第六章 植物油脂加工

第六章植物油脂加工

本章主要内容1.油料2.油料的前处理3.植物油脂的提取4.植物油脂的精炼5.油脂的深加工一、油料油料：凡植物种籽或粮食加工副产物中含油率达10%以上，具备工业提取价值的统称为植物油料。根据植物油料的植物学属性，植物油料分成4类：草本油料：常见的有大豆、油菜子、棉子、花生、芝麻、葵花子等。木本油料：常见的有棕榈、椰子、油茶子等。农产品加工副产品油料：常见的有米糠、玉米胚、小麦胚芽。野生油料：常见的有野茶子、松子等。蛋白质：30％～45％油15.5％～22.7％大豆油菜籽油33％～48％蛋白质：20％～30％含油40％～50％含蛋白质25％～30％含仁率：65％～75％花生葵花籽含油29％～30％含壳30％～40％仁中含油45％～55％全仔含油45％～54％含壳22％仁中含蛋白质21％～31％含油率45％～63％其中含油酸43％含亚油酸43％蛋白质19％～31％芝麻油脂：油脂即甘油三脂肪酸脂，又称脂肪，包括动物脂和植物油，是人类食品三大主要营养成分之一。构成油脂的脂肪酸主要有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两大类。●最常见的饱和脂肪酸有软脂酸、硬脂酸、花生酸等；甘油三酸酯中饱和脂肪酸含量较高时，在常温下呈固态而称之为脂。●不饱和脂肪酸有油酸、亚油酸、亚麻酸、芥酸等。甘油三酸酯中不饱和脂肪酸含量较高时，在常温下呈液态而称之为油；蛋白质油籽中的蛋白质含量丰富，且蛋白质组成中的人体必需氨基酸种类齐全。蛋白质的性质对制油工艺有很大的影响。例如：蛋白质吸水膨胀增加料坯的可塑性；在加热、干燥、高压或酸碱、酒精和尿素等作用下会发生变性使塑性降低。磷脂磷脂的吸湿性强，能够吸收水分，引起微生物生长，导致油脂腐败；磷脂在高温下还会发生结构变化，导致油脂变色，降低油脂的品质。色素纯净的甘油三酸酯是无色的液体。但植物油脂带有色泽，有的毛油甚至颜色很深，这主要是各种脂溶性色素引起的。油料种子的色素一般有叶绿素、类胡萝卜素、黄酮色素及花色苷等。个别油子中还含有一些特有的色素，如棉子中的棉酚等。蜡

蜡是高分子的一元脂肪酸和一元醇结合而成的酯，主要存在于油子的皮壳内，且含量很少。但米糠油中含蜡较多。蜡能溶于油脂中，溶解度随温度升高而增大，在低温会从油脂中析出影响其外观，另外，蜡会使油脂的口感变劣，降低油脂的食用品质。糖类糖类是含有醛基和酮基的多羟基的有机化合物，主要存在于油料种子的皮壳中，仁中含量很少。糖在高温下能与蛋白质等物质发生作用，生成颜色很深且不溶于水的化合物(美拉德反应)。在高温下糖的焦化作用会使其变黑并分解。维生素植物油料含有多种维生素，但制取的油脂中主要有脂溶性的维生素E，维生素E能防止油脂氧化酸败，增加植物油的储藏稳定性。其他物质油料种子中除含有上述化学成分外，还含有甾醇、灰分以及烃类、醛类、酮类、醇类等物质，这些物质的含量很小且对油脂生产的影响很小。个别油料中含有一些特殊成分，如大豆中含脲素酶、胰蛋白酶抑制素、凝血素，棉子中有棉酚，芝麻中有芝麻酚、芝麻素和芝麻酚林，花生中有黄曲霉毒素，菜子中有含硫化合物等。二、油料的前处理植物油料的预处理包括油料的清理除杂和制坯。清理包括油料的清选、脱绒、脱壳与去皮，制坯包括破碎、软化、轧坯、蒸炒。2.1清理油料清理是指利用各种清理设备去除油料中所含杂质的工序的总称。清理后油料不得含有石块、铁杂、绳头、蒿草等大型杂质。2.2脱绒目的：①提高出油率及毛油和饼粕质量棉籽不脱绒就制油，棉短绒在制油过程中会吸收一定量的油脂，降低出油率，增加油分总消耗。而且棉短绒中还含有一定数量的蜡，既影响毛油的质量，棉籽饼粕也因含有棉绒而导致使用价值降低。因此，棉籽脱绒后再制油可提高出油率及毛油和饼粕的质量。②提供工业原料，增加经济效益棉短绒在轻工、化工、国防工业均有广泛的用途。要求：分道脱绒、清除杂质、不损伤棉籽、残绒适当2.3剥壳目的：①提高出油率在一般情况下，油料的皮壳主要由纤维素和半纤维素组成，含油量极少，如果带壳压榨或浸出，或者仁中含壳多，则皮壳会吸取一部分油脂，影响出油率。②提高设备处理量

