油脂基础知识

油脂基础知识•油脂的制取的工艺流程•1.1大豆毛油•大豆→预处理（筛选→比重去石→破碎→软化→轧胚→蒸炒）→浸出（蒸馏→汽提→干燥）→未脱胶毛油•1.2精炼棕榈油•棕果串→消毒处理→分离（棕果）→蒸煮→压缩→筛选→沉淀池→渣油→离心机→干燥真空机→毛棕榈油→化学精炼或物理精炼→精炼棕榈油•油脂的组成和检化验指标•2.1油脂的组成•油脂的组成分为两部分：甘油三酸酯和非甘油三酸酯。非甘油三酸酯主要包括：•①悬浮物质——泥砂、料胚粉末、纤维、草屑及其它杂质（乙醚或石油醚的不溶物）•②水分•③胶溶性杂质——磷脂、蛋白质、糖类和粘液质•④脂溶性杂质——游离脂肪酸、固醇类、生育酚、色素、烃类、脂肪醇和蜡、其他杂质（甘一酯、甘二酯、金属离子、醛、酮等）。油脂基础知识油脂基础知识•2.2油脂的检化验油脂常规化验指标包括色泽、酸价、过氧化价、含磷量、水分、杂质、碘价、熔点等，非常规指标包括不皂化物、叶绿素含量、反式酸含量、非水化磷脂含量、金属离子含量、脂肪酸组分等指标。DOBI值作为一个质量参数评价棕榈毛油精炼能力的好坏，DOBI＞3，精炼能力好；DOBI2.4～2.9，精炼能力中等；DOBI＜2.3，精炼能力差。DOBI值是指446nm对269nm吸收峰比率。油脂基础知识•油脂精炼工艺和设备（以豆油为例）•油脂精炼一般包括脱酸、脱色、脱臭、脱蜡、脱脂等工序，大豆油的精炼工序包括脱胶、脱酸、脱色和脱臭，棕榈油的精炼工序包括脱色和脱臭，由于我司大豆油为脱胶毛油，所以精炼过程中没有脱胶工序。油脂基础知识•3.1脱胶•3.1.1脱胶原因：油脂中胶溶性杂质不仅影响油脂的稳定性，而且影响油脂精炼和深加工的工艺效果，因此这种胶溶性杂质必须去除，主要是脱磷脂。由于水化脱胶多用于食用油脂的精制，故采用水化脱胶。•3.1.2脱胶原理：磷脂是一种双亲性的物质，当油中含水少时，磷脂呈内盐结构，具有亲油性。加水后磷脂亲油性内盐结构变为亲水性羟基结构。电解质加入，中和了磷脂表面的质点电荷，使磷脂聚合沉降。磷脂与油的分离可采用重力沉降和离心沉降，目前采取的是离心沉降，利用离心机将油和磷脂迅速分离。油脂基础知识•3.1.3脱胶作用：通过脱胶，油中的水化性磷脂被去除，非水化性磷脂仍有部分滞留在油中。由于油料欠熟、变质、生长土质以及加工等因素的影响，粗油中尚含有一部分非亲水性磷脂（β—磷脂，钙、镁复盐式磷脂），以及蛋白质降解产物的复杂结合物，个别油品还含有由单糖基和糖酸组成的粘液质。•3.1.4脱胶主要设备：水化罐和离心机。油脂基础知识•3.2碱炼脱酸•3.2.1脱酸方法：脱酸方法有碱炼法、蒸馏脱酸（物理精炼）、溶剂萃取、酯化法等。常用的方法主要有两种：碱炼脱酸和蒸馏脱酸，蒸馏脱酸又称物理精炼。•3.2.2碱炼和物理精炼比较：•3.2.2.1碱炼和物理精炼的定义：•物理精炼：利用油脂和游离脂肪酸挥发度的不同，在高温、高真空籍助水蒸汽蒸馏脱酸。•碱炼：碱炼法是用碱中和油脂中游离脂肪酸，所生成的皂吸附部分其它杂质，而从油中沉降分离的精炼方法。油脂基础知识•3.2.2.2物理精炼的优缺点：•优点：工艺流程比较简单；原辅材料省、产量高、经济效果好；没有中性油的损耗；精炼率高；可以获得高质量的精炼副产品；没有废水污染等。•缺点：油品烟点不能达标；脱臭馏出物—脂肪酸中Ve含量低；油品易回色。•3.2.2.3碱炼的优缺点：•优点：油品稳定性好，不易回色，烟点达标，脱臭馏出物中Ve含量高。•缺点：耗用辅助剂；一部分中性油不可避免的被皂化；废水污染环境；从副产品皂脚中回收脂肪酸时，需经复杂的加工环节（水解、蒸馏）等。油脂基础知识•3.2.3碱炼的原理：酸碱中和，即用碱中和油脂中的游离脂肪酸，生成皂和水。•3.2.4碱炼工艺流程：酸化→中和→离心脱皂→水洗→干燥→碱炼油•3.2.5碱炼的作用：•①中和粗油中绝大部分的游离脂肪酸，生成脂肪酸钠盐（钠皂）在油中不易溶解，成为絮状凝胶状物而沉降。