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植物油中甾醇在加工过程中的变化分析

2021-02-18吴丽琪

科学与生活 2021年30期

吴丽琪

摘要:本文对甾醇的主要特点进行了梳理,分别围绕优油脂提取、精炼过程(包含碱炼、脱色加工、脱臭加工三个阶段)、油脂改性三个加工阶段,植物油中甾醇产生的变化进行分析,供参考。

关键词:植物甾醇;碱炼阶段;脱色加工;脱臭加工

引言:甾醇别称固醇,是类固醇的一种,相关化合物在生物界中广泛分布[1]。植物甾醇是指从玉米、大豆等农作物中提纯获得的一类具有较高营养价值、生理活性较强等特点的物质,长期、科学地食用能够降低人体胆固醇,从而达到预防心脑血管疾病的目的。基于此,对植物油加工过程中,甾醇的变化过程进行分析很有必要。

1.植物甾醇特性简析

植物甾醇目前在食品、医药、化妆品、动物生长剂、纺织等领域有广泛应用[2]。特别是在医学方面,除了应用于预防、治疗冠心病等心脑血管疾病之外,对宫颈癌、溃疡、皮肤鳞癌等疾病都具有较为良好的治疗效果。此种物质的抗氧性较强,,用于制作动物生长剂的原料时,能够促进动物生长,保证动物健康。植物甾醇的物理性质如下:第一,外观方面,是一种白色粉末状固体;第二,有弱酸性,酸碱度介于5.8~7.8之间。植物甾醇被称为“生命钥匙”,对于维持人体胆固醇平衡具有重要作用。有一个比较形象的比喻:植物甾醇和胆固醇有“不可调和的矛盾”,只要“见面”必定发生冲突。而通常情况下,如果人类能够摄入足量的植物甾醇,那么便会挤占胆固醇的位置(胆固醇进入人体并占据位置后,并不是固定不动,而是经常发生位置变化。在这个过程中,植物甾醇一旦抢占位置,便不容易松动),使人体吸收胆固醇的量大幅度降低,从而降低学堂中胆固醇的含量。

2.加工过程中植物油甾醇产生的变化

2.1油脂提取阶段植物甾醇的变化

有研究显示,植物油料的种类、生长环境、加工工艺的选择、运输及存储的条件都会对植物油中植物甾醇的含量产生影响。其中,造成影响最大的环节是植物油加工。比如在油脂提取阶段,通常而言,毛油中植物甾醇的含量高于精炼油,但受制作工艺的限制,如压榨制作、浸出制作、水代制作等工艺都会导致植物甾醇含量出现变化。有科研人员以菜籽油为例,分别采用浸出、冷榨、热榨等方式,对菜籽油中的植物甾醇含量进行了分析。结果显示:第一,采用浸出工艺对菜籽油进行加工时,无论是游离状的甾醇还是总甾醇量,产生的变化均较小。具体数据为,游离状甾醇量为每100g菜子油中含有178mg游离状甾醇,每100g菜子油中含有的甾醇总量为941mg。这一结果与有关人士对我国冷榨菜籽油中植物甾醇的含量分析结果基本一致。第二,采用浸出工艺对菜籽油进行加工时,包含游离脂肪酸、过氧化水平、p-茴香胺值在内的很多质量指标与冷榨加工方式相比均较低。第三,冷榨工艺和热榨工艺之下,菜籽油中植物甾醇的含量并没有产生明显差异。

除了上述试验之外,还有研究人员对来自不同地區的菜籽油进行了取样分析,得出的有关植物甾醇含量的结果为:我国的冷榨菜籽油与一种名为Mighty Trio(MT)的外国冷榨菜籽油相比,无论是游离状植物甾醇还是植物甾醇总量,我国冷榨菜籽油均高出外国品牌。有关专家推测,在加工工艺相同的情况下,菜子油中植物甾醇含量出现差异,可能的原因为菜籽油品类的基因、种植区、生长过程的环境温度等均存在差异。

2.2精炼过程中植物甾醇含量方面的变化

2.2.1碱炼阶段产生的变化

碱炼脱酸是油类商品生产过程中必不可少的过程,即通过化学方式对毛油进行脱酸。具体而言,使用烧碱,几乎能够完全脱除油脂中的游离脂肪酸。目前,几种常见的碱炼工艺包含常规碱炼(即使用烧碱)、低温淡碱、中和法。有关植物甾醇含量的变化试验流程如下:选取常见植物油(玉米油毛油),分别采用常规碱炼和低温淡碱两种工艺进行加工,分别在加工前后测量植物甾醇含量(加工前的毛油植物甾醇含量以及加工后的脱酸甾醇含量)。结果显示:玉米油毛油的中的植物甾醇含量1113.9mg/100g,采用常规碱炼工艺加工后,植物甾醇含量下降至859.6mg/100g,甾醇损失率超过20%;如果低温淡碱工艺,则脱酸甾醇含量损失率仅为10%。可见,在碱炼阶段,不同的工艺下,甾醇损失率的差异较大。

