www.oilbranch.com >> Форумы >> Обменяемся опытом >>

Влияние процесса рафинации на обесцвечивание соевого масла

(тема полностью)

huataioilmachinery 25.11.2021 05:38

Влияние процесса рафинации на обесцвечивание соевого масла
Аннотация: В процессе переработки соевого масла мы исследовали изменения в содержании γ-токоферола, фосфора, ионов металлов и других следовых компонентов, влияющих на изменение цвета соевого масла в процессе переработки, а также влияние добавления вспомогательных материалов и условий дезодорации на изменение цвета готового соевого масла в период хранения. Результаты показали, что: γ-токоферол имеет наибольшие потери в секции дезодорации, и было рекомендовано, чтобы температура дезодорации была ниже 250 ℃, а точная регулировка вспомогательных материалов и давления паровой экстракции практически не повлияли на это. Гидратированные фосфолипиды в основном могут быть полностью удалены на участке дегумирования, а кислотное рафинирование и дегумирование в основном удаляют негидратированные фосфолипиды, поэтому рекомендуется установить ключевое звено контроля содержания фосфора на участке дегумирования, чтобы снизить давление и производственные затраты на удаление фосфора путем адсорбции белой глины на участке обесцвечивания. Ионы металлов в основном могут быть удалены путем адсорбции с помощью мыльных стоп и обесцвечивающих агентов в обычном процессе деацидификации и обесцвечивания. Скорость потери γ-токоферола и содержание фосфора в дезодорированном соевом масле положительно коррелировали с изменением цвета готового соевого масла во время хранения, в то время как ионы металлов не коррелировали с изменением цвета; соотношение дезодораторов не оказывало значительного влияния на изменение цвета соевого масла различного происхождения; в то время как высокое добавление лимонной кислоты оказывало ингибирующее влияние на изменение цвета соевого масла, хранившегося в течение 1 месяца, ингибирующий эффект не был очевиден при увеличении срока хранения; температура дезодорации и давление пара оказывали незначительное влияние на изменение цвета US Влияние температуры дезодорации и давления пара на изменение цвета американского соевого масла было незначительным, но влияние на изменение цвета бразильского соевого масла было очевидным.
Ключевые слова: соевое масло; γ-токоферол; фосфор; ионы металлов; обесцвечивание; процесс рафинации производства
Из-за влияния жизненных привычек потребители, особенно в южном Китае, по-прежнему предпочитают масла более светлых оттенков при покупке рафинированных масел, таких как масло соевых бобов. а самом деле, соевое, подсолнечное, кукурузное и другие масла имеют светло-желтый цвет после процессов рафинации, таких как дегуммирование, деацидификация, обесцвечивание и дезодорация, а затем постепенно темнеют в процессе циркуляции и хранения под воздействием света, температуры и влажности. Обесцвечивание масел после рафинации является общей проблемой для производителей растительных масел, в основном для рафинированного соевого масла, рафинированного кукурузного масла и рапсового масла, причем наиболее серьезной является проблема обесцвечивания соевого и кукурузного масла. Поэтому, как эффективно контролировать явление изменения цвета и улучшить качество жиров и масел, все еще остается сложной проблемой, требующей внимания в жировой и масляной промышленности. В целом, основными причинами изменения цвета смазки являются: (i) сырье; (ii) окисление, изомеризация или полимеризация низкомолекулярных пигментов в масле. (iii) автоматическое окисление масла и изомеризация масла; (iv) ионы металлов, фосфор и витамин Е в масле; и (v) условия переработки и хранения.
Эта тема основана на процессе производства рафинированного соевого масла, чтобы исследовать изменения γ-токоферола, содержания фосфора, ионов металлов и других следовых компонентов в процессе рафинации, а также количество и тип обесцвечивающего вещества, добавленного в соотношении, количество добавленной лимонной кислоты, температура дезодорации, давление вакуума и другие параметры процесса на стабильность цвета соевого масла во время хранения, чтобы обеспечить некоторые справочные значения для решения проблемы обесцвечивания соевого масла.
1 Материалы и методы
1.1 Материалы для испытани
Сырого масла сои, отбор проб в цехе компании; стандарт у-токоферола (чистота ≥ 96%), стандартный раствор железа 1000 мг/л, стандартный раствор меди 1000 мг/л, Aladdin Reagent Co., Ltd. Метанол, этанол, изопропанол, все хроматографически чистые. Дигидрогенфосфат аммония, нитрат палладия, гидрохинон, сульфит натрия безводный, молибдат аммония, гидроксид калия, молибдат натрия, сульфат гидразина, дигидрогенфосфат калия, все аналитической чистоты. Концентрированная серная кислота, концентрированная азотная кислота, концентрированная соляная кислота, сверхчистая вода (удельное сопротивление ≥ 18 MΩ). Высокоэффективный жидкостный хроматограф Alliance E2695 (с флуоресцентным детектором), Waters Technology Co., Ltd. Микроволновой реактор MARS6, CEM Corporation, США; кислотоуловитель TK12; атомно-абсорбционный спектрофотометр PinAAcle 900T, Perkin Elmer Technologies, США; колориметр Rovipon, Rovipon, Великобритания; аналитические весы QUINTIX224-1CN 1/10,000. 101-2A тип цифрового дисплея электрический сушильный шкаф постоянной температуры; K116 колбонагреватель электрический, Gerhardt Analytical Instruments GmbH, Германия; муфельная печь, Thermo Corporation, США; UV1800 ультрафиолетовый видимый спектрофотометр, Shimadzu Instruments Ltd, Япония; прибор для чистой воды.













