尚建疆　郭伟　肖建华　张新慧

关键词：菜籽毛油;超聲波;脱胶

经过压榨或浸提得到的油脂俗称毛油，毛油的主要成分是甘油三酯，同时含有天然色素、磷脂、维生素E、植物甾醇等类脂物，此外，在储藏、加工过程中，还可能混入杂质，产生游离脂肪酸、氧化产物等，都会影响油脂的使用，因此，需要通过精炼将其脱除[1]。磷脂会与蛋白质等杂质相结合形成胶体物质，此类胶体会直接影响油脂品质，还会干扰后续的精炼工序，所以脱胶过程对油脂的精炼工艺十分重要。常用的脱胶方法有水化脱胶、酸法脱胶、膜法脱胶和酶法脱胶。水化脱胶是一种较为传统的方法，可以有效地脱除油脂中的水化磷脂，工艺相对节能，生产周期较短，成本低[2]。

超声波是声波的一部分，是频率大于20kHz的机械波，具有定向、反射和透射等特性[3]。超声波对介质具有热效应、机械效应和空化效应，这些效应会使介质粒子运动加速，从而改变介质的物理性质，使许多过程完全异于无超声波参与时的过程，因此，目前被广泛应用于化工、生物、食品、医疗和医药等领域[4]。尤其是在食品行业，超声分散、乳化、强化提取、分离等技术都在不断地革新传统的食品加工工艺。

本研究利用超声波辅助下的水化脱胶工艺，考察脱胶工艺中的脱胶温度、加水量、超声功率和脱胶时间对脱胶效果的影响，以脱胶油的含磷量来衡量脱胶的程度，并且对该工艺进行优化，为菜籽毛油的精炼加工提供一定的参考。

1实验部分

1.1材料

菜籽（产于新疆昭苏县）毛油（压榨，自制），氧化锌、钼酸铵、亚硫酸钠（分析纯，天津福晨化学试剂厂），对苯二酚（分析纯，上海展云化工有限公司），硫酸、盐酸（分析纯，北京化工厂），氧化钙（分析纯，天津津东天正精细化学试剂厂），氢氧化钾（分析纯，天津盛奥化学试剂有限公司）。

1.2仪器

超声波发生器（GMD-M1，深圳广源达超声设备公司）、电子天平（FA1004，上海舜宇恒平科学仪器有限公司）、高温电阻炉（Sx-2-4-10，力晨科技有限公司）、电炉（DDF-1KW，江苏省金坛友联仪器研究所）、恒温干燥箱（202型，北京市永光明医疗仪器厂）、集热式恒温加热磁力搅拌器（85-2，金坛市城东新瑞仪器厂）、紫外可见分光光度计（N4S，上海仪电分析仪器有限公司）、离心机（80-2，江苏正基仪器有限公司）。

1.3菜籽毛油脱胶工艺

将一定量的压榨菜籽毛油加入烧瓶中，搅拌并加热到一定温度后，缓慢加入适量90℃以上的热水，待完全乳化后，打开超声波发生器进行脱胶，完成后将油液放入离心机，以3000r/min的速度离心10min，取上层清液，即为脱胶油。

1.4含磷量的测定

采用钼蓝比色法测定脱胶油的含磷量[5]。

2结果与讨论

2.1脱胶温度对脱胶的影响

当加水量为6%、脱胶时间为15min、超声功率为60W时，只改变脱胶温度进行脱胶，考察脱胶温度对脱胶油含磷量的影响，结果如图1所示。由图1可知，脱胶油含磷量随着脱胶温度升高出现先降后升的现象，当脱胶温度为50℃时，脱胶油的含磷量最低。这可能是因为温度升高加速了磷脂的水化过程，使脱胶油含磷量下降，同时，在超声波的作用下，部分水从已形成的胶体体系中脱离，使一些磷脂不能水化而残留在脱胶油中，致使脱胶油含磷量上升。

2.2加水量对脱胶的影响

在脱胶温度为50℃、脱胶时间为15min、超声功率为60W的条件下，只改变加水量进行脱胶，考察加水量对脱胶油含磷量的影响，结果如图2所示。由图2可知，含磷量随着加水量的增大出现了下降的趋势，当加水量达到8%时，含磷量最低，随着加水量继续增大，脱胶油含磷量显著升高。因为水化脱胶时的加水量要与菜籽毛油中水化磷脂总量相符合，水量少时不能使胶体完全膨胀，水量过多时又会使油液乳化严重，都会影响磷脂从体系中脱除。

2.3超声功率对脱胶的影响

在脱胶温度为50℃、脱胶时间为15min、加水量为6%的条件下，只改变超声功率进行脱胶，考察超声功率对脱胶油含磷量的影响，结果如图3所示。由图3可知，脱胶时增大超声功率会使含磷量下降，但当超声功率超过60W时，含磷量基本不再降低，此时油脂产生大量微小气泡，伴随明显的乳化现象。超声功率的增大会显著加快胶体粒子的运动，加强磷脂的水化作用，但这种作用有一定的限度，因此，继续增大功率不会对水化作用作出更多的贡献。

2.4脱胶时间对脱胶的影响

在脱胶温度为50℃、超声功率为60W、加水量为6%的条件下，改变脱胶时间进行水化脱胶，考察脱胶时间对脱胶油含磷量的影响，结果如图4所示。由图4可知，胶脱时间的延长会使含磷量显著下降，但脱胶时间超过10min后，含磷量会出现不降反升的现象，而且趋势越来越明显。这是因为脱胶时间的延长会使磷脂的水化作用更充分，提高磷的脱除率，但时间继续延长会破坏本已形成的胶团，使磷的脱除率降低，从而提高脱胶油的含磷量。

2.5正交试验

根据单因素试验结果，以菜籽油含磷量为指标，考察脱胶温度、脱胶时间、超声功率、加水量4个因素，设计正交试验方案，运用极差法分析试验结果。选用L（3）正交试验设计，因素和水平如表1所示，正交试验结果如表2所示，极差分析如表3所示。

由表3可知，脱胶温度（A）、脱胶时间（B）、超声功率（C）、加水量（D）4个因素做极差分析可得到各因素对含磷量的影响从大到小为C、A、D、B，反应工艺优化条件为ABCD，即脱胶温度为50℃、脱胶时间为10min、超声功率为90W、加水量为8%。

2.6验证试验

按照正交试验最优方案对菜籽毛油进行脱胶验证试验，结果如表4所示，可以看出脱胶油脂含磷量为57.43mg/kg。

3结语

采用超声辅助对菜籽毛油进行水化脱胶的最佳工艺为脱胶温度50℃、脱胶时间10min、超声功率90W、加水量8%，此时，脱胶油脂含磷量为57.43mg/kg。用超声波辅助水化脱胶，缩短了水化脱胶时间，降低了脱胶温度，有利于提高精炼菜籽油的质量和降低生产成本。