谢雨芮，王艳梅，耿晓东，王建圆，刘 震，李 志

（1.河南农业大学林学院，河南 郑州 450002；2.中原地区森林资源培育国家林业局重点实验室，河南 郑州 450002）

【研究意义】山桐子（Idesia polycarpaMaxim.）为大风子科（Flacourtiaceae）山桐子属（Idesia）落叶乔木，分布于东亚暖温带与亚热带，是东亚地区特有树种，在我国主要分布在陕西、山西、河南等地区［1-2］。山桐子树枝层次分明，花黄绿色，果实为红色浆果，其种子和果实均含有大量油脂，是优良的木本油料植物［3］。山桐子油中的不饱和脂肪酸（如亚油酸）含量高，是生产共轭亚油酸的新原料，同时油脂中含有维生素E、角鲨烯等营养物质，山桐子油不仅是优良的保健食用油，也可作为化妆品的基础脂性原料［4-6］。但初榨山桐子油中含有不同种类的色素，不仅影响油脂的颜色和外观，还降低了油脂的稳定性，导致其容易氧化或变质，对油脂食用的安全性造成不良影响［7］。适度的油脂精炼如脱胶、脱酸、脱色、脱臭等工艺可以提高食用油的稳态化［8］，在油脂精炼的过程中脱色是必不可少的环节，良好的脱色工艺可以改善油脂的色泽，提高油脂透明度，增强油脂稳定性［9］。【研究进展】用于油脂脱色加工的方法有很多，如吸附脱色法、氧化脱色法、超声辅助脱色法等［10-11］，较为常用且易操作的是吸附脱色法，将吸附剂加入油脂中，通过加热吸附剂可以吸附油脂中的色素、树脂、金属、氧化产物等杂质［12-13］，酸性吸附剂较与中性的吸附剂对胡萝卜素有更好的吸附效果［14］。崔艳南等［15］对毛叶山桐子油进行反应温度、活性白土用量、反应时间优化，得到脱色率为70%～80%；华婉等［16］对索氏提取法得到的山桐子油进行不同温度梯度脱色试验，发现100 ℃时脱色率最高为54.87%。【本研究切入点】针对市场需求及油品加工技术优化的需要，现有的山桐子毛油脱色工艺还存在较大的改良空间。为了得到更佳的脱色效果，增加山桐子油通透度，提高其商品价值，本试验通过对脱色条件进行筛选，并对脱色后的山桐子油品质进行分析。【拟解决的关键问题】本研究采用吸附脱色法，对山桐子的脱色条件进行多梯度的单因素试验，分析不同脱色条件下山桐子油的脱色率，进而筛选出脱色效果优良的脱色条件；同时，对脱色后的山桐子油进行理化性质测定，分析脂肪酸含量与部分营养物质的变化，对脱色工艺进行验证，以期为山桐子油的加工生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

当年生山桐子鲜果购于四川优达山桐子农业有限公司，活性白土和凹凸棒购于灵寿县燕新矿产加工厂，活性炭购于郑州金图科贸有限公司；85%磷酸，NaOH溶液12°Be`，市售。

试验仪器：冷热榨两用榨油机WMTL—RZSA，高速冷冻离心机3K18，恒温磁力搅拌器SHJ—1，紫外可见分光光度计752，ice3500原子吸收光谱仪A2206，Aglient7890B气象色谱仪A2227，Aglient1200气象色谱仪A2219等。

1.2 试验方法

1.2.1 山桐子油制备 将山桐子果实清洗干净后放在室内自然晾干，然后放入烘箱内低温烘干。使用冷热榨两用榨油机，在冷榨模式下提取山桐子油，得到山桐子毛油。

脱胶：将山桐子毛油加热至60℃，分次酌量加入浓度为85%的磷酸，同时开始搅拌约15～25 min，当油脂中无悬浮颗粒出现时不再添加磷酸，并停止搅拌，静置保温30 min，离心过滤胶质后，脱水干燥，得到脱胶后的山桐子油。

脱酸：取脱胶后的山桐子油，搅拌加热至35 min时加入一定量的碱液，并搅拌25 min左右，当油皂开始离析时，降低搅拌速度并将油温加热至75 ℃左右，搅拌10 min，直至油皂明显分离，停止搅拌。再经过过滤、离心、洗涤、脱水干燥等处理后，得到脱酸后的山桐子油。通过上述步骤，得到若干经过脱胶及碱炼后的山桐子油。