1.2.2 Определение показателей соевого масла
Определение ΔR: 200 г образца масла брали в 250 мл стакан, сушили в печи при 105°C в течение 6 ч, охлаждали в сушильном шкафу в течение 30 мин до комнатной температуры и определяли разницу между значением красного цвета образца масла до и после сушки с помощью колориметра Rovipon.
Условия ВЭЖХ: колонка Athena PAHs (4,6 мм×250 мм, 5 мкм), температура колонки 30℃; длина волны возбуждения 294 нм, длина волны испускания 329 нм; подвижная фаза метанол-вода (98:2, v/v), скорость потока 1,0 мл/мин; объем инжекции 10 мкл. Подвижной фазой был метанол-вода (98:2, v/v) при скорости потока 1,0 мл/мин, а объем инъекции составлял 10 мкл.
Определение содержания фосфолипидов: см. GB 5009.87-2016 "Национальный стандарт безопасности пищевых продуктов Определение содержания фосфора в пищевых продуктах" Метод 1.
Определение меди и железа: см. GB 5009.13-2017 "Национальный стандарт безопасности пищевых продуктов для определения меди в пищевых продуктах", метод 1 и GB 5009.90-2016 "Национальный стандарт безопасности пищевых продуктов для определения железа в пищевых продуктах", метод 1 соответственно.
2 Результаты и обсуждение
2.1 Изменения γ-токоферола в процессе рафинации и его влияние на цвет готового соевого масла при различных сроках хранения
Витамин Е является распространенным жирорастворимым витамином в растительных маслах, в основном в форме токоферолов и токотриенолов, токоферолы имеют α, β, γ, δ 4 мономера, из которых, γ-токоферол содержится в самой высокой пропорции масла, сам по себе и его продукты окисления являются важными факторами, ведущими к обесцвечиванию масла, в условиях микрокислорода, γ-токоферол может быть окислен для получения 5-токоферил-γ-токоферола (γ-TED). ) и 5,6-о-хинон-γ-токоферола (токофероловый красный), который является веществом насыщенного красного цвета и может вызывать изменение цвета масел и жиров. Поэтому данный эксперимент был посвящен изменению содержания γ-токоферола в соевом масле различного происхождения в процессе рафинации и его влиянию на цвет готового соевого масла при различных сроках хранения. Результаты представлены в таблицах 1 и 2, соответственно.
Таблица 1 Изменение содержания γ-токоферола в маслах различного происхождения в процессе рафинации