•②中和生成的钠皂为一表面活性物质，可将相当数量的其他杂质（如蛋白质、粘液质、色素、磷脂及带有羟基或酚基的物质）也带入沉降物内，甚至悬浮固体杂质也可被絮状皂团挟带下来。•总之：碱炼本身具有脱酸、脱胶、脱固体杂质和脱色等综合作用。•3.2.6碱炼主要设备：酸反应罐、碱反应罐、酸/碱混合器、离心机、皂脚罐以及干燥器等。油脂基础知识•3.3脱色•3.3.1脱色原因：油脂中的色泽的存在影响油品外观，有碍于油品的深度加工，并影响油品的稳定性。为了保证油品质量，满足不同用途的色泽要求，有必要对粗油进行脱色处理。•3.3.2油脂中的色素组成：油脂中色素有两大类：一类是天然色素—叶绿素、类胡萝卜素，另一类是油脂在加工或储存过程中产生的非天然色素—蛋白质、碳水化合物、胶质、磷脂等物质相互作用的产物和类脂物的氧化产物，比如在蒸馏过程中磷脂氧化和部分分解变黑；还原糖与磷脂生成类黑素化合物；着色物质被破坏等。油脂基础知识•3.3.3脱色原理：现在采用的脱色方法主要是吸附脱色，即利用某些具有较强选择性吸附作用的物质（如漂土、活性炭、活性白土等），在一定条件下吸附油脂中的的色素和其他杂质，从而达到脱色的目的。脱色温度在80～120℃，时间20分钟左右。•3.3.4脱色作用：经过吸附脱色后的油脂，不仅达到了改善油色、脱除胶质的目的，而且有效的脱除了油脂中一些微量金属离子和一些能引起催化剂中毒的物质，从而为油脂进一步精炼（脱臭、氢化）提供了良好的条件。•3.3.5脱色工序主要设备：预混罐、脱色塔和过滤机。油脂基础知识•3.3.6油脂品质对脱色的影响油中的天然色素较易脱除，而油料、油脂在加工或储存过程中的新生色素或因氧化而固定了的色素，一般较难脱除。待脱色油中残留的胶质、悬浮物、残皂等杂质占据一定的活性表面，从而降低脱色效率或增加吸附剂的用量。•3.4脱臭•3.4.1脱臭原因：油脂中还有一些臭味物质，这些臭味物质包括低分子的醛、酮以及油脂在制取加工过程中产生的工艺异味（焦灼味、溶剂味、漂土腥味和氢化异味等）。由于臭味物质的存在影响油脂的烹调和工业使用价值，必须经过精炼将臭味物质去除。油脂基础知识•3.4.2脱臭原理：脱臭的原理同蒸馏脱酸机理类似，即在真空高温条件下将臭味物质去除。脱臭温度一般在245～270℃，真空度1～3mmHg。•3.4.3脱臭主要设备：脱臭塔、辅助设备（析气器、脂肪酸捕集器）高压蒸汽炉、高温油泵以及真空系统。•3.4.4脱臭的作用去除油脂中的臭味物质和热脱色（β—胡萝卜素和α—胡萝卜素的羟基衍生物是黄色的主要来源，在高温条件下氧化退色）。油脂基础知识•精炼炼耗的计算：•碱炼炼耗：0.2+1.25×TL（ifTL≤3）或1.35×TL（ifTL＞3）•TL=FFA+磷脂+水杂+0.3•脱色炼耗：白土添加量×废白土干基含油÷（1－干基含油）×0.92•脱臭炼耗：0.2+1.1×（脱臭工序FFA变化量+POV/80）•举例：油脂基础知识•油脂分提工艺和设备•5.1分提原理：天然油脂是多种甘油三酸酯是混合物，由于组成甘油三酸酯的脂肪酸种类不同，以及在分子中脂肪酸分布的不同，导致甘油三酸酯理化性质上的差异，将这些性质不同的甘油三酸酯分级的过程成为油脂分提。•5.2分提方法：分提工艺按其冷却结晶和分离过程的特点，分为常规法、表面活性剂法、溶剂法以及液液萃取法等等。应用比较广泛的工艺是常规法，又称干式分提。•油脂基础知识•5.3分提工艺流程：棕榈油加热至70℃→冷却结晶约6～22小时→过滤机过滤进行固液分离→液体油和固体脂。•5.4不同熔点棕榈油的分提•44℃→硬脂（15%）＋33℃（85%）33℃→硬脂精（30～35%）＋24℃（65～70%）24℃→PMF（50%）+13～18℃棕榈油（50%）油脂基础知识•5.5分提软脂得率的计算举例：分提33℃棕榈油，IV51.5，分提产品24℃，IV56.5，硬脂精熔点53℃，IV34，则软脂得率为：（51.5－34）÷（56.5－34）×100%=77%油脂基础知识•油脂的储藏对油脂品质的影响•6.1油脂品质劣变反应机理能使油脂品质劣变或丧失的反应，基本上有两种：一种是油脂与水的反应，另一种是油脂与氧的反应，或者油脂与水和氧的同时反应。