1、本科毕业设计(20_届)山茶油脂肪酸组成分析及精制工艺的初步研究所在学院专业班级食品科学与工程学生姓名学号指导教师职称完成日期年月2目录1引言22材料与设备321实验材料322主要试剂323主要仪器与设备43方法431脂肪酸组成分析4311脂肪酸甲酯的制备4312脂肪酸甲酯的气相色谱分析432质量指标5321黄曲霉毒素B15322酸价5323过氧化值5324碘价633精制工艺6331工艺流程6332工艺要点63321脱胶63322脱酸63323水洗73324脱水73325脱色74结果与分析741脂肪酸组成分析742质量指标9421黄曲霉毒素B19422酸价10423过氧化值11424碘价114
2、3精制工艺12431脱胶工艺的研究12432脱酸工艺的研究13433脱色工艺的研究13434精制成品油与毛油、脱酸油的品质比较155结论15致谢错误未定义书签。参考文献17附录错误未定义书签。摘要山茶油是一种天然、健康、营养价值高的优质食用植物油。本文对山茶毛油的脂肪酸组成、质量指标和精制工艺进行了初步研究,结果表明(1)山茶毛油由油酸、亚油酸、亚麻酸、花生一烯酸等4种不饱和脂肪酸和棕榈酸、硬脂酸等2种饱和脂肪酸组成,其中不饱和脂肪酸含量非常高,占总脂肪酸的90多,尤其油酸含量竟高达到8253;(2)山茶毛油的黄曲霉毒素B1含量为0523G/KG,酸价为684MG/G,过氧化值为1156MMO
3、L/KG,碘价为83G/100G,与国标比较,酸价和过氧化值偏高;(3)山茶毛油的精制工艺条件为加10NAOH溶液脱酸;用25的沸石在100下脱色30MIN,经离心分离得到精制成品油,在酸价和色泽等品质上得到很大改善。关键词山茶油;质量指标;脂肪酸;精制工艺ABSTRACTCAMELLIAOILISANATURAL,HEALTHYEDIBLEVEGETABLEOILOFHIGHQUALITYANDNUTRITIONALVALUETHEFATTYACIDCOMPOSITION,QUALITYINDEXESANDREFININGTECHNOLOGYOFCRUDECAMELLIAOILARERESE
4、ARCHEDPRELIMINARILYINTHISPAPERTHERESULTSINDICATEASFOLLOWS1CRUDECAMELLIAOILISCOMPOSEDOF4KINDSOFUNSATURATEDFATTYACIDS,SUCHASOLEICACID,LINOLEICACID,LINOLENICACIDANDARACHIDONICACID,ETC,AND2KINDSOFSATURATEDFATTYACIDS,SUCHASPALMITICACID,STEARICACID,ETCITISRICHINUNSATURATEDFATTYACIDS,WHICHAREMORETHAN90OFTO
5、TALFATTYACIDSINPARTICULAR,THECONTENTOFOLEICACIDREACHES8253UNEXPECTEDLY2THECONTENTOFAFLATOXINB1OFCRUDECAMELLIAOILIS0523G/KG,ACIDVALUE684MG/G,PEROXIDEVALUE1156MMOL/KG,IODINEVALUE83G/100GCOMPAREDWITHTHENATIONALSTANDARD,ACIDVALUEANDPEROXIDEVALUEARETOOHIGH3THEREFININGCONDITIONOFCRUDECAMELLIAOILIS10NAOHSO
6、LUTIONTOREMOVEACIDSANDZEOLITEADDEDASMUCHAS25OFTHEQUALITYOFCRUDEOIL,BLEACHINGFOR30MINUNDER100COMPAREDWITHCRUDEOIL,THEQUALITYOFTHEREFINEDCAMELLIAOILMANUFACTUREDBYTHECENTRIFUGALSEPARATIONIMPROVESGREATLYINACIDVALUEANDCOLORKEYWORDSCAMELLIAOILQUALITYINDEXESFATTYACIDREFININGTECHNOLOGY1引言山茶油又名油茶籽油、茶油、清油等1,是