Как видно из таблицы 1, содержание γ-токоферола в американском соевом дегтевом масле варьировалось от 688 до 740 мг/кг, в бразильском соевом дегтевом масле - от 482 до 641 мг/кг, в аргентинском соевом дегтевом масле - от 416 до 479 мг/кг. По сравнению с бразильским и аргентинским соевым дегтевым маслом, содержание γ-токоферола в американском соевом дегтевом масле было выше, что указывает на то, что содержание γ-токоферола в сыром масле разного происхождения было различным. В процессе рафинации было обнаружено, что потери γ-токоферола из соевого масла различного происхождения были меньше в секции деацидификации и обесцвечивания, в то время как наибольшие потери были в секции дезодорации, что указывает на то, что секция дезодорации является наиболее важным этапом потери γ-токоферола.
При одинаковых параметрах процесса скорость потери γ-токоферола в дезодорированных маслах из США, Бразилии и Аргентины показала тенденцию к увеличению с повышением температуры дезодорации, когда температура дезодорации была увеличена с 245 ℃ до 255 ℃; при одинаковых температурных условиях скорость потери γ-токоферола существенно не изменилась при незначительной корректировке давления пара. Регулировка вспомогательных добавок, таких как соотношение белой глины и алебастра и лимонной кислоты, не оказала существенного влияния на содержание γ-токоферола в процессе рафинации, что указывает на то, что сохранение γ-токоферола в наибольшей степени зависит от температуры дезодорации в процессе рафинации. Токоферол является природным антиоксидантом, и в нефтеперерабатывающем производстве температура дезодорации должна быть ключевым фактором. Чтобы максимально сохранить токоферолы и снизить потери, рекомендуется контролировать температуру дезодорации ниже 250 °C.В настоящее время в масляной промышленности для измерения цвета масла используется колориметрический метод Ровипона. Красное значение (R) цвета обычного пищевого масла обычно находится в диапазоне от 1 до 9, в пределах которого красное значение допускает ошибку ±0,3. Когда цвет масла|ΔR|≥0,3, оборудование для испытания масла может точно различить изменения, в то время как потребители также могут явно различить разницу в цвете масла, поэтому|ΔR|≥0,3 можно использовать в качестве критерия оценки хорошего цвета масла.
Таблица 2 Изменение содержания γ-токоферола и соответствующего ему цвета в готовом соевом масле при повторном хранении












Таблица 2 показывает, что после 8 месяцев хранения уровень потери γ-токоферола в американском соевом масле варьировался от 6,9 % до 17,3 %, а уровень потери γ-токоферола в бразильском соевом масле - от 11,4 % до 36,5 %; ΔR американского соевого масла варьировался от 0,1 до 0,3, а ΔR бразильского соевого масла - от 0,2 до 0,7. Это указывает на то, что по мере увеличения срока хранения бразильское соевое масло более склонно к изменению цвета, а соответствующее готовое соевое масло - к изменению цвета. Показатель ΔR потери окисления γ-токоферола положительно коррелировал со скоростью потери γ-токоферола. Общее увеличение скорости потери γ-токоферола при окислении соевого масла различного происхождения с увеличением времени хранения может быть связано с автоматической реакцией окисления, которая происходит во время хранения, в то время как γ-токоферол, являясь природным антиоксидантом, защищает масло от окисления, при этом сам подвергается окислению.
2.2 Изменения фосфора в процессе рафинации и его влияние на цвет готового соевого масла при различных сроках хранения
Обесцвечивание соевого масла первого сорта связано с содержанием фосфора, и чем выше содержание фосфора, тем больше вероятность обесцвечивания масла . Некоторые исследования указывают, что содержание фосфора в готовом масле должно быть менее 1 мг/кг, содержание фосфора в обесцвеченном масле должно быть менее 2 мг/кг, а содержание фосфора в дегумированном масле должно быть менее 12 мг/кг. В реальном производстве, когда содержание фосфора в готовом масле превышает 5 мг/кг, скорость обесцвечивания масла значительно ускоряется. Существует два объяснения обесцвечивания масла из-за фосфолипидов: Во-первых, фосфолипиды могут образовывать окрашенные комплексы с остаточными сахарами и белками в масле или окисляться и разлагаться с образованием окрашенных веществ, что приводит к обесцвечиванию масла; во-вторых, негидратированный фосфолипид фосфатидилэтаноламин подвергается неферментативному окрашиванию в стадии дезодорации при переработке нефти, т.е. фосфатидилэтаноламин подвергается пирролизу, что приводит к обесцвечиванию масла.
Для изучения изменения содержания фосфора в соевом масле в каждой секции были отобраны американское, бразильское и аргентинское соевые масла, рафинированные в соответствии с лучшим традиционным производственным процессом, результаты представлены в таблице 3.