③减轻对设备的磨损④提高毛油和饼粕质量油料的皮壳都不同程度地带有一些色素和蜡。若仁中含壳多，会影响油脂的外观、滋味、气味、色泽和透明度。⑤有利于轧胚皮⑥皮壳可综合利用例如，棉籽壳可以水解生产糠醛，棉籽壳、椰子壳和桐籽壳可生产活性碳，葵花籽壳可以制纤维板等。要求：壳中含仁率剥壳效率仁中含壳率摩擦、撞击、剪切、挤压、气流冲击等方法2.4去皮油料去皮油料的种皮主要由纤维素和半纤维素组成，去皮后制油可得到蛋白质含量高的饼粕，利于食用或提取蛋白质。同时，一般油料的皮含油极少，还带有色素，故去皮后制油可提高出油率，并改善油脂色泽。因此，油料去皮对饼粕的综合利用、油脂制取和油脂加工等方面，都具有重要的意义。一般油料种皮较薄，与籽仁的结合附着力也较强，如大豆的豆皮、花生的红衣都紧贴在籽仁上，使用一般的方法很难使皮和仁分离，特别是小颗粒的油菜籽、芝麻更难使其皮仁分离，不过掌握油料的一些特性，使用适合的去皮设备和工艺，还是能够去皮的。

原理种皮和籽仁的主要成分不同。籽仁中纤维素和半纤维素含量很低，其主要成分为脂肪和蛋白质，而种皮主要由纤维素和半纤维素组成。油料干燥冷却脱皮风选去皮脱皮油料2.5制坯(p213)2.5.1破碎目的：一种是大颗粒油料必须进行破碎，如花生、大豆、桐籽等。其次对大颗粒油料进行水分和温度的调节比较困难，以致于至于油料水分和温度内外不均，达不到所需要的可塑性，也就制备不出符合要求的生胚，从而影响油脂的制取。另一种是预榨饼或一次压榨后的饼也必须进行破碎，使大的饼块成为较小的饼块，才利于浸出制油或经水分温度调节和轧胚后进行二次压榨制油。要求：破碎后粒度均匀，不出油，不成团，粉末少。水分过低将增大粉末度，粉末过多，容易结团；水分过高，油料不容易破碎，易出油。2.5.2软化

软化是调节油料的水分和温度，使油料可塑性增加的工序。软化的目的在于调节油料的水分和温度，改变其硬度和脆性，使之具有适宜的可塑性，为轧粒和蒸炒创造良好操作条件。

软化操作应视油料的种类和含水量，正确地掌握水分调节、温度及时间的控制。一般水分含量高时，软化温度应低一些；反之软化温度应高一些。软化时间应保证油料吃透水气，温度达到均匀一致。要求软化后的油料碎粒具有适宜的弹性和可塑性及均匀性。2.5.3轧坯（P217）轧坏利用机械压制成片状物料的工序。轧胚后的胚片称为生坯；生胚经蒸炒合格后称为熟坯目的