7、油茶树种子茶籽经压榨或浸提得到的,是我国最古老的木本食用植物油之一。茶油可谓是各种食用油之冠,具有微量营养成分合理、防癌等特点,由于自然生长在山区,无化肥、农药污染,比草本油,如花生油等具有更好的品质,国际粮农组织已经将其列为重点推广的健康食用油2。可与目前世界上公认的保健油橄榄油相媲美,享有“东方橄榄油”、“油中之王”、“长寿油”等诸多美誉。茶油是一种淡黄色或棕色澄清状液体3,并具有茶油固有的气味和滋味。茶油中含油脂约85,游离脂肪酸和不皂化物为14左右4,其理化性质与橄榄油相似,如表15所示。表1茶油与橄榄油的理化性质TABLE1THEPHYSICOCHEMICALPROPERTIESOF
8、CAMELLIAOILANDOLIVEOIL指标或组成茶油橄榄油碘值83898088皂化值193196188196折光指数(25)1467146914681470脂肪凝固点51037不皂化物05090515密度(2040)KG/L091210917509100915VEMG/KG51075070190与其他食用植物油相比,茶油具有以下优点(1)茶油的烟点高,热稳定性好,烹饪时油烟污染少,且不易因油温的升高和重复使用而产生对人体有害的物质,是一种理想的烹饪油;(2)与橄榄油一样,亚油酸含量少,碘值较低,不易氧化;(3)凝固点低,0时还能保持液体状态;(4)茶油中不含芥酸、山嵛酸等难以消化吸收组分
9、,食用后易消化,吸收率高;(5)茶油中含有丰富的维生素E,其亚油酸的含量比例适合人们日常饮食所需的油脂,从而不会引起肥胖症;(6)茶油富含生理活性物质甾醇、生育酚和角鲨质等,还含有橄榄油中所没有的特定生理活性物质山茶苷、山茶皂苷和茶多酚等2,4。山茶苷有强心作用,山茶皂苷有溶血栓作用,而茶多酚则具有降低胆固醇、预防肿瘤等多种功能6。茶油主要由油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸和棕榈酸等饱和脂肪酸组成,其脂肪酸组成比例与橄榄油接近,其中不饱和脂肪酸油酸、亚油酸和亚麻酸的含量在83以上4。茶油最大的特点是单不饱和脂肪酸油酸含量是所有植物油中最高的7。其主要成分为三油酸甘油酯,有益于防治心脑血管、肥胖等诸多
10、富贵病,提高人体免疫力及增进胃肠道的功能,有益智力发育,几乎适用所有人群8。茶油不仅营养价值高,还具有很丰富的应用价值。除食用、药用的用途外,山茶油在东方用于传统美容用途以保护皮肤和头发的健康,已有很长历史。研究表明,山茶油可以诱导型胶原合成,具有高保湿效果,使用安全,可能可以作为抗皱剂以控制皮肤老化9。另外,茶籽油可用于生产人造奶油10、起酥油、凉拌油、蛋黄酱等多种用途油脂食品。长期以来,我国茶油是以机械压榨和溶剂浸提两种方法生产的毛油为主导产品。茶油毛油未经物理化学处理,含有皂素、机械杂质、色素、烃类、醛类、酮类、游离脂肪酸、水、糖类及其衍生物、蛋白质及其降解物、有机醇及成份复杂的树脂类物
11、质等,不仅色泽深、口感差、营养价值低,而且易酸败,影响贮藏的稳定性,且对人体健康不利,应用范围受到限制3。因此,很有必要对山茶油进行精制,以改善其品质。我国是世界上山茶科植物分布最广的国家,是世界上最大的油茶生产基地,以湖南最多,除此之外,只有东南亚、日本等国有极少量的分布11。油茶在我国栽培历史逾两千年,现在世界上将其作为食用油料树种栽培的也只有中国12。目前我国油茶林约为400万HM2,主要分布在南方的湖南、江西、广西、浙江、福建、安徽和贵州等省区,占全国木本油料面积的80以上,年产油茶籽60余万吨4,油茶籽中含油脂2639,因此是我国主要的油料作物之一。相对其他品种食用油,当前我们国家对
12、山茶油的生产开发还处于初步阶段,全年生产总量稳定在15万吨,约占食用油市场的1以上,还没有成熟的中国品牌的山茶油产品。近几年来越来越多的学者专家对山茶油进行研究,其特有的性质不断被人们发现13。随着科技的进步和研究的深入,山茶油定能得到进一步的开发利用。本文主要研究了山茶油的脂肪酸组成,黄曲霉毒素B1、酸价、过氧化值、碘价等质量指标和脱胶、脱酸、脱色等精制工艺,希望能为山茶油的生产应用提供一些帮助。2材料与设备21实验材料常林3号山茶毛油,采用压榨法提取,2010年10月购于温州市文成县东溪乡。22主要试剂酶联免疫测定试剂盒/上海沪尚生物科技有限公司沸石食品级青岛玉洲化工有限公司一氯化碘分析纯
