刘东风

（福建省粮油科学技术研究所，福建 福州 350002）

引言

米糠油作为食用油是上世纪五十年代才提出的，由于它与其它油脂相比含游离脂肪酸高、色泽深，很难精炼出适口性好的食用油，因此以往主要当作工业用油使用[1]。自从人们认识到米糠油营养丰富，其原油中油酸与亚油酸的比例近似1∶1（油酸38%，亚油酸42%），符合WHO与FAO所强调的脂肪酸最佳比例，此外还含有谷维素、磷脂、三烯生育酚、角鲨烯、植物甾醇、VE等几十种天然营养成分后[2]，才不断的受到重视。

目前为止米糠油的精炼还是炼油工艺中的难题，虽然近几年来针对高酸价米糠油精炼出现了酶法酯化脱酸、甘油酯化脱酸、水蒸汽真空蒸馏脱酸等工艺，但这些工艺均有一定的缺陷。酶法脱酸至今没有一家工厂运用于实际生产。利用甘油酯化反应脱酸，由于改变了米糠油性质，其食用安全性没有保证，且米糠油的风味及天然营养成分被破坏，因此酯化工艺只能用于化工用油的生产。蒸馏脱酸虽然被运用于实际生产，具有得率高的优点，但由于高温蒸馏使米糠油中具有优势的天然营养成分损失严重，且脱色效果不好。因此，传统的碱炼脱酸，吸附脱色工艺仍然被米糠油加工厂广泛应用。

通过实践，根据对米糠油的脱酸与脱色工艺初步研究的经验，文章提出了米糠油新的碱炼工艺流程，较好地解决了这一问题。

1 米糠油常规碱炼工艺的目的与条件

米糠油在贮存过程中受水杂，温度的影响，在解酯酶的作用下，油脂不断被分解为游离脂肪酸。油脂碱炼的目的，主要是脱除游离脂肪酸，对没有预先进行脱胶的油脂，还兼有脱膦及除掉其它胶质的目的。由于米糠油中的解酯酶比其它油料活跃，其原油FFA也特别高，一般在8.0%～20.0%之间，因此油脂碱炼工艺对米糠油来说，显得特别重要。另一方面，米糠油中含有的醣类、蛋白质、维生素、胶质在酶及其它化学反应的作用下会产生褐色素，导致制取的米糠油颜色特别深，一般红色在20.0～30.0（1″槽），所以也利用碱炼时皂粒的吸附作用来降低米糠油的色泽。

常规罐碱炼工艺：油脂于室温35～40 ℃加入10%～12% NaOH溶液搅拌1 h，再把油温升高至80 ℃左右，进行静置沉淀皂脚，分出上清油，经水洗干燥即得碱炼米糠油。

2 米糠油常规碱炼工艺条件分析

2.1 米糠油在进行碱炼时，最先考虑的是尽量把油脂中的游离脂肪酸含量降低和得到最多的炼后米糠油。为了提高得率，应尽量减少皂脚中中性油含量。一般采取的方法：

（1）升高油温，油温升高对皂脚会产生2种作用：使细小皂粒运动加速，较快地凝聚成较大的皂粒；使皂粒性质变软，油脂粘度变低。

（2）少量超碱。

（3）延长静置沉降时间，或利用高速离心机将油皂分离。

2.2 长期以来人们在研究米糠油碱炼工艺时，只重视脱酸和提高精油率，没有考虑细小皂粒对色素、蛋白质、胶质的吸附作用，因此搅拌结束后采取了升温操作，结果被吸附的色素，因升温而解吸，使色素返回到油中，从而增加了后续脱色操作的难度。平常测定碱炼油的颜色，都没有反映出米糠油在碱炼过程中色泽的变化：从深变浅又到深的过程，这是历年来在炼油工艺中被忽略的而又具有意义的问题。

3 通过对米糠油常规碱炼工艺的分析，本文提出以新的米糠油碱炼工艺替代常规工艺

常温碱炼，加表面活性剂和絮凝剂，进行常温油皂分离，既能保证皂脚中中性油含量不超过常规碱炼工艺（≤3.5%）又能防止色素在升温过程中的解吸作用，从而使碱炼在脱酸的同时产生了很好的脱色效果，并且由于不升温亦降低了精炼能耗。