Как видно из таблицы 3: при нормальных производственных параметрах удаление фосфора в соевом масле в основном отражается на секции нейтрализации и секции обесцвечивания, а секция дезодорации может удалить только около 13,3-23,1% фосфора из масла.
Фосфолипиды в масле в основном делятся на гидратированные фосфолипиды и негидратированные фосфолипиды, причем гидратированные фосфолипиды составляют основную часть, которая в основном может быть полностью удалена в секции дегумации, в то время как дегумация с кислотной подготовкой предназначена в основном для удаления негидратированных фосфолипидов. Поэтому в производстве ключевое звено для контроля содержания фосфора в масле должно быть установлено на участке обесцвечивания, чтобы обеспечить полный контакт масла с фосфорной кислотой, чтобы как можно больше негидратированных фосфолипидов в масле превращалось в гидратированные фосфолипиды, снижая давление на участок обесцвечивания для снижения содержания фосфора, уменьшая количество обесцвечивающего агента и снижая производственные затраты. В таблице 4 показано содержание фосфора в соевом масле различного происхождения после рафинации и изменение цвета в течение различных периодов хранения.



























Таблица 4 показывает, что при увеличении содержания фосфора в соевом дезодорированном масле с 0,8 мг/кг до 2,0 мг/кг и с 1,3 мг/кг до 10,3 мг/кг в Бразилии и США соответственно, соответствующий ΔR увеличился с 1,1 до 1,6 и с 1,1 до 1,5 с увеличением времени хранения (оба более 6 месяцев), что указывает на то, что чем выше содержание фосфора в дезодорированном масле, тем более очевидна реверсия цвета после определенного периода хранения. Чем выше содержание фосфора в дезодорированном масле, тем более очевидным было изменение цвета после определенного периода хранения, но стабилизировалось ли изменение цвета после определенного уровня, еще предстоит выяснить в ходе дальнейших испытаний.
2.3 Изменения ионов металлов в процессе рафинации и их влияние на цвет готового соевого масла при различных сроках хранения
Содержание ионов металлов в дезодорированном масле тесно связано с возвратом цвета. Если содержание фосфора в дезодорированном масле равно 0, содержание ионов железа ниже 0,15 мг/кг и содержание ионов меди ниже 0,1 мг/кг, масло не возвращает цвет, если оно хранится в течение длительного времени надлежащим образом . Также металлические элементы могут реагировать с липидами, негидратированными фосфолипидами, жирными кислотами и некоторыми пигментами с образованием липидных алкильных радикалов, фосфолипидных металлокомплексов, жирнокислотных солей железа и хелатов, соответственно, которые могут ускорить обесцвечивание масла . Команда Zheng Liyou обнаружила значительную положительную корреляцию между ионами железа и меди и значением красного цвета. В таблице 5 показаны изменения содержания ионов железа и меди в соевом масле разного происхождения в процессе рафинации и влияние на цвет готового масла при различных сроках хранения.
Таблица 5 Изменение содержания ионов железа и меди в процессе рафинации соевого масла различного происхождения и влияние на изменение цвета готового масла при различных сроках хранения

















