CN114262643A

CN114262643A - 一种高效去除植物油中磷脂的方法

Info

Publication number: CN114262643A
Application number: CN202111674803.1A
Authority: CN
Inventors: 从艳霞; 袁曼雨; 张维农; 齐玉堂
Original assignee: Wuhan Polytechnic University
Current assignee: Wuhan Polytechnic University
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-04-01

Abstract

本发明属于属于植物油加工领域，具体涉及一种高效去除植物油中磷脂的方法。本发明以含磷脂的植物油为原料，向其中加入少量柠檬酸水溶液，采用高速混合，短时内形成植物油‑柠檬酸的均匀体系，混合物在45～85℃条件下中速搅拌，搅拌结束后，加入少量氢氧化钠水溶液，采用高速混合，短时内形成均一的乳液体系，上述混合物经过离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶油。本发明制备的脱胶油磷含量低于5mg/kg，磷脱除率大于99％。本发明使用范围广，适用于所有含磷脂的植物油，尤其是非水化磷脂含量高的油脂其优势更明显；且流程简单、设备投资少。

Description

一种高效去除植物油中磷脂的方法

技术领域

本发明属于食品加工领域，具体属于植物油加工领域，更具体地，涉及一种高效去除植物油中磷脂的方法。

背景技术

脱胶是植物油精炼的重要工序，脱胶不完全会加重脱色的负担，增加白土的消耗，并造成过滤困难，严重时还会造成设备结焦等，影响油脂品质和精炼经济效益。毛油中的胶质主要是磷脂，分为水化磷脂和非水化磷脂，所以“脱胶”也称“脱磷”。传统植物油脱胶方法为水化脱胶，普通水化脱胶只能去除其中的水化磷脂，脱胶后磷含量仍然较高(约80～200mg/kg以上)；深度水化脱胶则向毛油中添加柠檬酸、磷酸等，使毛油中的非水化磷脂转化为水化磷脂后去除，此方法较水化脱胶效果明显提高，但仍不能满足物理精炼(小于5mg/kg)的要求，还需借助后续碱炼所产生的皂和脱色吸附剂的吸附作用脱去残留磷脂。

针对上述不足，研究者开发了新的脱胶方法，如超级脱胶、酶法脱胶、超临界CO₂脱胶、超滤脱胶、超声波辅助脱胶等。酶法脱胶工艺具有操作条件缓和、废水排放少及精炼油收率高等优点，具有广阔的前景，但该工艺需要使用磷脂酶，且反应时间较长(2～4小时)，直接导致生产效率下降，目前该工艺仍处于完善阶段，且需改造现有生产线，增加设备投资；超临界CO₂脱胶技术能将油脂中的磷脂含量降低到5mg/kg以下，保持了油脂的风味和品质，其缺点在于设备投资高、能耗大。膜法脱胶技术在油脂行业的应用相对较晚，且存在成本高、膜制备困难等问题。微波辅助脱胶可缩短脱胶时间，但是对磷脂的彻底去除效果有限。程谦伟等采用超声波辅助大豆毛油脱胶工艺(超声功率75W，温度50℃，加水量为4％，超声时间8min)对大豆毛油进行脱胶，在此条件下得到的脱胶豆油磷含量为18.60mg/kg，不能有效脱除毛油中的非水化磷脂，上述脱胶豆油不能直接采用物理精炼的工艺。康媛解采用超声波辅助米糠油水化脱胶，一定程度上提高了水化脱胶效率，但脱胶米糠油的磷脂含量仍高达1440mg/kg。

综上所述，现阶段对植物油中磷脂的去除常采用多方式的结合，如水化/吸附脱胶，水化/酸法脱胶等，同时也就其他脱胶方法进行了大量的探索研究，但受生产工艺繁琐、设备投入大、脱胶效果有限等多方面的限制，新型脱胶方法工业化范围有限，因此，发明一种简单、高效的植物油中磷脂去除方法具有很好的经济价值和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种高效去除植物油中磷脂的方法，该方法具有工艺简单、高效、成本低廉，脱胶效果彻底，适用范围广等优点，能同时去除植物油中的水化和非水化磷脂，将植物油中磷含量降低至5mg/kg以下，且磷脂脱除率大于99％。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种高效去除植物油中磷脂的方法，该方法包括：