①破坏细胞结构提取细胞内的油脂，就需破坏细胞壁。油料的轧胚就是借助轧辊的碾压和油料细胞之间的相互挤压作用，将油料由粒状压成片状，从而使细胞壁受到破坏。②缩短油路颗粒油料经轧胚成薄片后，大大缩短了油脂从油料中被提取出来的路径，从而为压榨或浸出制油工序提供了有利的条件。③有利于蒸炒由于油料被轧制成薄片后，表面积增大、厚度减小使得料胚在蒸炒中既便于吸收水分和热量，又便于水分的蒸发，从而更有利于料胚中蛋白质的变性和细胞性质的改变。2.5.4蒸炒蒸炒是将生坯经过加水(湿润)、加热(蒸坯)、干燥(炒坯)等处理，使之成为熟坯的工艺过程。在蒸炒过程中，料胚的结构在破碎工序和轧胚工序受到初步破坏的基础上，继续发生一系列变化。例如，细胞进一步受到破坏，蛋白质凝固变性，磷脂、棉酚的离析、结合等，这些变化不仅有利于油脂从料胚中被提取出来，而且有利于毛油质量的提高。蒸炒的作用（1）破坏细胞蒸炒时，由于细胞中蛋白质等成分的表面具有极强的亲水基，当对生胚进行湿润时，水分便渗透进入完整的细胞内部，被蛋白质等成分吸收，并产生膨胀，在加热和机械搅拌的联合作用下，使细胞壁破裂，油体原生质外流。

(2)使蛋白质凝固变性蒸炒过程中，在温度和水分的作用下，蛋白质的亲水基吸水膨胀，稳定的结构受到破坏而变性，这时蛋白质的亲水基互相吸引而凝聚，导致其结构重新排列。这样，原来被包围在球蛋白内部的油脂被翻到外围。因此，油脂就比较容易被提取出来。实验和生产都已证明，蛋白质变性程度越高，出油率也越高。影响因素：温度，水分，蒸炒时间(3)使磷脂吸水膨胀磷脂与油脂一样，当它和蛋白质的疏水基团结合在一起时，主要存在于其内部。当蒸炒时，由于蛋白质凝固变性，其结构受到破坏，从而使与蛋白质疏水基团结合在一起的磷脂被“释放”出来。热榨大豆油较冷榨大豆油中的磷脂含量较高。但是，如果在蒸炒过程中使料坯尽量“吃足”水分，并让其内的这一部分磷脂首先吸水膨胀而成凝聚状态，此时经吸水膨胀而凝聚的磷脂就不再溶于油脂之中，因此，在制油时这些磷脂就留于饼粕之内而减少了其在毛油中的含量。

(4)使棉酚与蛋白质相结合

棉仁中通常含有1.4～2.1％(以干物料计)的棉酚。棉壳中也含有少量的棉酚(一般小于0.01％)。由于棉酚在湿润蒸炒过程中受到水、热和空气的作用，会产生很复杂的化学变化。这些变化将直接影响到毛油的色泽、精炼过程中脱除棉酚的难易程度，同时对精炼率也有影响。游离棉酚能与蛋白质结合生成结合棉酚。它的着色能力也很强。因蛋白质不溶于或极难溶于油脂，所以这种结合棉酚只能留于固体物料中，因已失去毒性，故可用作饲料。因此，蒸炒过程中棉酚与蛋白质形成结合棉酚是我们所希望的。不过，被结合的那部分蛋白质已失去营养价值。(5)其他作用