①油脂和水的反应甘油三酸酯+水→甘油二酸酯+脂肪酸②油脂和氧的反应油脂氧化反应可表示如下：不饱和脂肪酸+热、金属、O2油脂氢过氧化物+聚合物光油脂基础知识•非甘油三酸酯部分氧化作用的最大效应是影响油脂的色泽和天然抗氧化剂的含量。就颜色而言，主要问题是由于色素发生氧化作用，会产生所谓色素固定作用（settingofcolor），这种色素固定作用的主要表现是籍脱色、或脱臭作用，无法去除固定了的色素。棕榈油是一个很好的实例，氧化作用使油的色素固定化了。氧化作用对生育酚一类天然抗氧化剂的影响主要表现在其含量的下降，生育酚的“消耗”（consumption）会降低成品油的氧化稳定性。。油脂基础知识•6.2储藏时毛油质量的劣变•6.2.1污染——有着显著数量磷脂和其他容易水化物质的油脂，例如大豆油、玉米油和菜籽油，均可受空气湿度的污染。高湿度的环境、温热的油和冷的温度能使毛油储罐内部“出汗”。滴入油中的水能引起油脂“原地脱胶作用”（insituationdegumming），从而在油罐底部积聚泥状物沉淀。在长期储藏过程中，毛油亦可能受到黏附在油罐壁上的氧化油或硬化油的污染，定期清洗油罐，可防止这种事情发生。油脂基础知识•6.2.2化学变化——毛油储藏和处理期间，在水分存在下储藏毛油，会促进水解作用的发生，从而导致游离脂肪酸含量增加和精炼油得率下降。在毛油泵入油罐之前，确保其完全干燥，并在整个储藏、处理过程中保持尽可能低的油温，是防止水解作用发生的最有效措施。从油脂中排除氧气和空气，可防止毛油氧化作用的发生。一个办法是从底部将毛油充入储罐，这样，在毛油进入储罐过程中，就减少了毛油暴露在空气中的机会。第二种保持毛油质量的办法用惰性气体（如氮气）充入储罐，覆盖油脂。充惰性气体的方法通常较广泛用于成品油的储藏。自动氧化作用随温度升高而显著加速，对色拉油自动氧化作用速率的一般估计为，在温度为20～60℃范围内，温度每增加15℃，氧化作用速率增加一倍。当油罐不采用充氮储存时，尤其要冷却。油脂基础知识•6.2.3色素的固定（colorfixation）——如前所述，毛油的氧化作用会导致色素的固定。棉籽油和棕榈油是最明显的色素固定作用的油品，在这二种油中，棉酚和类胡萝卜素色素发生氧化作用。虽然磷脂的色素固定作用并不特别灵敏，但铁路罐车或载重汽车装运的大豆油，在卸货之前加热融化，毛大豆油中的磷脂的色度会大大变深。加热盘管应尽量避免使用高压蒸汽，而以低压蒸汽或最好是用热水代替高压蒸汽进行加热。油脂基础知识•6.3防止油脂劣变的主要措施•6.3.1毛油罐保持毛油质量的一种实用方法是，油罐的外部涂上铝漆或白漆。这样的油罐，其温度要比刷了里漆的油罐低11℃之多。精炼的成功部分取决于毛油原料的质量是否均一，因此，毛油储罐应有搅拌装置，以允许毛油充分混匀，确保质量均一。加热盘管或冷却盘管泄露出来的水能污染储藏在油罐中的成品油，而油中的水分能促进油脂水解作用的发生，在储藏温度较高时尤为显著，因此，必须妥善维修好盘管。肥皂和助氧化金属在高温下能大大促进氧化作用，故散装储藏的油脂不宜遭受过热，为了防止产生过热，成品油储罐需安装自动温度控制器。油脂基础知识•6.3.2温度控制加热会加速大气氧与食用油的反应，装卸油脂的经验规律是，保持油脂的温度不高于油脂可方便地进行泵送的温度。比如棕榈油一般在32～40℃之间储藏和运输，以防产生过热情况；棕榈油的装卸温度控制在50～55℃，棕榈油加热过程控制升温速度，最高为5℃/24h。散装储藏系统应设计成仓库最大周转时间为2～3星期，或在产品的储藏寿命内，新运来的油脂应尽量避免与原来储存的油脂混合，可加速新油脂的变质作用。油脂基础知识•6.3.3抗氧化剂•预防措施对产品稳定和防止氧化变质非常有用。添加抗氧化剂：3—叔丁基—4—羟基—茴香醚（BHA）、3，5—二