Как видно из таблицы 5, дегумированное соевое масло содержало меньше ионов железа, с самым высоким уровнем 0,98 мг/кг, а в большинстве рафинированного соевого масла ионы железа не были обнаружены. По сравнению с ионами железа, соевое сырое масло содержит еще меньше ионов меди, причем самый высокий уровень ионов меди в американском дегумированном масле составляет около 0,04 мг/кг, а в бразильском и аргентинском дегумированном масле ионы меди не обнаружены, что может быть связано с почвенной средой, в которой выращиваются соевые бобы.Комплексный анализ величины изменения содержания ионов железа в каждой секции, секции деацидификации и обесцвечивания имеют больший эффект удаления, что объясняется связыванием или адсорбцией ионов железа мылом или белой глиной, что можно контролировать на производстве в основном через эти 2 сегмента. Из-за влияния выращивания, хранения и переработки, дегумированное масло содержит следы ионов железа и меди, и нефтеперерабатывающий завод может в основном удалить ионы железа и меди из масла в соответствии с существующими условиями производственного процесса.Что касается изменения цвета в течение периода хранения, цвет соевого масла США был относительно стабильным, в то время как соевые масла Бразилии и Аргентины показали некоторую степень изменения цвета, в то время как содержание ионов меди и железа в соответствующих дезодорированных маслах было низким или не было обнаружено, что указывает на отсутствие корреляции между явлением изменения цвета и содержанием ионов железа и меди в дезодорированных маслах.Как синергист, лимонная кислота может действовать как хелат с ионами следовых металлов, способствующих окислению, таким образом, играя роль в пассивации ионов металлов. Основными эффектами добавления пищевой лимонной кислоты перед секцией обесцвечивания в процессе рафинации являются: ①Лучшее удалить фосфолипид (сухое обесклеивание) и усилить эффект обесцвечивания; ②Сложнять ионы металлов, снизить скорости окисления.В стабильных условиях процесса перед обесцвечиванием масла 50, 100, 150 мг / кг лимонной кислоты добавленны для изучения влияния добавления лимонной кислоты на цвет готового соевого масла в различные периоды хранения, результаты показаны на рисунке 2.















Из рисунка 2 видно, что при хранении в течение 1 месяц,значение красного цвета соевого масла с различными добавками лимонной кислоты быстро увеличивался, и значение ΔR соевого масла с добавкой 50, 100 мг / кг лимонной кислоты больше или равно 0,3, инверсия цвета более очевидно, возможно, лимонная кислота высокой концентрации пассивирует ионы металлов, что снижает содержание ионов металлов в готовом масле и препятствует автоматическому окислению масла; Лимонная кислота низкой концентрации не полностью пассивирует ионы металлов и не может полностью контактировать с негидратируемыми фосфолипидами перед секции обсецвечивания, поэтому он не может быть полностью преобразован в гидратированные фосфолипиды, что повлияет на обесклеивание, в результате содержание ионов металлов и фосфора в готовом масле слишком велико, что, в свою очередь, способствует инверсию цвета масла. При хранении в течение 2 месяца значение красного цвета соевого масла с добавкой 50, 100 мг / кг лимонной кислоты практически не изменился, значение красного цвета соевого масла с добавкой 150 мг / кг лимонной кислоты в целом увеличивался, ΔR 0.3,обнаруживается заметная инверсия цвета, При хранении в течение 3 месяца, соевых масла с тремя добавками лимонной кислоты имеют одинаковое значение красного цвета, все достигли 1.0. Однако необходимо дополнительно проверить, с продлением времени хранения, оказывает ли увеличение количества лимонной кислоты существенное влияние на цвет соевого масла при времени хранения более 3 месяцев.
2.4 Влияние количества добавки обесцвечивающего агента и соотношения типов в процессе рафинации на цвет готового соевого масла при различных сроках хранения.
В настоящее время наиболее распространенным методом обесцвечивания масел в промышленности является адсорбционное обесцвечивание, обычно использует активированный уголь, отбеливающую глину, аттапульгит, бентонит и.т.Д в качестве адсорбционного обесцвечивающего агенты, при процессе обесцвечивания если количество добавки обесцвечивающего агента неправильно и показатели качества (в основном, включая активность, ионы металлов, размер частиц и т. Д.) не могут соответствовать требованиям, это повлияет на стабильность готового масла,сокращает период порчи и прогоркания, который вызывает инверсию цвета масла. Количество добавки обесцвечивающего агента влияет на эффект обесцвечивания, слишком большое количество добавки может легко вызвать окисление и изомеризацию масел, вызывая следы гидролиза и окисления обесцвеченного масла, увеличивает содержание полезных веществ, таких как конъюгированная диеновая кислота, чтобы усилить цвет масла. Различные типы обесцвечивающих агентов обладают разными физическими и химическими свойствами, выбор подходящего обесцвечивающего агента может добиться наилучшего обесцвечивающего эффекта. С учетом общей стоимости, в этом эксперименте выбирается активированная глина, аттапульгитовая глина и бентонит для приготовления композиционного обесцвечивающего агента, влияние соотношения обесцвечивающего агента и количества добавки на изменение цвета готового соевого масла показано в таблице 6.
2.5 Таблица 6 Влияние соотношения обесцвечивающего агента и количества добавки на изменение цвета готового соевого масла









