2.2.2脱色加工阶段的变化

脱色是各行各业的产品加工生产过程中,为提升产品的美观程度,需要对原材料进行脱色处理。比如红糖经过脱色后,会变成白砂糖;一些植物油经过脱酸碱炼处理后,颜色较深,经过脱色处理后,会变成金黄色。但有生活常识的人都知道,红糖和白砂糖的口感、甜度等均存在差异,原因是在脱色的过程中,有些成分的含量出现了明显变化。同理,植物油脱色过程中,植物甾醇的含量也会发生变化。目前,植物油脱色加工最常见的工艺为吸附工艺。由研究人员选择了3种不同品种的玉米油(分别命名玉米油A、B、C)、一种棕榈油、一种棕榈仁油、一种大豆油、一种菜籽油、一种油茶籽油共计八种已经完成碱炼脱酸处理的植物油,均采用吸附脱色的方式进行处理,最终结果显示,按照上文介绍的8种植物油的顺序,脱色加工前的植物甾醇含量 分比为859.2mg/100g、869.3mg/100g、、910.0mg/100g、1144.8mg/100g、68.5mg/100g、117mg/100g、257.3mg/100g、497.27mg/100g、879.67mg/100g。经过脱色加工处理后,甾醇含量分别为848.8mg/100g、845.0mg/100g、898.0mg/100g、1116.76mg/100g、66.4mg/100g、112mg/100g、259.2mg/100g、441.49mg/100g、793.62mg/100g,对应的甾醇损失率分别为1.21%、2.80%、1.98%、1.31%、3.07%、4.27%、-0.7%、10.94%、9.5%。可以看到,脱色加工阶段,绝大多数植物油中,植物甾醇的含量均会降低,但大豆油中植物甾醇含量却罕见地上涨(此种现象具备较大的偶然性,故本文不探讨)。在该阶段,造成植物甾醇损失的原因为:白土吸附作用、酸活性白土催化作用导致甾醇酯被水解,榆次同时,还发生了甾醇异构,进而导致含量降低。

2.2.3脱臭加工阶段的变化

仍然以上述8种植物油为例。在经过脱色加工处理之后,8种植物油中的稳定甾醇含量分别为818.3mg/100g、845.0mg/100g、898.0mg/100g、66.4mg/100g、112mg/100g、259.2mg/100g、441.49mg/100g、793.62mg/100g。经过脱臭加工处理后,对应的数值分别降低至715.3mg/100g、793mg/100g、742.9mg/100g、59.9mg/100g、86mg/100g、215.9mg/100g、371.0mg/100g、480.38mg/100g、,甾醇损失率分别为12.59%、6.15%、17.3%、9.79%、23.2%、16.70%、15.93%、34.50%。该加工阶段并未如脱色加工阶段一样,出现某种油经过加工之后,甾醇含量不降反升的情况。但与脱色加工阶段相比,甾醇损失率均显著增加。造成此种现象的原因在于:脱臭阶段的主要方式是蒸馏,很大部分甾醇混在脱臭馏出物中,最终从植物油中分离而出。

2.3油脂改性阶段植物甾醇产生的变化

现阶段,油脂分提、油脂氢化、油脂酯交换三项技术均是较为常见的油脂改性技术。其中,油脂氢化是指使用镍、铜等金属作为催化剂,并使氢气加成到不饱和脂肪酸的双键之上,从而形成化学反应。而植物油在发生氢化反应的过程中,甾醇的含量会降低。油脂酯交换工艺能够使甘油三酯上的脂肪酸同时在分子内部、不同分子之间完成重新排列,其中涉及化学酯的交换以及酶法酯的交換。完成该环节之后,植物油中的甾醇酯的含量同样会发生变化。但与上述甾醇含量降低的结果不同,油脂改性加工阶段,包含玉米油、大豆油、菜籽油在内的多种植物油的植物甾醇含量会增加。该结果表明,油脂改性处理过程会生成少量甾醇酯。

结语:植物油加工过程会依次经过油脂提取、精炼(包含碱炼、脱色、脱臭)、油脂改性三个阶段。总体而言,前两个阶段会使植物甾醇含量降低(但偶有例外),油脂改性阶段会额外生成少量植物甾醇,使植物甾醇含量升高。

参考文献:

[1]钟冬莲,莫润宏,王蕤,等.反相聚合物固相萃取-气相色谱-质谱法测定植物油中角鲨烯和四种植物甾醇[J].食品与发酵工业,2021,47(04):231-236.

[2]杨舒.β-谷甾醇和硬脂酸油脂凝胶的性质及作用机理研究[D].沈阳农业大学,2018.