4 米糠油新的碱炼工艺操作条件及原理

物质如果处在凝聚状态，必定有相界面存在，并且在相界面上将有物理化学现象发生，主要包括表面能、界面压力的改变，铺展润湿和各类界面吸附[3]。

米糠油新的碱炼工艺就是利用碱液与游离脂肪酸中和反应时，脂肪酸皂化产生无数微小的皂粒，并形成溶胶，油和皂粒的界面表面能不断发生变化，在油和皂粒、色素和皂粒的界面上表面能的不同，油中的色素逐渐地被皂粒吸附、溶解于胶团碳氢链间隙，于是色素被不断地转移到皂粒溶胶中（从脱酸后米糠油的颜色可以看出，黄色、红色、蓝色被吸附的比例不同，证明了它与皂粒之间表面能变化是不同的）。

中和反应结束，皂粒逐渐开始凝聚，随着搅拌延长，皂粒凝聚体不断增大，并从油脂中析出，这时油脂的色泽是最淡的。但是这种皂粒凝聚体中含有很多的油脂并且与皂粒凝聚体之间带有相同的电荷，不能再继续进行凝聚结成大块的皂脚，所以还必须通过升温，加电解质或絮凝剂和离心等方法，使最后分离出来的皂脚中含油最少。

⑴升温法：如前所述，对米糠油脱色不利。

⑵离心分离法：在碱炼操作时由于加碱速度快，碱液与游离脂肪酸产生的皂粒很细小与中性油脂形成胶溶状态，如果油脂内不含有促使皂粒凝聚的物质（如磷脂和其它清水脂质）在室温的情况下皂粒与油形成的胶体很难受到破坏，即使采用高速离心机，也得不到良好的效果。

⑶加电解质或絮凝剂方法：油脂在碱炼中产生的皂粒表面负电荷，围绕着一些电荷形成双电层，造成相互排斥状态，可以通过电解质处理减少电斥力，使皂粒相互接近促使凝聚。

试验表明：含磷脂的米糠油在少量超碱的情况下，搅拌时间适当地延长，搅拌结束皂粒就已经开始凝聚，这时候加入浓度为3%～6%的氯化钠溶液，就可以使皂粒凝聚效果很好。而对比脱磷或除去含水油脚后加入氯化钠溶液则效果差，甚至无结果。

新的碱炼工艺采用了第3种方法，在碱炼搅拌结束前，就加入絮凝剂，用量为试样重量的0.1%～0.2%，以溶液形式加入。加入后继续搅拌20 min皂粒便开始凝聚，逐渐结成大块的皂粒。新工艺不但得到酸价低、颜色淡、没有皂脚气味的米糠油，同时降低了能耗。

5 试验结果与分析

本研究选用了含磷脂和不含磷脂的米糠油作为试验样品，以不同的操作条件进行碱炼，在加温或室温下，采用2000 r/min转速的离心机分离皂脚，并对新旧2种工艺制取的米糠油样品进行酸价、颜色和精油率测定，结果见表1至表7。

5.1 常规碱炼工艺与新的碱炼工艺炼后米糠油色泽的比较（见表1）

表1说明：新工艺与常规工艺相比，分别按中和量超碱32%，新工艺可以使炼后米糠油色泽（1″槽）降低，黄20、红15.5、蓝8.5较常规工艺降色效果好。

表1 常规碱炼工艺与新的碱炼工艺炼后米糠油色泽的比较

5.2 新工艺加碱量变化对炼后米糠油色泽及精炼率的影响（见表2）

表2结果表明：当按中和量加碱时，炼后米糠油红色（1″槽）比按中和量超碱32%高2.0～3.0而精油率却低0.8%～1.4%；当按中和量超60%时，炼后米糠油红色（1″槽）比超碱32% 低0.1～0.3，而精油率低1.7%～5.6%。数据表明，适当的超碱量不仅可以去除米糠油的部份红色，而且对皂粒有促进凝聚作用，使精油率提高，但是过量的超碱不单对米糠油脱色效果不佳，还会使中性油被皂化，精油率明显降低。

