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油脂品质的影响因素及成品油安全

 人们对食用油脂的质量要求也越来越高,除味道、色泽等感官指标和氧化稳定性、常温稳定性及货架期等质量稳定指标外,还对天然维生素、天然抗氧化剂、反式脂肪酸、聚合物、外污染物(如重金属、杀虫剂、芳香烃环化合物)等营养及有害物质指标提出要求。
 
本文主要讲讲油脂生产过程中对其品质和安全有影响的几个方面。
 
1 溶剂对油脂品质的影响
科研人员对油脂浸出溶剂做了大量研究,从溶脂性、沸点馏程、安全性能、毒理性能等方面对丙烷、丁烷、二氯乙烷、四氯化碳、三氯化碳、三氯乙稀、丙酮、乙醇、芳香烃、异丙醇等溶剂做了大量的实验,结果表明,就生产安全、油中残留量、工艺成熟性、市场供应量及价格等各方面综合来看,正己烷得分最高,所以大规模溶剂浸出至今最有效的溶剂还是正己烷。 由于己烷主要对人体神经系统有某些影响,特别是己烷中残留的芳香烃(苯、甲苯)的存在会加强其毒性,所以我国的行业标准要求脱胶油(四级油)的溶剂残留量在30 ppm 以下,经过精炼脱臭基本脱尽,食用后对人体健康不会有直接影响。
 
2 脱胶对油脂品质的影响
油中残存的胶质关系着油脂的质量,影响脱色和脱臭效果及成品油氧化稳定性。一般的水化脱胶和碱炼能够脱除80 %左右的磷脂,留下的是非水化磷脂。研究表明:一般油中含有135 ×10 - 6的磷是以非水化磷脂的形式存在,多次水化也难以除掉。非水化磷脂的形成与下列因素有关:大豆含水量和轧胚后大豆胚的含水量、氧化脂肪酶和磷脂酶D 的活性、浸出前或浸出中对大豆的热处理、破碎或轧胚时对大豆细胞的破坏程度等。氧化脂肪酶和磷脂酶D 的活性使磷脂水解成不易水化的磷脂酸,磷脂酸与钙、镁金属离子结合形成非水化磷脂钙、镁复盐。非水化磷脂含量随大豆水分含量的上升及酶活性的增强而升高,在一定的范围内,酶的活性随水分升高而增强。 脱胶工艺除脱磷脂外,还脱除色素、蛋白及糖类等杂质。工艺要求最大限量地脱除杂质,同时以最少量的油品损失、最少量的排污、最少量的使用添加剂为最佳。为了水化脱胶能有效地去除磷脂,在精炼前要化验毛油中金属皂的含量,计算并配制加酸或碱的浓度和添加量。
 
3 脱色对油脂品质的影响 在脱色过程中存在着两个“正反应”和两个“负反应”的平衡,色素含量的降低和氧化物的减少是正反应,氧化导致色泽加深和使用高活性白土而导致氧化稳定的降低是负反应。吸附剂对油脂脱色体系的水解、氧化反应聚合和异构化反应存在一定的催化作用,在脱色中,酸价、过氧化值、茴香胺值、聚酸和还氧酸等物质均会发生变化。
 
4 脱臭对油脂品质的影响
植物油在高温下氧化稳定性会降低,不饱和脂肪酸自动氧化速度会加快,氧化分解产生醛、酮、酸等物质,随着高温加热时间延长,氧化分解产物逐步积累,过氧化值、羰基值、丙二醛和酸值等指标明显升高。在真空脱臭或蒸馏脱酸过程中,甘三酯内部脂肪酸分子之间或多个甘三酯分子之间会产生聚合作用,一般产生二聚酸较多。 高温脱臭可以把二恶英和杀虫剂汽化脱除,但也会对天然的抗氧化剂- 生育酚造成较大损失。大豆油在280 ℃脱臭2 h,生育酚会损失83. 7 %。为提高油脂烟点,过度地延长脱臭时间和提高温度对产品的安全和人体健康无益。通过控制适宜的温度、时间、真空度等脱臭条件,可以得到富含生育酚的油脂。 现在的脱臭多选用上部为填料、下部为塔盘的综合塔,综合塔将软塔和板式塔相结合,集真空换热、加热、汽提、脱臭、热脱色等功能组合为一体。脱臭有两个反应过程,一个是物理过程,即FFA 通过汽提的方式的脱除;另一个是化学过程,即色素在脱臭塔塔盘中发生的热脱色。
 
