骤3）将步骤1）所得纳米碳化硅分散液和步骤2）所得改性硅藻土按照2:1的质量比投入到搅拌器中，500rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚丙烯球按照1:2的质量比添加到造粒机中，然后加入占聚丙烯球质量10%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1mm的球状物；
步骤4）将步骤3）所得球状物置于80℃的烘箱中干燥60min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温30min，取出，自然冷却至室温，得到初级脱色吸附剂；
步骤5）往豆粕中添加2倍重量的4mol/L的硫酸水溶液，升温至90℃,保温条件下300rpm水解12h，然后降温至65℃,离心去除沉淀物，然后添加步骤4）所得初级脱色吸附剂，65℃保温条件下，200rpm搅拌60min，再自然冷却至室温，离心，收集沉淀，烘干，即得；所述初级脱色吸附剂与豆粕的质量比为50：2。经检测，脱色吸附剂的比表面积为300-500m2/g。
实施例2
一种脱除植物油中色素和金属离子的方法，其包括如下步骤：
往植物油中添加2%质量份的脱色吸附剂，加热至80℃，保温条件下，于100rpm搅拌40min，再静置50min，然后经过离心分离出沉淀物，即得。
所述脱色吸附剂包括如下原料：硅藻土、盐酸溶液、十二烷基磺酸钠、纳米碳化硅、硅烷偶联剂kh550、聚丙烯球、聚乙烯醇水溶液、硫酸水溶液、豆粕。
所述脱色吸附剂按照如下工艺制备而得：
步骤1）将纳米碳化硅添加到两倍重量的去离子水中，搅拌均匀，再添加占纳米碳化硅20-30%质量份的硅烷偶联剂kh550，升温至60℃，超声波处理15min，得到纳米碳化硅分散液；超声波功率为2000w；
步骤2）往硅藻土中加入两倍重量的质量分数为10%的盐酸溶液，超声波振荡30min，再添加占硅藻土1-2%重量份的十二烷基磺酸钠，继续超声波振荡30min，然后离心收集沉淀，得到改性硅藻土；超声波功率为2000w；
步骤3）将步骤1）所得纳米碳化硅分散液和步骤2）所得改性硅藻土按照2:1的质量比投入到搅拌器中，500rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚丙烯球按照1:2的质量比添加到造粒机中，然后加入占聚丙烯球质量10%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为2mm的球状物；
步骤4）将步骤3）所得球状物置于80℃的烘箱中干燥60min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温30min，取出，自然冷却至室温，得到初级脱色吸附剂；
步骤5）往豆粕中添加3倍重量的4mol/L的硫酸水溶液，升温至90℃,保温条件下300rpm水解18h，然后降温至65℃,离心去除沉淀物，然后添加步骤4）所得初级脱色吸附剂，65℃保温条件下，200rpm搅拌60min，再自然冷却至室温，离心，收集沉淀，烘干，即得；所述初级脱色吸附剂与豆粕的质量比为50：3；经检测，脱色吸附剂的比表面积为300-500m2/g。
实施例3
本发明脱除方法的效果检测：
对照组1：选择活性白土作为脱色吸附剂对照组1，脱除方法同实施例1；
对照组2：选择活性炭作为脱色吸附剂对照组2，脱除方法同实施例1；
试验组：实施例1。
标准：
(1)色泽测定：按GB/T 22460-2208方法；
(2)铁含量测定：按GB/T 5009.90-2003方法；
(3)铜含量测定：按GB/T 5009.13-2003方法。
(4)含油量%：离心后的脱色吸附剂中含油量占吸附剂的重量比。
(5)残留量%：脱色吸附剂在油品中的残留量占吸附剂的重量比。
以玉米油为例，具体检测结果见表1：
表1
指标 处理前 对照组1 对照组2 试验组
色泽133.4mm Y20.3 R2.1 Y14.3 R1.4 Y13.7 R1.7 Y10.7 R1.2
铁mg/g 0.116 0.043 0.051 0.008
铜mg/g 0.039 0.015 0.018 0.001
含油量% ------ 8.9 7.1 1.6
残留量% ------ 3.22 1.86 0.27
结论：与使用活性白土和活性炭脱除方法相比，本发明脱除方法能够有效地去除色素和金属离子，脱色吸附剂含油量较低，避免了油品浪费，脱色吸附剂在油品中的残留量少。
实施例4
本发明通过酸化作用将氨基酸结合到脱色吸附剂对金属离子吸附效果的影响：
试验组：实施例1制备的脱色吸附剂；对照组：采用实施例1制备的初级脱色吸附剂。以豆油为例，吸附金属离子的能力见表2：
表2
指标 处理前 对照组 试验组
铁mg/g 0.187 0.073 0.014
铜mg/g 0.084 0.039 0.002
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种脱除植物油中色素和金属离子的方法，其包括如下步骤：
往植物油中添加1-2%质量份的脱色吸附剂，加热至75-80℃，保温条件下，于100rpm搅拌30-60min，再静置30-60min，然后经过离心分离出沉淀物，即得。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物油选自玉米油、花生油、豆油、葵花籽油、蓖麻油以及上述任意两者以上的组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱色吸附剂包括如下原料：纳米碳化硅、硅烷偶联剂kh550、硅藻土、盐酸溶液、十二烷基磺酸钠、聚丙烯球、聚乙烯醇水溶液、硫酸水溶液、豆粕。
4.根据权利要求1-3任其一所述的方法，其特征在于，所述脱色吸附剂按照如下工艺制备而得：
步骤1）：将纳米碳化硅添加到两倍重量的去离子水中，搅拌均匀，再添加占纳米碳化硅20-30%质量份的硅烷偶联剂kh550，升温至60℃，超声波处理10-15min，得到纳米碳化硅分散液；
步骤2）：往硅藻土中加入两倍重量的质量分数为10%的盐酸溶液，超声波振荡30min，再添加占硅藻土1-2%重量份的十二烷基磺酸钠，继续超声波振荡30min，然后离心收集沉淀，得到改性硅藻土；
步骤3）：将步骤1）所得纳米碳化硅分散液和步骤2）所得改性硅藻土按照2:1的质量比投入到搅拌器中，500rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚丙烯球按照1:2的质量比添加到造粒机中，然后加入占聚丙烯球质量10%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1-2mm的球状物；
步骤4）：将步骤3）所得球状物置于80℃的烘箱中干燥60min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温30min，取出，自然冷却至室温，得到初级脱色吸附剂；
步骤5）：往豆粕中添加2-3倍重量的4mol/L的硫酸水溶液，升温至90℃,保温条件下300rpm水解12-18h，再降温至65℃,离心去除沉淀物，然后添加步骤4）所得初级脱色吸附剂，65℃保温条件下，200rpm搅拌60min，再自然冷却至室温，离心，收集沉淀，烘干，即得。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述 5）中，初级脱色吸附剂与豆粕的质量比为50：（2-3）。
6.按照权利要求1-5所述的方法制备的植物油。
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