5.3 新工艺中不同碱液浓度对炼后米糠油品质和精油率的影响（见表3）

表2 新工艺加碱量变化对炼后米糠油色泽及精炼率的影响

表3中8个样品分别以10.6%、12%、13.7%、16.1%4种浓度碱液按中和量与中和量超碱32%加碱，对2种加碱量进行比较，结果表明：按中和量加碱时，随着碱液浓度的增加，炼后糠油的红色（1″槽）增加1.0～4.0，精油率降低1.0%～24.0%；按中和量超碱32%加碱时，随碱液浓度增加，炼后米糠油红色（1″槽）增加0.1～0.6，精油率降低0.3%～4.5%。上述数据说明碱炼操作时，选择适当的碱液浓度对炼后米糠油色泽的降低和精油率的提高是很重要的，适当的碱液浓度可以防止皂粒与油脂形成牢固的胶溶状态，生成的皂粒表面积大，容易吸附色素，并且加电解质或絮凝剂时，皂粒凝聚快，提高精炼率。

5.4 新工艺中皂脚分离温度对炼后米糠油品质和精油率的影响（见表4）

表4中的4个样品分别用10.6%、12.1%溶度的碱液按中和量超碱32%加碱，搅拌结束后，将其中2#、4#样品置于55 ℃水浴中搅拌4 h，再进行离心分离，结果表明提高皂脚分离温度（20 ℃）可以增加精油率1.5%～3.7%。当米糠原油品质好、色泽低时，可以采用适当提高皂脚分离温度来增加精油率，同时还可以防止炼后米糠油色泽明显回升。

表4 新工艺中皂脚分离温度对炼后米糠油品质和精油率的影响

表5 不同品质米糠油加电解质或絮凝剂对皂粒凝聚速度和精油率的影响

5.5 不同品质米糠油加电解质或絮凝剂对皂粒凝聚速度和精油率的影响（见表5）

表5中3个样品结果说明：未水化的米糠油加6%的氯化钠溶液（试样重20%），搅拌结束后，就可以使皂粒凝聚，结成块状，易于沉降，得到较高的精油率；经水化的米糠油，由于油中不含磷脂，即使加适量超碱和电解质也无法使皂粒凝聚成块状；但是当改为加絮凝剂（按试样重0.2%，加20%水溶解）并搅拌30 min后，皂粒就开始凝聚成大粒，并且精油率比加电解质工艺提高5.9%左右。试验所用絮凝剂为市售的食品用表面活性剂。

5.6 新工艺条件下皂脚中水分含量对精油率的影响

（见表6）

表6中4个样品结果说明：对不含磷脂和其他胶质的米糠油，碱炼时还必须用重量为试样20.0%～25.0%的水将絮凝剂溶解后加入才能使皂粒易于凝聚，皂脚较快沉降，得到较高的精油率；当用于溶解絮凝剂的水量低于20%或高于25%时，都将使皂粒凝聚情况和精油率受到不利影响。

表6 新工艺条件下皂脚中水分含量对精油率的影响

6 根据以上工艺研究结果，米糠油碱炼工艺采取的流程：

7 新工艺与常规工艺脱酸脱色后米糠油品质和精炼率的比较（见表7）

表7表明：新工艺精炼的成品米糠油的酸价、色泽、精炼率均优于常规工艺。

表7 新工艺与常规工艺脱酸脱色后米糠油品质和精炼率的比较

8 结论

米糠油新碱炼工艺较好地解决了米糠油脱酸脱色过程中精炼率低与返色的难题。室温碱炼、室温油皂分离提高精炼率6.0%以上；与常规工艺相比，碱炼油色泽降低率20%~30%，脱色工段少加活性白土7%~8%，脱色油酸价少回升0.12；省略了2道水洗工序，节能降耗，减少污水排放。由于解决了室温下皂粒凝聚与油皂分离的难题，因此，该新工艺也适用于半连续式精炼厂用于其他油脂的精炼，而对于全连续式精炼厂的脱酸脱色工艺，还需做进一步的研究与探索。

参考文献：

[1]郭应安.米糠原油的制取[J].粮油食品科技,2013(1)：31-32.

[2]候景芳,米糠油的运用及品质变化研究[J].农产品加工(学刊),2014(4)：39-40.

[3]Y H Hui.贝雷：油脂化学与工艺学(第五版)：第3卷[M].徐生庾,裘爱泳,译.北京：中国轻工业出版社,2001.