硅胶在米糠毛油脱胶中的应用_袁仁康.pdf

2 0 2 3,N o.2 粮油深加工及食品9 收稿日期:2 0 2 3-0 1-2 2;修回日期:2 0 2 3-0 3-0 6基金项目:湖北省技术创新重大专项(2 0 1 9 A B A 1 0 5)。作者简介:袁仁康(1 9 9 7-),男,研究生,主要研究方向为油脂精深加工技术。通讯作者:李 冰(1 9 7 0-),男,高级工程师,主要研究方向为油脂加工技术、工程设计。d o i:1 0.7 6 3 3/j.i s s n.1 0 0 3-6 2 0 2.2 0 2 3.0 2.0 0 3硅胶在米糠毛油脱胶中的应用袁仁康1,李 冰2,贺军波1,齐玉堂1,张维农1(1.武汉轻工大学,湖北 武汉 4 3 0 0 2 3;2.国粮武汉科学研究设计院有限公司,湖北 武汉 4 3 0 0 7 9)摘 要:利用硅胶对米糠毛油进行吸附脱胶,研究柠檬酸添加量、硅胶添加量、吸附温度及吸附时间对脱胶效果的影响,通过单因素及正交实验得到硅胶吸附脱胶的最佳条件:柠檬酸添加量0.2 0%、硅胶添加量6%、吸附温度5 0、吸附时间3 0m i n,此条件下,米糠油脱磷率可达8 2.2 6%,谷维素含量无明显变化,总生育酚含量有少量损失,总甾醇含量保留8 0%以上。关键词:硅胶;吸附脱胶;米糠油;脱磷率中图分类号:T S 2 0 7 文献标志码:A 文章编号1 0 0 3-6 2 0 2(2 0 2 3)0 2-0 0 0 9-0 4A p p l i c a t i o no f s i l i c ag e l i nr i c eb r a no i l d e g u mm i n gYUANR e n-k a n g1,L IB i n g2,HEJ u n-b o1,Q IY u-t a n g1,Z HAN G W e i-n o n g1(1.W u h a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y,W u h a n4 3 0 0 2 3,C h i n a;2.C h i n aG r a i nS c i e n c eR e s e a r c ha n dD e s i g nI n s t i t u t eC o.L t d,W u h a n4 3 0 0 7 9,C h i n a)A B S T R A C T:S i l i c ag e lw a su s e d f o r a d s o r p t i o nd e g u mm i n go f r i c eb r a no i l,a n d t h e e f f e c t so f t h e a d d i t i o no f c i t r i c a c i d,s i l i c ag e l,a d s o r p t i o nt e m p e r a t u r ea n da d s o r p t i o nt i m eo nt h ed e g u mm i n ge f f e c tw e r es t u d i e d.T h eo p t i m a l c o n d i t i o n so f s i l i c ag e l a d s o r p-t i o na n dd e g u mm i n gw e r eo b t a i n e d t h r o u g hs i n g l e f a c t o r a n do r t h o g o n a l e x p e r i m e n t s.T h e c o n t e n t o f c i t r i c a c i dw a s 0.2 0%,s i l i-c ag e lw a s6%,t h ea d s o r p t i o nt e m p e r a t u r ew a s5 0a n dt h ea d s o r p t i