(ⅰ)将植物油与柠檬酸水溶液混合均匀，获得第一混合液；

(ⅱ)将第一混合液在45～85℃的条件下搅拌5～30min，获得第二混合液；

(ⅲ)将第二混合液与氢氧化钠水溶液、水混合均匀，获得第三混合液；

(ⅳ)将第三混合液进行分离，轻相分离物经真空干燥后获得脱胶油；

上述步骤中，不添加酶。

作为优选方案，植物油来源于压榨植物毛油、浸出植物毛油、预脱胶植物油等含有大量磷脂组分的大豆油、菜籽油、米糠油、葵花籽油、玉米油、花生油。

作为优选方案，所述植物油的磷含量≥100mg/kg。

作为优选方案，步骤(ⅰ)中，以干重计，柠檬酸的添加量为0.01～0.1％油重。

作为优选方案，步骤(ⅰ)中，柠檬酸水溶液质量浓度为0.2～75％。

作为进一步优选方案，步骤(ⅰ)中，以干重计，柠檬酸的添加量为0.02～0.04％油重。

作为进一步优选方案，步骤(ⅰ)中，柠檬酸水溶液质量浓度为40～60％。

作为优选方案，步骤(ⅲ)中，以干重计，氢氧化钠的添加量为0.01～0.1％。

作为优选方案，步骤(ⅲ)中，氢氧化钠水溶液的质量浓度为0.2～75％。

作为进一步优选方案，步骤(ⅲ)中，以干重计，氢氧化钠的添加量为0.01～0.03％。

作为进一步优选方案，步骤(ⅲ)中，氢氧化钠水溶液的质量浓度为10～20％。

作为优选方案，步骤(ⅲ)中，水的添加量为1～5％油重。

作为进一步优选方案，步骤(ⅲ)中，水的添加量为1.5～3％油重。

作为优选方案，步骤(ⅰ)中，混合均匀采用的方式选自超高速剪切、超声波连续流细胞破碎和超声波混合搅拌中的至少一种。

作为进一步优选方案，步骤(ⅰ)中，超高速剪切的条件为3 000～12 000rpm，时间为10～120s；超声波连续流的条件为200～2 400W，时间为10～120s；超声波混合搅拌器的条件为1 000～3 000W，时间为10～120s。

作为进一步优选方案，超高速剪切的条件为3 000～12 000rpm，时间为10～60s；超声波连续流的条件为200～2 400W，时间为10～60s，超声波混合搅拌的条件为1 000～3000W，时间为10～60s。

本发明为植物油脱胶提供了一种可行的方法，其有益效果是：

(1)本发明适用于任何植物油的脱胶，特别对于含磷量高尤其是非水化磷脂含量高的植物油，脱胶彻底的特点更加突出。本发明可将脱胶植物油中磷含量降低至5mg/kg以下，且磷脱除率大于99％。

(2)本发明脱磷效果彻底，脱胶油可直接进行物理精炼，无需化学精炼。这不单是在油脂脱胶方面的创新，而且该种脱胶工艺的进步带动了产生新型的油脂加工物理精炼技术。

(3)本发明工艺绿色环保，设备投资少，流程简便，操作简单可控，易于实现工业化生产。

本发明的其他特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1示出了本发明高效去除植物油中磷脂的方法的一个流程图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了本发明高效去除植物油中磷脂的方法的一个流程图，各实施例可参见图1。

实施例1

1 000g大豆毛油(磷含量为868mg/kg)升温至70℃，向其中添加质量分数为50％的柠檬酸溶液0.8g(柠檬酸干重添加量为0.04％油重)，上述混合物采用高速剪切混合均匀，剪切速率8 000rpm，剪切时间60s，获得大豆毛油-柠檬酸水溶液的均一体系。将上述混合体系在70℃的条件下中速(750rpm)搅拌30min。反应结束后，向其中添加1.25g质量分数16％的氢氧化钠水(氢氧化钠干重添加量为0.02％油重)溶液和18.55g去离子水(总水分约为2％)，采用高速剪切快速混匀获得均一的乳液体系，剪切速率8 000rpm，剪切时间30s；上述混合物经过离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶大豆油。脱胶豆油中磷含量为1.23mg/kg，磷脱除率为99.9％。

实施例2

1 000g大豆毛油(磷含量为1 275mg/kg)升温至55℃，向其中添加质量分数为50％的柠檬酸溶液0.8g(柠檬酸干重添加量为0.04％油重)，上述混合物采用超声波连续流细胞破碎仪进行混合，条件为1 800W，时间为60s，获得大豆毛油-柠檬酸水溶液混合体系。将上述混合体系在70℃的条件下中速搅拌30min。反应结束后，向其中添加1.25g质量分数16％的氢氧化钠水溶液和18.55g去离子水，采用超声波连续流细胞破碎仪快速混匀获得均一的乳液体系，条件为1 800W，时间为60s；上述混合物经过离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶大豆油。脱胶豆油中磷含量为1.87mg/kg，磷脱除率为99.9％。