13、国药集团化学试剂有限公司冰醋酸分析纯国药集团化学试剂有限公司正己烷分析纯国药集团化学试剂有限公司可溶性淀粉分析纯国药集团化学试剂有限公司甲醇分析纯国药集团化学试剂有限公司氢氧化钠分析纯兰溪市屹达化工试剂有限公司盐酸分析纯兰溪市六洞山化工试剂厂硫代硫酸钠分析纯天津市福晨化学试剂厂碘化钾分析纯天津博迪化工股份有限公司正己烷色谱纯天津市化学试剂研究所环己烷分析纯宜兴市第二化学试剂厂氯化钠分析纯江苏强盛化工有限公司无水硫酸钠分析纯上海凌峰化学试剂有限公司三氟化硼乙醚分析纯上海展云化工有限公司氢氧化钾分析纯浙江中星化工试剂有限公司无水乙醇分析纯浙江中星化工试剂有限公司磷酸分析纯宁波化工二厂乙醚分析纯杭州
14、高晶精细化工有限公司三氯甲烷分析纯杭州高晶精细化工有限公司23主要仪器与设备酶标测定仪南京华东电子集团医疗装备有限责任公司DNP9162型电热恒温培养箱上海精宏实验设备有限公司DHG9070A型电热恒温鼓风干燥箱上海精宏实验设备有限公司DKS22型电热恒温水浴锅上海精宏实验设备有限公司电子万用炉楚水电热电器厂SHBA循环水式多用真空泵陕西太康生物科技有限公司旋转蒸发器水浴槽上海青浦沪西仪器厂恒温循环器北京四环科学仪器厂BP221S电子天平赛多利斯科学仪器(北京)有限公司台式高速冷冻离心机THERMOSCIENTIFIC(德国)WFZUV4802H双光束紫外可见分光光度计龙尼科(上海)仪器有限公
15、司GC3010A型气相色谱仪上海上计群力分析仪器有限公司3方法31脂肪酸组成分析311脂肪酸甲酯的制备称取015G左右油样,加5ML20KOH甲醇溶液,85水浴1H,冷却至常温,用6MOL/LHCL调至中性偏酸性,用5ML正己烷萃取3次,移至大试管,加水至满(水层在下,油层在上),静置5MIN,油层经无水NA2SO4过滤和正己烷冲洗(10ML分两次)转移至旋管,旋转蒸发。旋转蒸发产物冷却后加三氟化硼乙醚络合物甲醇溶液2ML,85水浴2MIN,用正己烷萃取2次,加水至满,静置5MIN,油层经无水NA2SO4过滤和正己烷冲洗(10ML分两次)转移至旋管,旋转蒸发,蒸发完毕后加2ML正己烷(色谱纯)
16、和一匙无水NA2SO4,取上清液于样品瓶用于气相检测。312脂肪酸甲酯的气相色谱分析气相色谱分析条件为采用PEG20M石英毛细管分析柱30M032MM05M;检测器氢火焰离子化检测FID;柱温200,进样器240,分流比110,进样量1L;采用外标法进行定量分析,标准脂肪酸和碳数分布规律相结合进行定性分析。操作时,要注意调节合适的气流量,选择合适的分流比。实验结束时,要等柱温降至100以下时,方可关机。32质量指标321黄曲霉毒素B1试剂平衡将试剂盒于室温中放置15MIN以上,平衡至室温。小孔编号根据实验需要截取相应孔数放置反应板框架上。设定1号孔为仪器调零孔,27号孔为AFB1标准对照孔,其
17、余孔为样品孔。洗涤每孔加入250L左右洗涤液,洗涤液不得溢出,放置1MIN后,甩掉洗涤液,在吸水纸上拍干,重复洗板一次。反应组成按下列步骤所示(见表2),依次加入配置好的溶液及待测样液。第一步,1号孔加入50LA试剂(样品稀释液),27号孔分别加入系列的B试剂(AFB1标准溶液0,01,025,05,1,2NG/ML)50L,其余孔加入相应的待测样液。第二步,1号孔加入50LD试剂(酶标抗原稀释液),其余各孔均加入50LC试剂(酶标抗原溶液)。第三步,轻轻地振摇,使各孔中的反应物混匀。表2反应物组成TABLE2REACTANTCOMPOSITION操作次序加入量孔号12345678150LA0
18、010250512待测样液250LDCCCCCCC3混匀反应将反应板放入37恒温培养箱中孵育30MIN。洗涤取出反应板,用力甩掉反应液,拍干。每孔加入250L左右洗涤液,洗涤液不得溢出,放置2MIN后,甩掉洗涤液,在吸水纸上拍干,重复洗板4次。显色每孔分别加入F试剂(显色底物液A)和G试剂(显色底物液B)各50L,摇匀,将反应板放入37恒温培养箱中显色15MIN。终止与仪器测定每孔分别加入H试剂(终止液)50L,摇匀后用酶标测定仪(或黄曲霉毒素B1专用测定仪)在450NM波长处测定各孔的吸光度A值。322酸价称取25G左右的山茶油装入250ML锥形瓶中,加入50150ML预先中和过的混合溶剂,