o nt i m ew a s3 0m i n.U n d e rt h e s ec o n d i t i o n s,t h ed e p h o s-p h o r i z a t i o nr a t eo fr i c eb r a no i lc o u l dr e a c h8 2.2 6%,t h ec o n t e n to fo r y z a n o lh a dn oo b v i o u sc h a n g e,t h ec o n t e n to ft o t a l t o-c o p h e r o l h a da l i t t l e l o s s,a n dt h ec o n t e n to f t o t a l s t e r o l r e t a i n sm o r e t h a n8 0%.K E YWO R D S:s i l i c ag e l;a d s o r p t i o nd e g u mm i n g;r i c eb r a no i l;d e p h o s p h o r i z a t i o nr a t e 米糠油,也称稻米油,是从稻米皮和胚中提取出来的油脂。米糠油富含甾醇、谷维素和维生素E,而谷维素是其他植物油没有或者含量很少的活性物质。因此,米糠油具有较强的抗氧化性、降血脂、降低胆固醇等功效,是一种高品质的天然油脂1。米糠油的传统脱胶方法有水化脱胶和酸法脱胶。水化脱胶是利用水化磷脂的亲水性,使水化磷脂吸水膨胀,凝聚并分离出来。该法操作简单,但是毛油中的一些非水化磷脂不易被脱除。酸法脱胶是添加一些酸如磷酸、草酸、柠檬酸等,将毛油中的非水化磷脂转化成水化磷脂,再加水使磷脂吸水膨胀,凝聚并分离出来。该法脱胶效果较好,是工业生产中应用最广泛的脱胶技术2-4。吸附脱胶的原理是利用对磷脂有较强结合能力的吸附材料来进行脱磷,吸附脱胶具有很多优点,比如能量消耗低且没有废水排放。所用材料对磷脂的吸附性能是此法的关键所在,早期报道的吸附材料有“T r i s y l二氧化硅”和“二氧化硅水凝胶(S o r b s i lR 9 2)”,这些材料是人造非结晶的硅胶体,其硅纯度极高,对皂和磷有较强的吸附能力5-1 0。但是这两种材料价格高,未能大面积推广。刘昌盛1 1用改性的钠基蒙脱土对冷榨菜籽油 进 行 脱 胶 处 理,脱 磷 率 为5 6.4%,刘 翔等1 2用武汉金鸿生物科技有限公司提供的脱磷剂对菜籽油进行吸附脱胶处理,脱胶率为4 6.6%。吸附脱胶无需加水,不需要干燥,既能避免油脚带走油中有益成分,同时又节约能源,应用前景广阔。目前,米糠油的吸附脱胶研究还未见报道。因此,本试验选用价格较低的市购普通硅胶对浸出米糠毛油进行脱胶工艺条件的研究,并辅以柠檬酸改性改善脱胶效果,以期能够有效脱除油脂中磷脂等胶体杂质。1 材料与方法1.1 材料与试剂1 0 袁仁康等:硅胶在米糠毛油脱胶中的应用/2 0 2 3年第2期米糠;硅胶(1 0 02 0 0目),源叶生物科技有限公司;硫酸联氨,阿拉丁试剂有限公司;豆甾醇(纯度9 5%)、谷甾醇(纯度9 8%)、-生育酚(纯度9 8%)、-生育酚(纯度9 4%)和-生育酚(纯度9 8%)标品,百灵威科技有限公司;菜油甾醇(纯度9 8%)标品,上海源叶生物科技有限公司;磷酸二氢钾、氧化锌、钼酸钠、正庚烷、正己烷、无水乙醚、无水乙醇、氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、浓硫酸和抗败血酸均为分析级,甲醇为色谱级,国药集团化学试剂有限公司;柠檬酸,沪试试剂有限公司。1.2 仪器与设备HH-6数显恒温水浴锅,常州荣华仪器制造有限公司;DHG-9 1 4 0 A电热恒温鼓风干燥箱,巩义市予华仪器有限责任公司;旋转蒸发仪,宁波新芝生物科技股份有限公司;H 1 7 5 0 R离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;D F-1 0 1 S集热式恒温加热磁力搅拌器,巩义市予华仪器有限公司;UV-6 1 0 0紫外可见分光光度计,元析仪器;A g e l aT e c h n o l o g i e sH P-Q-P 0 1 0型高效液相色谱仪,天津博纳艾杰尔科技有限公司。