5 成品油的稳定性 AOCS 油脂稳定性标准为AOM (Active Oxygen Method) (AOCS cd12 - 57) ,即活性氧法。1993 年后此法规被另一标准取代,即OSI 油脂稳定指数(Oil Stability Index) (AOCS Cd 12b - 92) 。OSI 的定义:在一定的恒温条件下,向油脂中通入纯氧,离开油脂后的纯氧气泡通入去离子的水中,通过检测该去离子水的电导率,来测得油脂的氧化程度。同等温度下,时间越长,说明该油脂的抗氧化能力强。一般来说,选择的测试温度有100 ℃、110 ℃、120℃、130 ℃、140 ℃。 油脂稳定指数是用于比较成品油(或各工段油)的抗氧化能力,但是,它不能用于衡量成品罐装油的货架期。出脱臭塔的成品油应有真空保护,在热回收时如果没有真空保护,将会产生鱼腥味。通常新建车间管道设备经过清洗吹扫后仍会残存一些杂质,所以新建车间开始生产的油脂的稳定性会较差一些,经过一段时间的运行后会逐步达到正常。油脂的稳定性与储存条件也有着极其重要的关系,如贮存的容器、金属离子含量、空气的湿度、温度、光照强度等,国内小包装色拉油普遍使用PET 瓶,由于PET瓶不够致密具有透气性,根据道尔顿分压定理,当大气中的氧气高于PET 瓶中的氧含量时,空气中的氧气即会进入色拉油中引起氧化。由于PET 瓶本身并不隔光,因此光线也会促进色拉油发生回色反应。 部分精炼厂为了提取天然VE ,或使用传统板式塔无意导致了高温长时间脱臭等过度处理,致使VE大量逃逸到馏出物中,为了提高成品油稳定性延长货架期,国内有的厂家采用了添加TBHQ 等抗氧化剂及充填N 等措施,其他保护措施还有:尽量在低于30 ℃条件下避光贮存;贮存容器宜采用SS304 或内涂仿瓷涂料的碳钢容器;不与包括铜以及铜锡合金等在内的金属接触等。
 
6 大豆色拉油的浑浊现象
小包装大豆色拉油在低温下有时会出现浑浊现象。影响大豆油耐寒性因素很多,如大豆的品种、油脂精炼过程中的异构反应、部分甘三酯的存在、油脂氧化程度、游离脂肪酸含量等。不同大豆品种其脂肪酸及甘三酯组成不同,如果大豆油中SSS、SSU、SUS 等较高熔点的甘三酯成分增加,大豆油的耐寒性则会下降。另外,甘三酯组成亦会影响大豆油的流变性及结晶过程。不成熟油料、油料酶解或油脂降解等产生的二甘酯,尤其对称型甘酯(1、2 - DG或2、3 - DG)对油脂结晶具有延缓作用。油脂氧化会造成粘度急剧上升,粘度达到一定程度,会使传热过程受阻,从而亦影响结晶过程。油脂中游离脂肪酸含量也影响结晶过程中成核速度。 油脂在高温下,不饱和双键有可能发生异构反应,产生多种异构脂肪酸。如反式油酸、顺-反亚油酸、反-反亚油酸、顺-反-反亚麻酸、反-反-反亚麻酸等都会影响大豆油耐寒性、造成油浑浊。色拉油出厂必须通过冷却实验,即抗结晶能力实验,AOCSC c11 - 53 法, 将油品放置在密封瓶(容量124. 41 g)内,放入0 ℃冰浴中,5. 5 h 不浑浊为合格。
 