19、充分摇匀,使之溶解,用氢氧化钾标准溶液边摇动边滴定,直至溶液颜色发生变化并且保持15S不褪色,即为滴定终点14。323过氧化值精称200G左右的山茶油于碘价瓶中,加入三氯甲烷与冰醋酸等量混合液30ML,使之溶解,加入饱和碘化钾溶液1ML,混匀后加塞静止暗处5MIN,加100ML蒸馏水稀释,用001MOL/LNA2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入1的淀粉指示剂1ML,继续滴定至无色,即为终点。同时做空白实验。注意淀粉指示剂一定不能过早加入,否则吸附碘形成蓝色络合物,解析不完全,影响滴定结果。324碘价根据毛油预估的碘值,精确称取0200G左右样品于玻璃称量皿中。将盛有试样的称量皿放入500ML锥形
20、瓶中,加入20ML环己烷和冰乙酸等体积混合液溶解试样,用移液管准确加入25ML韦氏试剂,塞好塞子,摇匀后将锥形瓶置于暗处1H。到达规定的反应时间后,加20ML碘化钾溶液和150ML水。用标定过的硫代硫酸钠标准溶液滴定至碘的黄色接近消失。加几滴淀粉溶液继续滴定,一边滴定一边用力摇动锥形瓶,直至蓝色刚好消失。同时做空白溶液的测定15。33精制工艺331工艺流程皂角毛油脱胶脱酸分离水洗脱水脱色离心成品油332工艺要点3321脱胶茶油的胶质主要是指磷脂、蛋白质胶状物的混合物及其它杂质,而磷脂会影响脱臭和在水蒸气蒸馏过程中的脱色,还能与金属离子螯合,增加氧化过程,影响油的稳定性,为了得到符合要求的茶油产
21、品,必需进行脱胶工艺处理16。茶油脱胶是利用胶溶性杂质的亲水性和在介质如磷脂酶和酸性等条件下,将非水溶性胶质NHP转化为水溶性胶质的原理,使胶溶性杂质吸水膨胀,凝聚并分离出来。本实验用压榨法制得的山茶毛油品质较好,不需进行预处理,既可进行脱胶。脱胶的方法一般有水化脱胶和酸化脱胶2。3322脱酸油脂在有水条件下,在酸、碱、加热或酶作用下会发生水解,释放出游离脂肪酸,导致油脂烟点降低。另外,游离脂肪酸不如甘油酯稳定,会导致油脂更快地氧化酸败,且口感差,对人体健康不利。因此,为提高油脂的品质和保存性,必须用碱进行脱酸处理,降低游离脂肪酸含量17。脱酸是油脂精制过程中最关键的阶段,是通过加碱中和游离脂
22、肪酸含量的过程4,因此又称此过程为碱炼。碱炼同时可去除部分磷脂、色素等杂质,对黄曲霉素也有破坏作用17。碱浓度、加碱时间、温度、搅拌速度与毛油质量等对碱炼效果都有很大的影响。碱液过稀易出现乳化现象,过浓中性油损耗大,而且酸值还是很高;加碱时间控制在一定范围内,加完碱后继续搅拌一段时间,使其充分反应,中和反应完毕再提高油温,以利于油皂分离,升温速度要快18;中和温度过高会促进油脂的皂化反应;搅拌速度过快,易造成油的乳化,搅拌速度太慢,游离酸不能和碱液发生充分的反应,皂脚生成不完全4。通过加入碱的方法,使游离脂肪酸皂化形成水溶性盐再经过水洗将其除去,实际操作中还需加入一定量的超量碱,一般为0203
23、,以便碱炼尽量完全。实际用碱量的计算方法如下先算出理论用碱量,理论用碱量AV400/564M19。式中AV代表毛油的酸值MG/G;M为毛油的质量G;40和564代表NAOH和KOH的分子量。本试验以油重的025为超碱量计算实际用碱量,将理论用碱量和超碱量带入公式“实际碱量理论用碱量M超碱量”中。根据计算的实际用碱量分别配成5、10、20、50的NAOH溶液。3323水洗为了除去茶油中残存的碱液和皂脚,必须用软水对碱炼山油进行水洗。将脱酸油水浴加热至85,用同温或温度稍高的软水洗涤23次,软水用量为油重的101519,洗涤过程中进行慢速搅拌。当排除的水遇酚酞液不变红时,表明油中的碱液与皂脚已完全
24、洗干净,成为合格的脱酸油。水随温度的升高密度变化小,而油随温度升高密度变化大,温度高利于油、水分离;但温度过高,由于水变成水蒸汽而会影响分离效果。由于油水互不相溶,采用搅拌的方式增大油水接触面积3。水洗时,水温要等于或略高于油温,不能相差悬殊,否则将发生乳化现象,油水难以分离增加炼耗。加水时喷淋比直射好,因水比油重,直射往往有的水尚未起到洗涤作用就迅速下沉。每次洗涤废水要放尽,否则影响下次水洗20。3324脱水充分脱水和减少脱水时间是防止氧化和降低能耗的重要途径3。采用真空脱水干燥在真空度为0085MPA、温度为7080的条件下,旋转蒸发至脱酸油的质量不再发生变化。此真空干燥过程在脱水的同时还