1.3 试验方法1.3.1 米糠毛油的制取将米糠均匀铺开,放入5 5烘箱,烘3h。用正己烷 作 为 溶 剂 萃 取 得 到 米 糠 毛 油,浸 出 温 度 为5 0,料 液 比 为15。萃 取 得 到 的 米 糠 毛 油 在50 0 0r/m i n的转速下离心2 0m i n,取上层米糠油作为脱胶试验的原料(磷脂含量为8.9 5m g/g)。1.3.2 米糠油脱胶1.3.2.1 硅胶在米糠油吸附脱胶中的效果以米糠油为原料,考察硅胶添加量对脱胶效果的影响。设定脱胶时间为2 0m i n,脱胶温度5 0,分别加入1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%的硅胶,进行吸附脱胶处理。再比较添加质量浓度为5 0%的柠檬酸水溶液之后,硅胶脱胶的效果。1.3.2.2 柠檬酸添加量对硅胶吸附脱胶效果的影响以米糠油为原料,设定一定的吸附温度、吸附时间和硅胶添加 量,考察柠檬 酸水 溶 液(质 量 浓 度5 0%)添加量(0.1%、0.1 5%、0.2%、0.2 5%、0.3%、0.3 5%)对脱胶效果的影响。1.3.2.3 吸附时间对脱胶效果的影响以米糠油为原料,设定一定的吸附温度、硅胶添加量、柠檬酸添加量,考察吸附时间(1 0、1 5、2 0、2 5、3 0、4 0m i n)对脱胶效果的影响。1.3.2.4 吸附温度对脱胶效果的影响以米糠油为原料,设定一定的吸附时间、硅胶添加量和柠檬酸添加量,考察吸附温度(3 0、4 0、5 0、6 0、7 0)对脱胶效果的影响。1.3.2.5 脱胶正交试验根据单因素试验结果,以脱磷率为考核指标,考察柠檬酸添加量、硅胶添加量、吸附时间和吸附温度对米糠油脱胶效果的影响。1.3.3 含磷量及脱磷率的测定磷脂含量的测定采用钼蓝比色法,将植物油中的磷脂灼烧成为五氧化二磷,用热盐酸将其变成磷酸,磷酸遇钼酸钠生成磷钼酸钠,遇到硫酸联氨还原成钼蓝,最后在波长6 5 0n m下,测定钼蓝的吸光度,与 标 准 曲 线 比 较,计 算 其 含 量。参 照G B/T5 5 3 72 0 0 8 粮油检验 磷脂含量的测定。脱磷率=X0-X1X01 0 0%式中:X0、X1分别为米糠油脱胶前和脱胶后的磷脂含量。1.3.4 甾醇和生育酚的测定参考本实验室总甾醇和总生育酚测定方法1 3。准确称取2g油样于5 0m l皂化瓶中,再加入5m l1 0 0m g/m l的抗坏血酸溶液和2 0m l 1m o l/L的氢氧化钾-乙醇溶液(6g氢氧化钾加5m l水剧烈放热,再加入9 5m l 9 5%的乙醇),9 0加热均匀搅拌,冷凝回流1h。反应结束后将油样全部转入5 0 0m l分液漏斗中,分别用1 0 0m l的水和无水乙醚分23次润洗皂化瓶,并全部转入分液漏斗中,静置分层,弃去水层,每次用1 02 0m l蒸馏水多次洗涤乙醚层直至p H呈中性。收集乙醚层并旋转蒸发蒸干乙醚,再用甲醇复溶残留物,并转至2 5m l容量瓶中,定容,过0.2 2m滤膜,待进液相检测。色谱条件:高效液相色谱柱为V e n u s i lX B PC1 8(4.6mm2 5 0mm,5m);流动相为甲醇;检测波长为2 1 0n m;流速为1m l/m i n;柱温2 8;进样量2 0l。1.3.5 谷维素含量的测定参照L S/T6 1 2 1.12 0 1 7 粮油检验 植物油中谷维素含量的测定 分光光度法。在3 1 5n m紫外波长条件下,采用1 0mm比色皿,测定样品的吸光度值,计算出样品中谷维素含量。2 结果与分析2.1 硅胶吸附脱胶效果硅胶添加量对米糠油脱胶效果的影响见图1。由图1可见,在吸附温度5 0,吸附时间3 0m i n,脱磷率随硅胶添加量的增加而提高,当硅胶添加量达到3.0