大豆润滑油抗氧化性的研究

齐 颖，邵 弘，孙 博，周晓丹，于殿宇，*

（1.东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030；2.国家大豆工程技术研究中心，黑龙江哈尔滨150050）

大豆润滑油抗氧化性的研究

齐 颖1，邵 弘2，孙 博1，周晓丹1，于殿宇1，*

（1.东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030；2.国家大豆工程技术研究中心，黑龙江哈尔滨150050）

利用氢化后的大豆油作为食品加工行业中的绿色润滑油基油，研究其在不同条件下的抗氧化性。实验结果表明：化学改性后的大豆润滑油在25℃、避光下保存较为适宜；其在使用过程中的抗氧化性明显要比大豆油好，随着温度的升高，过氧化值和酸值都升高。在60℃下添加6%的TBHQ作为润滑油添加剂，效果最佳，抗氧化性显著增强，保证了无毒性，使用周期预计为六个月。

大豆油，润滑油，过氧化值，酸值

近年来，食品安全问题已经成为全球热点。食品安全问题涉及到经济、法律甚至国际间的贸易。由此可见，食品安全的重要性不容忽视。随着人类社会进步，绿色环保可再生资源的开发显得尤为重要，尤其在食品加工过程中，由于润滑油的飞溅、泄漏使食品安全受到了严重威胁。目前为止，对植物油研制绿色润滑油基油的研究工作已经有了很大进展。绿色润滑油是指其在满足润滑油使用性能基础上，润滑油本身及耗损产物对生态环境不造成危害，或在一定程度上为环境所容许，并且自身是可再生资源［1］。润滑油由基础油和添加剂组成，一般情况下基础油占86%以上［2］。利用植物油制取润滑油基油具有以下优点：植物油是可再生资源［3］，具有极好的生物降解性［4］；具有良好的润滑性能［5-6］；无毒性，是一种清洁而丰富的原料。但由于其氧化稳定性较差，植物油一般不直接用作润滑油［7］。大豆油具有良好的润滑性能及高粘度指数和低挥发性，是一种新型可替代能源。大豆油中富含多不饱和脂肪酸，容易被氧化。因此，大豆油不能直接作为润滑油基础油使用，需要对其进行改性。化学改性后的大豆油抗氧化稳定性加强，可用于食品加工机械中，为食品安全提供保障。本课题旨在以化学改性后研制成的大豆润滑油为研究对象，在不同条件下对其过氧化值和酸值进行测定，研究其过氧化值和酸值的变化趋势，为大豆润滑油在食用型机械运作的应用中提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

氢气 纯度＞99.9%，哈尔滨黎明气体有限公司；硫代硫酸钠、95%乙醇、TBHQ 天津市东丽区天力化学试剂有限公司；碘化钾 天津市永大化学试剂开发中心；乙醚 天津市科密欧化学试剂开发中心；氢氧化钾 天津市东天正精细化学试剂厂；钯碳上海迅凯化工科技有限公司；可溶性淀粉 天津市光复精细化工研究所；以上试剂均为分析纯；Pd/C工业品，上海迅凯化工科技有限公司。

恒温水浴锅 上海申生科技有限公司；YHW1104远红外恒温干燥箱 天津北华仪器厂；低速离心机 北京医用离心机厂；电子分析天平 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；自制高压釜。

1.2 实验方法

1.2.1 原料及质量指标 大豆三级油（九三粮油工业集团有限公司）。指标如下：酸值（AV）：0.8mg KOH/g；过氧化值（POV）：5.5mmol/kg；水分及挥发物：0.07%；不溶性杂质：0.04%；溶剂残留量（mg/kg）：无。

1.2.2 样品制备 取90g大豆三级油和0.06%的催化剂钯碳置于自制高压釜中，氢化后放入70℃恒温水浴锅中预热30min，转速为3000r/min，反应30min后离心10min，转速为4000r/min。取出上层清液，即得到大豆润滑油样品75g。共制取4次，得300g试样。制取的大豆润滑油指标：过氧化值5.6mmol/kg；粘度23Pa·s。

1.2.3 实验方法 取7个250mL烧杯各加入35g试样，分别置于常温和60、80、100℃的恒温干燥箱中，其余三个试样分别加入添加剂TBHQ3%、6%和9%（用1mL无水乙醇溶解TBHQ后加入到试样中），置于60℃恒温干燥箱中，每隔1周测定各试样的过氧化值以及测定没有添加抗氧化剂试样的酸值，共测6周。以原料大豆油做空白实验。