1.2.2 山桐子油脱色试验 取500 g经过脱胶及碱炼后的山桐子油于50 mL烧杯中，加入一定量（1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%）的吸附剂（吸附剂分别为活性白土、活性炭、凹凸棒，活性白土在120 ℃条件下活化2 h后使用），后通过恒温磁力搅拌器在一定温度（90、100、110、120、130 ℃）条件下对其搅拌（180、240、300、360 r/min），一段时间（10、20、30、40、50、60 min）后停止搅拌，冷却至室温后进行反复离心过滤，得到脱色后的山桐子油。选择其中一组条件进行脱色试验，对脱色后的山桐子油进行理化性质分析脂肪酸测定等。

1.2.3 脱色率测定 通过紫外分光光度计在190～800 nm范围内测量吸光度，确定山桐子油的最大吸收波长，并测得此时的吸光值。

式中，A0为脱色前油脂吸光度，A1为脱色后油脂吸光度。

1.2.4 山桐子油品质测定 酸值的测定参照GB/5009.229-2016［17］，过氧化值的测定参照GB/5009.227-2016［18］，碘值的测定参照GB/T5532-2008［19］，色泽的测定参照GB/T22460-2008［20］，脂肪酸组成的测定参照GB/5009.168-2016［21］。

2 结果与分析

2.1 脱色条件对山桐子油脱色率的影响

2.1.1 吸附剂种类对山桐子油脱色效果的影响 使用的吸附剂包括活性白土、活性炭、凹凸棒，用量均为3%，在温度为100 ℃、搅拌速度为180 r/min的条件下脱色30 min，最终得到的脱色率分别为38.59%、4.10%、2.65%。结果显示吸附剂种类的不同造成差异明显的脱色效果，活性白土脱色效果明显优于其他两种吸附剂。

2.1.2 吸附剂用量对山桐子油脱色效果的影响 使用活性白土作为吸附剂，在脱色温度100 ℃、搅拌速度180 r/min、脱色时间30 min的前提下，吸附剂用量分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%，脱色效果见图1。随着活性白土用量的增加，山桐子油脱色率呈上升趋势，当活性白土用量达到9%时脱色率达到最高，继续添加活性白土时脱色率没有明显变化。当吸附剂最佳为8%～9%时，有更较好的吸附效果。

图1 吸附剂用量对脱色效果的影响Fig.1 Effect of the dosage of adsorbent on decolorization

2.1.3 脱色时间对山桐子油脱色效果的影响 在脱色温度100 ℃、搅拌速度180 r/min条件下，加入9%的活性白土，脱色时间10、20、30、40、50、60 min对油脂脱色率的影响见图2。随着反应时间逐渐增加，山桐子油脱色率逐渐上升，在反应时间为40 min时脱色率达到最大值，之后时间继续增加，脱色率开始缓慢下降。这是由于达到一定的脱色时间后，吸附剂对色素的吸附作用达到平衡，脱色效果不明显，而随着反应时间的继续增加，部分色素将会解吸回到油脂中，影响脱色效果，因此脱色工艺的最优时间为30～40 min。

图2 脱色时间对脱色效果的影响Fig.2 Effect of the decolorization time on decolorization

2.1.4 脱色温度对山桐子油脱色效果的影响 在山桐子油中加入9%的活性白土，搅拌速度180 r/min，脱色时间40 min，当脱色温度分别为90、100、110、120、130 ℃时，脱色率分别为74.27%、89.37%、90.38%、90.64%、90.86%。当脱色温度逐渐升高时，脱色率也逐渐增加，脱色温度升至100 ℃时效果明显，而当温度高于110 ℃，脱色率升高缓慢。表明在一定的温度范围内，提高脱色温度，可增强吸附剂的吸附能力，油品脱色明显，随着温度升高油脂脱色效果几乎没有变化，因此山桐子油的最佳脱色温度为100～110 ℃。

2.1.5 搅拌速度对山桐子油脱色效果的影响 在山桐子油中添加9%的活性白土，在脱色时间40 min、脱色温度120 ℃前提下，搅拌速度分别为180、240、300、360 r/min时，脱色率分别为90.64%、90.79%、92.24%、90.71%。当搅拌速度为180～300 r/min时，脱色率随着搅拌速度的加快逐渐增加，当搅拌速度为300 r/min时脱色率达到最高，但继续增加搅拌速度时，打破了吸附平衡使得部分色素重新回到油中，脱色率开始下降，因此山桐子油脱色的最佳搅拌速度为240～300 r/min。