25、起到部分脱臭的作用。3325脱色油脂中含有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等色素,色素会影响油脂的外观,同时叶绿素是光敏剂,会影响油脂的稳定性,所以要脱除。脱色除了脱除油脂中的色素物质外,还同时除去了残留的磷脂、皂角以及油脂氧化产物,提高了油脂的品质和稳定性17。脱色前先活化吸附剂,本试验以沸石为吸附剂,将沸石放在150烘箱中烘2H,烘好后将其置于干燥器中冷却21;然后在烧杯中,加入20G毛油,水浴至一定温度,然后在烧杯中加入一定量沸石,立即搅拌,控制速率在300RPM左右,一定时间后停止搅拌并在10000R/MIN下离心15MIN,取上层脱色油,用分光光度计测定其在520NM处的吸光度。脱色时应注意
26、防止油脂氧化。4结果与分析41脂肪酸组成分析本试验采用气相色谱法分析了脂肪酸标准品和山茶毛油,脂肪酸标准品的气相色谱图如图1所示,山茶毛油气相色谱图如图2所示,山茶毛油脂肪酸组成及含量见表3。图1脂肪酸标准品的气相色谱图FIGURE1THEGASPHASECHROMATOGRAMOFFATTYACIDSTANDARDPRODUCT图2山茶毛油气相色谱图FIGURE2THEGASPHASECHROMATOGRAMOFCRUDECAMELLIAOIL注从左到右依次为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生一烯酸。表3山茶毛油的脂肪酸组成及其含量TABLE3THEFATTYACIDCOMPOSIT
27、IONANDCONTENTOFCRUDECAMELLIAOIL项目成分脂肪酸含量饱和脂肪酸棕榈酸C160768饱和脂肪酸硬脂酸C180177不饱和脂肪酸油酸C1818253不饱和脂肪酸亚油酸C182751不饱和脂肪酸亚麻酸C183010不饱和脂肪酸花生一烯酸C201041从表3中可以看出,山茶油中的脂肪酸种类少,共有6种,主要由油酸、亚油酸、亚麻酸、花生一烯酸等不饱和脂肪酸和棕榈酸、硬脂酸等饱和脂肪酸组成,其中的不饱和脂肪酸含量非常高,占总脂肪酸的90多,尤其是油酸,含量竟高达8253。油酸是一种优质、安全的脂肪酸,容易被人体吸收,不易氧化沉积于体内,抗氧化效果比多不饱和脂肪酸好,可有效地预防
28、和治疗冠心病、高血压等心血管疾病。该茶油中亚油酸、亚麻酸的含量分别751、010,亚油酸和亚麻酸是必需脂肪酸,必需脂肪酸在人体生长和生理活动中不可或缺,只能通过食物摄取4。由上述可见,山茶油是一种优良的疗效性保健油脂,具有非常高的营养价值,不愧于“东方第一油”、“东方橄榄油”等美称。GB117652003油茶籽油中规定山茶油主要由饱和脂肪酸和油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸组成,饱和脂肪酸、油酸、亚油酸的含量分别为711、7487、714,本试验结果完全符合GB117652003油茶籽油的要求。该山茶油油酸含量与文献22报道的一致,在783833之间;但脂肪酸组成不完全相同,这可能与茶树的品种、地域
29、、采收季节、储藏方式及制油手段等有关;山茶油的脂肪酸组成及含量与橄榄油22较为接近,二者不饱和脂肪酸的含量都非常高,尤其是油酸的含量;与花生油、菜籽油22等普通食用植物油相比,山茶油的脂肪酸组成比例更为合理,营养价值更高。42质量指标421黄曲霉毒素B1本试验采用酶联免疫法测定山茶毛油中的黄曲霉毒素B1,黄曲霉毒素B1标准溶液的数据如表4所示。将系列AFB1标准溶液(0,01,025,05,1,2NG/ML)测得的吸光度A值绘成标准曲线,如图3所示。表4黄曲霉毒素B1标准溶液的数据TABLE4THEDATAOFAFLATOXINB1STANDARDSOLUTION孔号AFB1标准液浓度CNG/