1.2.4 过氧化值（POV）的测定 按国家标准GB/T5538-95执行，结果表示为每千克油脂中过氧化物氧的毫摩尔数（mmol/kg）。

1.2.5 酸值（AV）的测定 按国家标准GB/T5530-98执行，结果表示为1g油脂消耗氢氧化钾的质量（mg）。

2 结果与分析

2.1 不同温度下大豆润滑油和大豆油抗氧化性的研究

存放温度分别为25、60、80、100℃，结果如图1～图4所示。

图1 不同温度下大豆润滑油POV值的变化

图2 不同温度下大豆油POV值的变化

图1～图4表明，在不同温度下，化学改性后的大豆润滑油的抗氧化性比原料大豆油的要好；随着温度的升高，大豆润滑油和大豆油的POV值和AV值都升高；温度越高，升高的趋势越快；在25℃时，样品油的酸值和抗氧化值升高得比较缓慢，所以样品油可以在此温度下较好保存。

图3 不同温度下大豆润滑油AV值的变化

图4 不同温度下大豆油AV值的变化

以上结果表明：在相同时间下，大豆润滑油和大豆油的POV值和AV值与加热的温度有关。原因可能是由于温度越高，所产生的热量越大，对油脂的稳定性影响越大，脂肪酸尤其是不饱和脂肪酸的分解断裂产生的小分子化合物进一步氧化产生有机酸的缘故。

2.2 不同抗氧化剂加入量对大豆润滑油抗氧化性的影响

60℃时，向样品油中分别加入3%、6%、9%的抗氧化剂TBHQ（叔丁基对苯二酚），同时做空白实验，研究样品油的抗氧化性，结果如图5所示。

图5 60℃时添加不同量的抗氧化剂对大豆润滑油的影响

根据图5可以看出，添加抗氧化剂之后，大豆润滑油的抗氧化性显著提高，6%和9%添加量的大豆润滑油抗氧化性比添加3%的强；6%和9%添加量的两个油样相对比，其POV值的变化差别不是很大。这可能是由于抗氧化剂的添加量达到一定量的时候，其抗氧化效果与其添加量已不成正比。因此，60℃时，向大豆润滑油中添加6%的抗氧化剂TBHQ较适宜。

2.3 25℃条件下避光保存对大豆润滑油抗氧化性的影响

根据图6可以看出，25℃时避光保存样品油的抗氧化性比自然放置的稍强，作用较明显。这是因为大豆润滑油受光照的影响，发生了复杂的化学变化，导致了油的劣变。因此，大豆润滑油在常温避光下保存较为适宜，这样可延缓油的氧化速度。

图6 25℃时避光保存对大豆润滑油抗氧化性的影响

3 结论

大豆润滑油比化学改性前的大豆油的抗氧化性能好，大豆润滑油在25℃下避光保存较为适宜。在不同条件下大豆润滑油的POV值有明显差异，随着温度的升高，时间的延长，POV值和AV值都上升，抗氧化性能下降。在食品加工机械温度为60℃时，向大豆润滑油中添加6%的抗氧化剂TBHQ，可以达到良好的抗氧化效果，而且保证了无毒性。使用周期预计为六个月。

［1］邵弘.大豆油脂制备绿色润滑油前景分析［J］.大豆通报，2008（3）：40-42.

［2］白杨，杜继超.植物油型润滑油研究概况［J］.科技创新导报，2009（3）：14-16.

［3］白杨，赵灵聪，柴功成，等.植物油作为绿色润滑基础油的研究进展［J］.武汉工业学院学报，2009，6（2）：49-52.

［4］Novick N J，Mehta P G，Mcgoldrick P B.Assessment of the biodegradability of mineral oil and synthetic ester based stock using CO2ultimate biodegrability tests and CEC-L33-T-82［J］. Synl Lubr，1996，13（1）：67-83.

［5］Odi-Owei Steren.Tribological properties of some vegetable oils and fats［J］.Lubrication Engineering，1989，45（11）：685-690.

［6］Jorsmo M.Vegetable oils as a base for lubricant［J］. Collecological and Economical Aspects of Tribology，1991：1-9.

［7］景恒，陈立功，程鹏，等.菜籽油酯化制备润滑油基础油的研究［J］.能源研究与信息，2004，16（3）：179-184.

Study on anti-oxidation activity of soybean-lubricant oil

QI Ying1，SHAO Hong2，SUN Bo1，ZHOU Xiao-dan1，YU Dian-yu1，*
（1.School of Food Science and Technology，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；2.National Research Center of Soybean Engineering and Technology，Harbin 150050，China）

Hydrogenated soybean oil was used as the green lubricant base oil in food processing industry，the oxidation resistance under different conditions was researched.Results showed that：it was more appropriate to save the hydrogenated soybean-lubricant oil at 25℃and dark.And it was more obvious than soybean oil on antioxidation activity in the process of using.POV and AV were elevated with the temprature increased.The optimum conditions were obtained that adding 6%TBHQ as the lubricant additive at 60℃，and the anti-oxidation activity enhanced obviously，it assured of non-toxic.The cycle time was expected within six months.

soybean oil；lubricant oil；POV；AV

TS225.1+3

A

1002-0306（2011）02-0121-03

2010-03-22 *通讯联系人

齐颖（1985-），女，在读硕士研究生，研究方向：粮食、油脂及植物蛋白工程。

黑龙江省科技攻关计划项目（GB07B404）。