7 成品油质量指标
国内某油脂企业豆油标准:反式酸增量< 0. 8 %;色泽R1,Y10;FFA 为0. 05 %(以油酸计);水分和挥发物0. 02 %;过氧化值痕量;味道柔和;烟点215 ℃;磷含量5 ppm;机械杂质0. 05 %。国内某油脂企业棕油标准:FFA 为0. 05 %(以棕榈酸计) ;水分0. 05%;色泽R2. 2,Y22;过氧化值痕量;反式酸增量< 0. 5 %;味道柔和;磷含量5 ppm。可以看出,为了市场竞争需要,国内企业标准一般都高于国家标准。 而与国标比,欧洲油脂标准除了对反式酸限制外,还对多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbon ,PAH)进行了限制,PAH 是由碳氢化合物在高温下不完全燃烧产生的,具有较强的致癌性。油料生长过程中从土壤和水中吸收的PAH 转移到油脂中,一般PAH 残留在生育酚产品中。德国油脂协会建议油脂中总PAH 含量≤25 ng/ g,西班牙规定橄榄渣油PAH 为2~5 ng/ g。 油料在储存和加工过程中随着油脂过氧化值升高,会发生分解反应出现挥发性化合物,氢过氧化物分解会产生氧化物,如非酰羧基二聚物、三聚物等,精炼大豆油含1. 2 %氧化二聚物、三聚物或甘三酯的聚合物,它们的存在又会加速氧化反应。所以在生产和储藏过程中过氧化值的控制非常重要。
 
8 成品油卫生指标
就目前精炼油厂而言,成品油酸价、过氧化值,均完全符合或者高于国家的卫生标准;如果精炼工艺采用碱炼方法,黄曲霉素也能够保证该卫生指标;如果毛油的溶剂残留超标,可以通过对碱炼设备和脱臭塔结构的调整,使最终产品的溶剂残留达到或者高于国家标准;经过综合塔出来的色拉油的苯并芘为0. 5μg/ kg ,符合国家标准;砷含量亦不高于国家标准。
 
9 精炼过程中辅料的添加
当油脂中铜和铁金属离子的含量分别达到0. 01和0. 1 mg/ kg 时,将引起油脂的劣变。从储藏初期开始,重视和防止金属离子的催化氧化作用,对保证油脂的稳定性十分重要。油脂在碱炼和脱色后,铜和铁金属离子残留基本上为“测不出”。在水化中常用的脱胶剂有磷酸、柠檬酸等,在脱胶过程中加入磷酸会把重金属和砷带入油脂中。以处理1 kg 油脂为例,按油重量的0. 05 %~0. 2 %添加85 %磷酸,使用食品级磷酸理论上带入重金属(以Pb 计)的最大值为20μg/ kg ,砷为2μg/ kg。我国柠檬酸标准重金属含量(以Pb 计)≤0. 0005 %,砷含量≤0. 0001 %。 柠檬酸加入量为油重的0. 05 % ,理论上油脂带入重金属为(以Pb 计)2. 5μg/ kg ,砷为0. 5μg/ kg。碱炼时加入的氢氧化钠同样会带来铅、砷、汞等重金属污染。
 
10 对人体有益的健康油
油脂的营养功能主要取决于脂肪酸碳链的长短、双键数目、位置和顺反异构体等。发达国家在进行了大量调查和人体病理学、流行病学等临床分析后,对油脂中脂肪酸的组分做了限制和推荐(表1) 。 表1  人体摄入脂肪酸推荐值(按摄入总能量计)/ % 国家 总脂肪 饱和酸 单不饱和酸 多不饱和酸 奥地利/德国/ 瑞士 30 10 < 10 7~10 日本 25~30 6~8 8~10 6~8 新西兰 25~30 12 20 8 新加坡 20~30 10 10 10 英国 33 10 6~10 美国 33 10 我国营养学会推荐,人体膳食中油脂摄入能量应在30 %左右,其中饱和酸、单不饱和酸及多不饱和酸所供能量各占10 %左右。对于肥胖人群,建议饱和酸摄入能量在7 %以内,适量增加不饱和酸的比例。
 
11 小结
我国人民的饮食习惯与国外不同,如西方国家对煎炸油、烹调油色泽要求不高,但我国受日本影响,要求油色较淡为好;西方国家对烟点要求不高,我国因煎炸、烹调需要,要求较高。因此应根据需要改进精炼工艺和设备结构,满足国家标准和市场要求。在符合国家标准的前提下,精炼油应味道柔和、色淡;具有良好的冷冻稳定性、良好的氧化稳定性和较长的货架期;低于0. 8 %的反式酸;低聚合物和氧化甘油;高生育酚、高甾醇;无沉淀物。 为了保证成品油质量,精炼厂应采取三级质量控制制度,即:出车间质量优于储藏质量,储藏质优于出厂质量。精炼厂应对在保质期内的超市油脂进行跟踪取样抽查,信息反馈,不断改进生产、储藏和销售的质保体系,切实保障人民身体健康。 左青 广州植之元油脂实业有限公司

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