30、ML吸光度A值LGC校正值A标准液/A0NG/ML1空白液0434/202195/1761/3011717112837286402512810600847481050510880300654371461095700523297072079500303612050Y03891X02919R20959001020304050607081210806040200204LGCA/A0图3黄曲霉毒素B1标准曲线图FIGURE3THESTANDARDCURVEOFAFLATOXINB1注横坐标为标准溶液浓度的常用对数值(LGC),纵坐标为各标准液孔A值与0NG/ML标准液孔的A值的比值(A标准液/A0NG
31、/ML)。经测定,空白液和山茶油样品液的吸光度A值分别为0105和1524,计算样品孔A值与A0NG/ML的比值(A样品/A0NG/ML),查图3的标准曲线图可得到相应待测溶液浓度(C)常用对数值LGC,对其求反对数,可得到样品的AFB1浓度C。再按下列公式计算AFB1含量NG/GCV/MD式中C待测样液中AFB1含量(NG/ML;V样品提取液体积(ML,M为样品质量(G);D样品稀释倍数,等于2。计算结果为山茶油毛油中黄曲霉毒素B1的含量为0523G/KG,GB27162005食用植物油卫生标准中规定除花生油以外的其他食用油中黄曲霉毒素B1含量应小于或等于10G/KG,0523G/KG远远小
32、于10G/KG,所以此山茶油毛油中的黄曲霉毒素B1没有超标。422酸价酸价是指中和1克油脂中游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数,用MG/G表示。本试验对采购的山茶毛油酸价及避光储藏于阴面实验室柜子里的山茶毛油酸价进行了分析,结果如表5所示。表5酸价TABLE5ACIDVALUE测定时间酸价(MG/G)20101286842011322730GB117652003油茶籽油中规定油茶籽原油,即山茶毛油,其酸价不得超过40MG/G。从表5显而易见,该山茶毛油酸价偏高。酸价是反映油脂中游离脂肪酸含量的指标,说明该山茶毛油水解酸败厉害。游离脂肪酸不仅会降低油脂烟点,加速山茶油的氧化酸败,而且口感差,对人体健
33、康不利,需要进行脱酸处理。约三个月半后,酸价增大了046MG/G,变化幅度小,说明以此方式贮藏山茶毛油酸价变化不大。423过氧化值过氧化值POV是指1KG油脂中所含过氧化物的毫摩尔数。油脂氧化过程中产生过氧化物,过氧化物不稳定,易分解,氧化程度很深的物质,单纯由过氧化值不能全面反映油脂酸败程度。过氧化值宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。同样,本试验在前后间隔约14个星期的时间里两次测定了山茶毛油的过氧化值,结果如表6所示。在此期间,山茶毛油避光储藏于阴面实验室的柜子里。,表6过氧化值TABLE6PEROXIDEVALUE测定时间过氧化值(MMOL/KG)20101215115620113231
34、285GB117652003油茶籽油中规定山茶毛油的过氧化值不得超过75MMOL/KG,由表6明显可见,该山茶毛油的过氧化值偏大,说明它受氧化程度高。前后两次间隔约14个星期分别测定过氧化值,过氧化值增大了129MMOL/KG,变化幅度小,说明以此方式贮藏山茶毛油过氧化值变化不大。424碘价碘价是指在一定条件下每100G油脂吸收碘的克数。碘价是衡量油脂中所含脂肪酸不饱和程度的指标。碘价高,则不饱和键多,容易被氧化而引起油脂的酸败变质23。碘价下降,说明不饱和键减少,油脂发生了氧化。对山茶毛油的碘价进行了测定,结果为83G/100G,与文献5报道的山茶油碘价为8389G/100G相一致,也符合G
35、B117652003油茶籽油中规定的碘价为8389G/100G的要求。质量指标是是反映油脂品质及其变化的重要指标。从测得的质量指标可以看出,该山茶毛油品质良好,黄曲霉毒素B1含量、碘价分别符合GB27162005食用植物油卫生标准和GB117652003油茶籽油,但酸价与过氧化值偏高,因此需进行脱酸处理并采取一些阻止或延缓油脂氧化的措施。将山茶毛油避光贮藏于阴面实验室的柜子里,随时间延长,山茶毛油的酸价和过氧化值上升幅度小,说明山茶毛油在一定条件下品质较为稳定,贮藏性好。43精制工艺431脱胶工艺的研究对4种不同的脱胶工艺进行了研究,从感官上比较分析不同脱胶工艺的脱胶效果。脱胶工艺如表7所示,