实施例3

1 000g大豆毛油(磷含量为868mg/kg)升温至70℃，向其中添加质量分数为50％的柠檬酸溶液0.8g(柠檬酸干重添加量为0.04％油重)，上述混合物采用超声波混合搅拌器进行混合，条件为2 000W，时间为60s，获得大豆毛油-柠檬酸水溶液的均匀体系。上述混合体系在70℃的条件下中速搅拌30min。反应结束后，向其中添加1.25g质量分数16％的氢氧化钠水溶液和18.55g去离子水，采用超声波混合搅拌器快速混合均匀，搅拌功率为1 800W，搅拌时间为60s，获得均一的乳液体系；上述混合物经离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶大豆油。脱胶豆油中磷含量为0.78mg/kg，磷脱除率为99.9％。

实施例4

1 000g菜籽毛油(磷含量为346mg/kg)升温至70℃，向其中添加质量分数为50％的柠檬酸溶液0.8g，上述混合物采用超高速剪切混匀，剪切速率8 000rpm，剪切时间60s，获得菜籽油-柠檬酸水溶液的混合体系。将上述混合体系在70℃的条件下中速搅拌30min。反应结束后，向其中添加0.5g质量分数40％的氢氧化钠水溶液和19.3g去离子水，采用超高速剪切快速混匀获得均一的乳液体系，剪切速率8 000rpm，剪切时间30s；上述混合物经离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶菜籽油。脱胶菜籽油中磷含量为0.67mg/kg，磷脱除率为99.8％。

对比例1

1 000g大豆毛油(磷含量为868mg/kg，酸价AV＝0.8)升温至70℃，向其中添加3％的软水，70℃条件下中速搅拌30min，经过离心机进行分离，得到磷含量为362mg/kg的预脱胶毛豆油，磷脱除率为58.3％。向预脱胶毛豆油中添加质量浓度为50％柠檬酸水溶液(柠檬酸干重添加量为0.1％油重)，70℃条件下中速搅拌10min后进行碱炼，根据其酸价为0.8，确定碱液(NaOH)浓度为6.58％，添加量为10.95g，碱炼温度70℃，时间20min。中和反应结束后，经过离心、水洗、干燥获得脱胶豆油，脱胶豆油中磷含量为18.17mg/kg，仍高于物理精炼的最低限。

对比例2

1 000g大豆毛油(磷含量为868mg/kg)升温至70℃，向其中添加质量分数为50％的柠檬酸溶液0.8g，上述混合物采用超高速剪切混匀，剪切速率8 000rpm，剪切时间60s，获得大豆毛油-柠檬酸水溶液的混合体系。上述混合体系在70℃的条件下中速搅拌30min，反应结束后，继续添加19.6g去离子水，中速搅拌30min，混合物经离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶大豆油。脱胶豆油中磷含量为112mg/kg，磷脱除率为87.1％。

对比例3

1 000g大豆毛油(磷含量为868mg/kg)升温至70℃，向其中添加质量分数为50％的柠檬酸溶液0.8g，上述混合物采用超高速剪切混匀，剪切速率8 000rpm，剪切时间60s，获得大豆毛油-柠檬酸水溶液的混合体系。上述混合体系在70℃的条件下中速搅拌30min，反应结束后，添加19.6g去离子水，采用超高速剪切混匀，剪切速率8 000rpm，剪切时间30s。混合物经离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶大豆油。脱胶豆油中磷含量为108mg/kg，磷脱除率为87.6％。

对比例4

1 000g大豆毛油(磷含量为868mg/kg)升温至70℃，向其中添加质量分数为50％的柠檬酸溶液0.8g，上述混合物采用超高速剪切混匀，剪切速率8 000rpm，剪切时间60s，获得大豆毛油-柠檬酸水溶液的混合体系。上述混合体系在70℃的条件下中速搅拌30min，反应结束后，添加1.25g质量分数16％的氢氧化钠水溶液和18.55g去离子水，70℃的条件下中速搅拌30min。混合物经离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶大豆油。脱胶豆油中磷含量为132mg/kg，磷脱除率为84.8％。

对比例5

1 000g大豆毛油(磷含量为868mg/kg)升温至70℃，向其中添加质量分数为50％的柠檬酸溶液0.8g，上述混合物采用超高速剪切混匀，剪切速率8 000rpm，剪切时间60s，获得大豆毛油-柠檬酸水溶液的混合体系。将上述混合体系在70℃的条件下中速搅拌30min。反应结束后，向其中添加0.2g PLC(磷脂酶C)、0.5g质量分数40％的氢氧化钠水溶液和19.3g去离子水，采用超高速剪切快速混匀获得均一的乳液体系，剪切速率8 000rpm，剪切时间30s；上述混合物55℃反应2小时后，经离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶大豆油。脱胶大豆油中磷含量为227mg/kg，磷脱除率为73.8％。