2.2 脱色对山桐子油品质的影响

2.2.1 脱色过程对山桐子油理化性质的影响 由表1可知，脱色后的山桐子油较脱酸后的酸值增加，过氧化值减小，碘值增加。山桐子冷榨毛油呈红棕色，脱胶、脱酸工艺对山桐子油颜色改变较小，经过脱色工艺后红值下降明显，黄值下降不明显，脱色后的油脂呈透明黄色。

2.2.2 脱色过程对山桐子油主要脂肪酸组成的影响 由表2可知，山桐子油脂肪酸主要成分为不饱和脂肪酸，其中亚油酸含量最高，脱色后的山桐子油不饱和脂肪酸占比增加，饱和脂肪酸占比下降，说明在脱色过程中吸附剂会带走部分饱和脂肪酸，但在脱色后的山桐子油中未检测出山嵛酸。从整体来看，山桐子油中的脂肪酸成分没有出现明显改变。

3 讨论

活性白土、活性炭和凹凸棒均具有吸附能力，本研究选择不同的吸附剂进行脱色试验，最终以活性白土对于山桐子油的吸附效果最好。崔艳南等［15］发现当活性白土数量添加到5%以上时对毛叶山桐子油的脱色效果没有明显改变，因此选择5%活性白土作为吸附剂，得到的最佳脱色条件为：活性白土用量5%，脱色温度为100 ℃、脱色时间为40 min，脱色率为70%～80%。但本研究发现随着活性白土的添加量增加脱色率也随之增加，当活性白土使用量为9%时脱色率最高，继续增加脱色率没有明显改变，对活性白土种类、用量、脱色温度、脱色时间以及搅拌速度的试验表明，最终得到的脱色率在90%以上，高于崔艳南等得到的脱色率。

表1 不同处理过程对山桐子油理化性质的影响Table 1 Effects of different treatment processes on physicochemical properties of Idesia polycarpa oil

表2 不同处理过程对山桐子油主要脂肪酸含量的影响Table 2 Effects of different treatment processes on the main fatty acid content of Idesia polycarpa oil（%）

崔艳南等［15］只对脱色条件进行分析，并未对脱色后山桐子油品质进行分析，本研究针对脱色后山桐子油的理化性质和脂肪酸组成进行了测定。脱色后山桐子油酸值增加是由于脱色过程中需要加热，油脂会氧化形成游离脂肪酸引起酸值增加，同时也可能是由于吸附剂活性较高引起酸值增加［22］。刘存存等［23］对油茶籽油进行脱色后酸值同样上升，但甘光生等［24］在对大豆油进行脱色后其酸值并未出现上升现象，这可能是由于山桐子油中不饱和脂肪酸含量高，易氧化分解，也可能是由于本研究采用的活性白土活化程度较高呈弱酸性。但经过脱色后山桐子油的酸值为0.4 mg/g，而山桐子油国家行业标准中成品山桐子油的酸值应小于3 mg/g，因此本试验脱色后的山桐子油酸值达到国家标准［25］。整体来看，山桐子油中的脂肪酸成分没有出现明显改变，华婉等［16］发现压榨后脱色的山桐子油脂肪酸主要成分不变，但亚油酸占比明显增加，其脱色后吸附剂带走的其他脂肪酸成分较多，造成亚油酸占比增加，但本研究进行脱色后脱色率较华婉等的研究高，而且基本保持了原本山桐子油中的脂肪酸成分占比。表明本试验优化后的脱色工艺对山桐子油的优良品质没有较大改变，且得到较好的脱色效果。

4 结论

本研究通过试验得到山桐子油较高脱色率的工艺条件，即活性白土用量9%、温度110 ℃、搅拌速度300 r/min条件下脱色40 min，得到的脱色率为92.24%。山桐子油亚油酸含量高，是优质的植物食用油，在本研究的脱色工艺下山桐子油脂肪酸成分与占比基本保持不变，经过脱色的山桐子油红值明显降，低透明度增加，酸值达到行业标准，在保证山桐子油质量的情况下有较好的脱色效果，提高山桐子油的经济价值。