36、脱胶效果的比较如表8所示。表7不同脱胶工艺TABLE7DIFFERENTDEGUMMINGTECHNOLOGY操作次序脱胶工艺1称取20G油样,预热至302加入0203磷酸/加入0203磷酸/3/加入160的蒸馏水加入160的蒸馏水加入160的浓度为15的食盐水4/混合后升至80混合后升至80混合后升至805搅拌20MIN搅拌30MIN,冷却至室温搅拌30MIN,冷却至室温搅拌30MIN,冷却至室温6离心30MIN,转速为10000R/MIN表8不同脱胶工艺的脱胶效果比较TABLE8THECOMPARISONOFDIFFERENTDEGUMMINGTECHNOLOGY脱胶工艺现象效果有少许的白
37、色沉淀第二有稍多的白色沉淀最佳有极少的白色沉淀第三几乎无白色沉淀最差如表8所示,脱胶工艺的脱胶效果最好,脱胶工艺的脱胶效果最差,结合表7,说明蒸馏水的脱胶效果比食盐水好。不同脱胶工艺脱胶效果不同,宜采用脱胶工艺,即取一定量油样,预热至30,加入1预热至60的蒸馏水,混合后再将温度升至80并搅拌30MIN,冷却至室温后离心,离心转速为10000R/MIN,离心时间为30MIN。从表8中可以看出,山茶毛油中脱除的胶质量很少。而且在脱酸、脱色的过程中也会脱除部分磷脂等胶质,因此也可不经过脱胶工艺,直接脱酸处理。有文献24报道,与其他油脂相比,茶油中的胶质含量不高,一般不需单独的脱胶工序,这与本试验的
38、研究结果一致。432脱酸工艺的研究采用不同浓度的NAOH溶液对山茶油进行脱酸,以筛选出最佳的碱炼浓度,结果如表9所示。表9不同碱液浓度脱酸后山茶油的比较TABLE9THECOMPARISONOFCAMELLIAOILAFTERDEACIDIFICATIONWITHDIFFERENTALKALICONCENTRATIONNAOH溶液浓度炼后油重(G)精炼率()酸价(MG/G)过氧化值MMOL/KG5221473800315236102387795702315742025428473036407550234878270741557从表9可以看出,随着碱液浓度的增加,精炼率在NAOH溶液浓度为20时
39、最大,浓度继续增大,精炼率反而又会下降;用5、10、20、50的NAOH溶液脱酸后,酸价大大下降,从730MG/G分别降低为031MG/G、023MG/G、036MG/G、074MG/G,均符合GB117652003油茶籽油中一级压榨成品油茶籽油酸价不超过10MG/G的要求,脱酸效果好,但在NAOH溶液浓度为5和20时,过氧化值大幅度上升,油脂氧化严重,故综合考虑,用浓度10的NAOH溶液碱炼最好,此时精炼率相对较高,酸价最低,且过氧化值上升幅度相对较小。试验中发现,碱液过稀(浓度为5时)易出现乳化现象且中性油损耗大,油脂氧化严重;碱液过浓(浓度为50时)脱酸效果差,酸价还是很高,因此将碱液浓
40、度控制在10左右较为适宜。433脱色工艺的研究以沸石为吸附剂,对山茶毛油进行脱色工艺研究。通过单因素试验确定脱色正交试验因素及水平,如表10所示,脱色正交试验结果和方差分析分别如表11、表12。表10脱色正交试验因素及水平TABLE10ORTHOGONALEXPERIMENTALFACTORSANDLEVELSOFBLEACHING水平因素沸石用量A()脱色温度B()脱色时间C(MIN)1259020230952533510030表11脱色正交试验结果TABLE11THEORTHOGONALTESTRESULTOFBLEACHING试验号空列沸石用量A脱色温度B脱色时间CMIN吸光度11111
41、0183212220179313330067421230088522310174623120172731320083832130114933210172K10429035404680528K20435046804380435K30369041103240270K10143011801560176K20145015601460145K30123013701080090极差R0022003800480086因素主次CBA优方案C3B3A1表12L934脱色试验方差分析表TABLE12THEANALYSISOFVARIANCEOFL934BLEACHINGTEST差异源SSDFMSF显著性(010)