对比例6

1 000g大豆毛油(磷含量为868mg/kg)升温至70℃，向其中添加质量分数为50％的柠檬酸溶液1.3g，上述混合物采用超高速剪切混匀，剪切速率8 000rpm，剪切时间60s，获得大豆毛油-柠檬酸水溶液的混合体系。将上述混合体系在70℃的条件下中速搅拌30min。反应结束后，向其中添加0.1g PLA1(磷脂酶A1)、0.5g质量分数40％的氢氧化钠水溶液和19.3g去离子水，采用超高速剪切快速混匀获得均一的乳液体系，剪切速率8 000rpm，剪切时间30s；上述混合物55℃反应4小时后，经离心机进行分离，轻相分离物经过真空脱溶干燥后获得脱胶大豆油。脱胶大豆油中磷含量为72mg/kg，磷脱除率为91.7％。

实施例及对比例结果汇总于表1。

表1实施例及对比例结果汇总

本发明在柠檬酸和去离子水的基础上，添加少量NaOH，联合高速混匀(高速剪切/超声波连续流细胞破碎仪/超声波混合搅拌器)，能显著提高植物油中磷脂的脱除效果，达到彻底脱磷的目的。实施例1-3在柠檬酸和去离子水的基础上，都添加了NaOH，分别联合高速剪切、超声波连续流细胞破碎仪和超声波混合搅拌器，脱胶油中磷含量分别为1.23ppm、1.87ppm和0.67ppm，磷脱除率高于99.8％，脱胶效果明显优于对比例1～4。与实施例1相比，对比例1采用的是目前最常见的深度水化脱胶工艺，对比例2只对大豆毛油进行了柠檬酸和去离子水的处理，对比例3在添加去离子水后，联合了高速剪切，但未添加NaOH，对比例4添加了NaOH，但未联合高速剪切，上述比例中脱胶不彻底，脱胶油含磷量均高于100ppm，磷脱除率低于90％。实施例3与对比例5、6相比，区别在于实施例3未添加酶，获得混合体系的方式略有不同但不影响结果，且在添加水份和NaOH后不需要额外反应2-4h，但实施例3的脱胶效果却明显优于添加酶的对比例5、6。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.一种高效去除植物油中磷脂的方法，其特征在于，该方法包括：

(ⅰ)将植物油与柠檬酸水溶液混合均匀，获得第一混合液；

上述步骤中，不添加酶；

步骤(ⅲ)中，混合均匀采用的方式选自超高速剪切、超声波连续流细胞破碎和超声波混合搅拌中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的高效去除植物油中磷脂的方法，其中，

所述植物油包括大豆油、菜籽油、米糠油、葵花籽油、玉米油和花生油中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的高效去除植物油中磷脂的方法，其中，步骤(ⅰ)中，

以干重计，柠檬酸的添加量为0.01～0.1％油重；

柠檬酸水溶液质量浓度为0.2～75％。

4.根据权利要求3所述的高效去除植物油中磷脂的方法，其中，步骤(ⅰ)中，

以干重计，柠檬酸的添加量为0.02～0.04％油重；

柠檬酸水溶液质量浓度为40～60％。

5.根据权利要求1所述的高效去除植物油中磷脂的方法，其中，步骤(ⅲ)中，

以干重计，氢氧化钠的添加量为0.01～0.1％；

氢氧化钠水溶液的质量浓度为0.2～75％；

水的添加量为1～5％油重。

6.根据权利要求5所述的高效去除植物油中磷脂的方法，其中，步骤(ⅲ)中，

以干重计，氢氧化钠的添加量为0.01～0.03％；

氢氧化钠水溶液的质量浓度为10～20％；

水的添加量为1.5～3％油重。

7.根据权利要求1所述的高效去除植物油中磷脂的方法，其中，

步骤(ⅰ)中，混合均匀采用的方式选自超高速剪切、超声波连续流细胞破碎和超声波混合搅拌中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的高效去除植物油中磷脂的方法，其中，

步骤(ⅰ)中，超高速剪切的条件为3 000～12 000rpm，时间为10～120s；超声波连续流的条件为200～2 400W，时间为10～120s；超声波混合搅拌器的条件为1 000～3 000W，时间为10～120s。

9.根据权利要求1所述的高效去除植物油中磷脂的方法，其中，

步骤(ⅲ)中，超高速剪切的条件为3 000～12 000rpm，时间为10～60s；超声波连续流的条件为200～2 400W，时间为10～60s，超声波混合搅拌的条件为1 000～3 000W，时间为10～60s。

10.根据权利要求1所述的高效去除植物油中磷脂的方法，其中，

所述植物油的磷含量≥100mg/kg。