①降低油脂粘度在蒸炒时，由于加热作用可使料胚保持较高的温度，使其内油脂的粘度降低，从而增大了油脂的流动性。因此，制油时油脂就容易被提取出来。②调整料胚的可塑性在蒸炒过程中，通过水分和温度的调节作用，可使料胚具有适宜的可塑性和抗压力，以适应于不同榨膛压力的榨油机压榨制油。③对酵素的破坏作用蒸炒过程中，由于提高了温度，使料胚内存在的酵素(酶)受到破坏，并可杀死微生物。蒸炒工艺总的工艺要求：高水分蒸胚,蒸炒均匀,保证足够的蒸炒时间，做到水分含量低、温度高时紧接后续的压榨工序。湿润蒸炒法湿润、蒸发、炒坯高水分蒸炒法（16%~20%）三、植物油脂的提取3.1压榨法制油压榨法取油属于物理方法，是利用压榨设备巨大的压力将油脂从油料细胞中挤压出来的方法。大豆冷压榨工艺P238压榨法制油的基本原理压力压榨法制油的黏度三要素油饼成型决定榨料排油的主要动力和可能条件决定榨料排油的必要条件。油饼的形成过程：在压榨取油过程中，油饼的形成是在压力作用下，料坯粒子间随着油脂的排出而不断挤紧，由粒子间的直接接触、相互间产生压力而造成某粒子的塑性变形，尤其在油膜破裂处将会相互结成一体。榨料已不再是松散体而开始形成一种完整的可塑体，称为油饼。压榨制油的必要条件

1、物料条件：料坯越薄越好，榨料中应含的纤维成分要多些，榨料温度要较高些。2、合适的压力：临界压力或极限压力。3、榨料的受压状态：静态受压和动态受压。4、施压速度及压力变化规律：先轻后重、轻压勤压。5、足够的压榨时间：压榨时间长，流油净，出油率高。6、压榨过程的保温：温度变化将直接影响到榨料的可塑性及油脂的粘度。

浸出法制油：是利用能溶解油脂的溶剂，通过润湿渗透、分子扩散和对流扩散的作用，将料坯中的油脂浸提出来，然后再将混合油分离取得毛油，将含溶剂豆粕脱溶得到豆粕的过程。原理：分子扩散和对流扩散优点：（与压榨法相比）

缺点：出油率高；一次性投资较大；粕和毛油的质量较高；浸出溶剂生产安全性差加工成本低，劳动强度小。毛油含有非脂成分数量较多多，色泽深，质量较差。

3.2浸出法制油溶剂的选择

1、能在室温或低温下以任何比例溶解油脂。2、溶剂的选择性要好。浸出制油过程中除可溶解油脂外，不溶解其它成分。3、对光、水、热等具有化学稳定性，不会分解成有毒物质。与设备材料等均不发生反应。4、沸点低、比热小、汽化潜能亦小，易从粕和油中被回收。5、溶剂的纯度要高、沸点范围要窄。6、溶剂本身无毒性、无异味，呈中性，以确保卫生要求与防止污染。7、来源丰富、价格低廉，适应大量生产的要求。

浸出影响因素：（1）料坯的内部、外部结构，厚度，水分含量（2）浸出温度50~55℃（3）溶剂(或混合油)的渗透速率;（4）混合油的浓度;（5）湿粕含溶量（6）溶剂比油脂工业开发应用超临界CO2作为萃取剂。纯净物质要根据温度和压力的不同，呈现出液体、气体、固体等状态变化，如果提高温度和压力，来观察状态的变化，那么会发现，如果达到特定的温度和压力，会出现液体与气体界面消失的现象，该点被称为临界点。在临界点附近，会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。温度和压力均高于临界点时的流体，称为超临界流体.如二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水等

CO2超临界流体萃取技术的优点：1.可以在较低温度和无氧条件下操作，保证了油脂和饼粕的质量。2.对人体无毒性，且易除去，不会造成污染，食用安全性高。3.整个加工过程中，原料不发生相变，有明显的节能效果。CO2超临界流体萃取分离效率高。4.具有良好的渗透性、溶解性和极高的萃取选择性。通过调节温度、压力，可以进行选择性提取。5.成本低，不燃，无爆炸性，方便易得。四、植物油脂