42、A0002200012B0004200024C00122000612误差0001200005总和00198(1)由表11的分析结果可知,3个影响因素中对脱色效果影响最大的是脱色时间,其次是脱色温度,影响最小的是脱色剂沸石用量,最佳的脱色条件为C3B3A1,即沸石用量25,脱色温度100,脱色时间30MIN。(2)由表12的方差分析结果可知,在显著性水平010时,脱色时间对脱色效果有显著影响,脱色温度和沸石用量对脱色效果的影响不显著。(3)以最优方案对山茶毛油进行脱色处理,用紫外分光光度计测得吸光度为0044,又测得山茶毛油的吸光度为0188,计算最优方案的脱色率。脱色率的计算公式21如下脱色率
43、(A0A1)/A0100式中A0山茶油毛油的吸光度,A1脱色油的吸光度。经计算得,脱色率为766,脱色效果良好。434精制成品油与毛油、脱酸油的品质比较向山茶毛油加10NAOH溶液脱酸,水洗、脱水后,用25的沸石在100下脱色30MIN,经离心分离得到精制成品山茶油,测定其酸价和过氧化值,并比较精制成品油与毛油、脱酸油的酸价和过氧化值,如表13所示。表13精制成品油与毛油、脱酸油的品质比较TABLE13THEQUALITYCOMPARISONOFREFINEDCAMELLIAOIL,CRUDEOILANDOILAFTERDEACIDIFICATION酸价过氧化值吸光度毛油730MG/G1285
44、MMOL/KG0188脱酸油(水洗、脱水后)023MG/G1574MMOL/KG/成品油0073MG/G1400MMOL/KG0044从表13可以看出,成品油与脱酸油相比,酸价从023MG/G下降到0073MG/G,过氧化值从1574MMOL/KG下降到1400MMOL/KG,说明脱色工艺不仅可以改善色泽,而且可以降低酸价和过氧化值,提升山茶油品质。成品油与毛油相比,酸价大大降低,由730MG/G降低到0073MG/G,符合GB117652003油茶籽油中一级压榨成品油茶籽油酸价不超过10MG/G的要求;过氧化值有所上升,GB117652003油茶籽油中规定一级压榨成品油茶籽油的过氧化值不得超
45、过60MMOL/KG,二级压榨成品油茶籽油的过氧化值不得超过75MMOL/KG,过氧化值不满足国标要求;色泽变浅,吸光度由0188减小到0044,脱色率为766,但从总体上来说,山茶油精制后品质得到很大改善,主要体现在胶质含量减少,酸价大大降低,色泽变浅,更清透明亮。5结论(1)山茶油营养价值丰富,主要由油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸和棕榈酸、硬脂酸等饱和脂肪酸组成,其中的不饱和脂肪酸含量非常高,占总脂肪酸的90多,尤其是油酸,含量竟高达8253;本试验测得的山茶油油酸含量与文献22报道的一致,在783833之间;但脂肪酸组成不完全相同,这可能与茶树的品种、地域、采收季节、储藏方式及制油手段等有关
46、;山茶油的脂肪酸组成及含量均与橄榄油十分接近;山茶油的营养价值大大高于普通食用植物油。(2)本试验所用山茶毛油品质良好,其黄曲霉毒素B1含量为0523NG/G,前后两次酸价分别为684MG/G、730MG/G,过氧化值分别为1156MMOL/KG、1285MMOL/KG,碘价为83G/100G;随时间延长,山茶毛油的酸价和过氧化值上升幅度小,说明山茶毛油在本试验的贮藏条件下品质较为稳定,贮藏性好。黄曲霉毒素B1含量和碘价符合国标标准,但酸价和过氧化值超标。(3)初步确定最佳精制工艺为山茶毛油中胶质含量很少,可不经过脱胶工艺,直接脱酸处理;采用10的NAOH溶液脱酸,超碱量为0203,同时低温慢
47、速搅拌;将脱酸油加热至85,用同温或温度稍高的软水洗涤后真空脱水干燥;最后在最佳脱色工艺条件下(沸石用量为25、脱色温度为100,脱色时间为30MIN)脱色,经离心分离得成品山茶油。(4)精制成品油与毛油相比,胶质含量减少,酸价大大降低,由730MG/G降低到0073MG/G,过氧化值有所上升,色泽变浅,吸光度由0188减小到0044,脱色率为766,更清透明亮,总体上品质得到很大改善。由于时间所限,本试验对山茶油精制过程中油脂氧化的控制问题来不及研究,应进一步探索完善精制工艺,阻止或延缓山茶油的氧化,全面提升精制山茶油的品质。参考文献1曹国锋,邬冰,钟守贤茶叶籽油、油茶籽油与茶树油的区别J中
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