Примечание: Существует два категории обесцвечивающих агентов--это соотношение активированной глины и аттапульгитовой глины; Три категории - это соотношение активированной глины к аттапульгитовой глине и бентониту.
Из Таблицы 6 видно, что в условиях одинакового обесцвечивания, соотношения типов и температуры дезодорации по мере увеличения количества добавки обесцвечивающего агента значение красного цвета обесцвечивающего масла в целом уменьшается, после хранения готового масла в течение определенного периода времени, ΔR соевого масла в США увеличивается, но ниже 0,3, ΔR соевого масла в Бразилии не сильно меняется, но все значения больше 0,3, это показывает, что в течение 18-месячного периода хранения соевое масло в Бразилии легче инвертирует цвет. При условии, что количество добавки обесцвечивающего агента и температура дезодорирования одинаковы, путем регулирования соотношения обесцвечивающего агента после хранения в течение определенного периода времени полученное масло будет инвертировать цвет, но эффект незначителен.
2.6 Влияние температуры дезодорации и давления пара отпарки на цвет готового соевого масла в различные периоды хранения.
В традиционном процессе дезодорации температура дезодорации составляет 230 ° C ~ 270 ° C, а слишком высокая температура вызовет разложение жира и повлияет на стабильность продукта. В этом эксперименте были выбраны два масла обесклеивания из США и Бразилии, в стабильных условиях процесса путем корректировок исследуется влияние температуры дезодорации и давления пара отпарки на изменение цвета готового соевого масла в различные периоды хранения, результаты показаны в таблице 7.

























Как видно из таблицы 7, регулировка температуры дезодорации в пределах 245 ~ 255 °C и давления пара при паровой экстракции в пределах 0,1 кПа ~ 1,0 кПа не оказывает существенного влияния на ΔR американского соевого масла с периодом хранения 10 месяцев, в то время как оказывает большее влияние на ΔR бразильского соевого масла с периодом хранения 7 месяцев, что указывает на то, что американское соевое масло имеет хорошую стабильность, в то время как большое бразильское соевое масло имеет плохую стабильность и склонно к перекрашиванию.
3 Вывод
Инверсия цвета масла представляет собую очень сложную проблему, и до сих пор невозможно точно объяснить, какой один или несколько факторов являются основными причинами инверсии цвета масла, чтобы хорошо контролировать проблему инверсии цвета масла, необходимо провести всесторонний анализ и исследования масличного сырья, процесса прессования, качества сырого масла, процесса рафинации и других звеньев, кроме того, изменения свободных жирных кислот, гамма-токоферола, фосфора, ионов тяжелых металлов и других микрокомпонентов в процессе рафиниации также оказывают важное влияние на стабильность пищевого масла. Чтобы определить, подходит ли определенная партия сырого соевого масла для производства готовой продукции и будет ли иинвертировать цвет, производственному отделу и отделу контроля качества необходимо провести всесторонний анализ на основе каждого звена производства и различных показателей тестирования, и не может быть суммирован только одним показателем.

Перевод и редактирование:
Huatai Intelligent Equipment Group
Отдел технологических исследований и разработок
Павел Чжан


Всего записей: 1 | Показаны: [1 - 1]