树莓籽油脱胶工艺研究

2012-12-27 02:30张佰清
食品与机械 2012年3期
关键词:脱胶籽油树莓

张佰清 蔡 莹

(沈阳农业大学食品学院,辽宁 沈阳 110000)

树莓籽油脱胶工艺研究

张佰清 蔡 莹

(沈阳农业大学食品学院,辽宁 沈阳 110000)

为降低树莓籽油中磷脂含量,采用酸法脱胶的方法对树莓籽毛油进行脱胶试验,并考察工艺参数变化对树莓籽油品质的影响。结果表明,随着磷酸加入量、操作温度的增加,树莓籽油中磷脂的含量逐渐下降;通过响应面试验确定的最佳工艺条件为磷酸加入量为油重的0.11%,操作温度71℃,加水量为油重的3%,该条件下油脂中磷脂含量的实际值为0.000 92%,达到 GB/T 1532——2008标准要求。

树莓;籽油;脱胶;磷脂;酸法

树莓学名山莓,又名三月泡、四月泡、山抛子等,系蔷薇科蔷薇亚科悬钩子属的一种落叶灌木。在中国资源极为丰富。树莓含籽量较高,约占树莓鲜重的10%左右。树莓籽油是一种稀有的芳香油,其主要成分为亚油酸、α-亚油酸、油酸和棕榈酸。研究[1]表明,树莓籽油具有显著的抗齿龈炎、皮疹、湿疹和其他皮肤损伤的功能,在化妆品和药品等领域有很大的利用价值[2]。

脱胶是脱除油脂中含有胶体物质的工艺过程。在脱胶物质中主要是磷脂和与磷脂结合的钙、镁、铁等微量金属及其他杂质,它们对油脂制品的风味和稳定性及在使用时与油的起泡现象等有直接的关系;此外脱胶效果对后续的脱酸、脱色、脱臭、脱蜡工艺也有一定的影响。目前常用的脱胶方法有水化法和酸法两种。水化脱胶能够脱除油脂中的大部分胶质,但毛油中的磷脂和钙、镁、铁等金属复合物不易水化,而酸法脱胶不但可使磷脂水化,还可以将毛油中的金属离子络合物去除,使脱胶更为彻底,故本试验采用酸法进行脱胶。

1 材料与方法

1.1 试验材料

树莓籽油:本实验室自制;

氢氧化钠、85%磷酸:分析纯,天大化学试剂厂。

1.2 主要仪器与设备

紫外分光光度计:UV-2102PC,上海精密仪器有限公司;

离心机:TD3(800B)型,上海安亭科学仪器厂;

电热恒温水浴锅:HH-2型,江苏金坛阳光仪器厂;

磁力搅拌器:RW20,广州仪科试验室技术有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 毛油的提取 以石油醚为提取剂,将干燥粉碎后的树莓籽以料液比为1∶11(m∶V)混合,在30℃,100W的条件下超声波(频率40kHz)振荡30min,抽滤除去固体残渣,再旋转蒸发滤液至无石油醚流出,得到树莓籽毛油[3-5]。

1.3.2 毛油脱胶工艺 树莓籽油搅拌加热至70℃时,加入油重0.1%的浓度为85%的磷酸,混合5min后,加入浓度为8%的氢氧化钠进行调酸,待pH值到5~6时停止,然后加入油重2%的80℃的去离子水,缓慢搅拌15min后室温静置,分离除去去离子水,转速5 000r/min离心25min[6],得到树莓籽毛油。

1.3.3 酸法脱胶工艺的优化

(1)酸种类的确定:脱胶温度70℃,加水量为油重的3%,分别加入油重3%的柠檬酸、磷酸、醋酸、盐酸、柠檬酸+磷酸(1∶1),进行脱胶试验,考察不同酸对脱胶效果的影响。

(2)磷酸加入量对脱胶效果的影响:脱胶温度70℃,加水量为油重的3%,分别加入油重0.03%,0.05%,0.10%,0.15%,0.20%,0.25%的磷酸,进行脱胶试验,考察磷酸加入量对脱胶效果的影响。

(3)反应温度对脱胶效果的影响:加入油重0.1%的磷酸,加水量为油重的3%,脱胶温度分别控制为30,40,50,60,70,80℃,进行脱胶试验,考察反应温度对脱胶效果的影响。

(4)加水量对脱胶效果的影响:加入油重的3%的磷酸,反应温度70℃,分别加入油重的1%,2%,3%,4%,5%,6%的水,进行脱胶试验,考察加水量对脱胶效果的影响。

(5)响应面试验设计:以脱胶温度、酸加入量、加水量3个因素作为考察对象,以树莓籽油脱胶后油脂中的磷脂含量(Y)为响应值,再用响应面法分析并设计试验,以获得最佳工艺参数。

1.3.4 磷脂含量测定方法 参照文献[7]。

2 结果与分析

2.1 酸的选择

不同酸对树莓籽油脱胶的影响见表1。

表1 酸的种类对树莓籽油脱胶的影响Table 1 Acid type on the impact of raspberry seed oil degumming

由表1可知,磷酸脱胶效果明显好于其他的酸,故本试验采用磷酸进行脱胶试验。

2.2 响应面法研究树莓籽油脱胶工艺

根据单因素试验结果得出响应面试验的因素水平取值见表2,响应面试验设计及结果见表3。

表2 酸法脱胶响应面试验因素水平及编码Table 2 The levels and encoded of the response surface experimental of the acid degumming

2.2.1 树莓籽油脱胶效果响应面试验结果 对表3中不同条件下所测得的油脂中磷脂的含量,利用SAS 9.1统计软件进行回归拟合,得到脱胶后的树莓籽油中磷脂的含量(Y)的回归方程:

表3 树莓籽油脱胶响应面试验设计及结果Table 3 Results of response surface design for raspberry seed oil degumming

2.2.2 模型方差分析 利用SAS 9.1统计软件进行二次多元回归拟合,得到回归方程系数估计值,见表4。

表4 回归方程的方差分析 Table 4 Analysis of variance

由表4可知,3个因素的P值相差很大,对磷脂含量的影响顺序为磷酸加入量>温度>加水量。从方差分析可以看出模型P=0.012 515<0.05,表明该方程显著性较高,不同处理间的差异显著。模拟失拟项P=0.355 09>0.05模拟失拟项不显著,模型选择合适。由此可见,本试验的各试验因素之间的响应值的影响不是简单的线性关系。相关系数R2=94.30%>80%,这表明响应值的变化有94.30%来自所有的自变量,平方项极显著,模型显著,失拟项不显著,表明该方程对试验拟合好。

响应面的图形是响应值对各个因素X1、X2、X3所构成的三维空间曲面图形,通过这些三维的图形可以看出各参数和最佳工艺参数之间的相互作用。由图1~3可知,加水量、磷酸加入量对树莓籽油的脱胶效果影响最为显著,表现为曲线较陡。温度次之,相应表现为曲线较为缓和。

图1 Y = f( X1, X2)的响应面Figure 1 The response surface of Y = f( X1, X2)

图2 Y = ( X2, X3)的响应面Figure 2 The response surface of Y = ( X2, X3)

通过SAS9.1统计软件对所编写的程序进行分析,得到最佳工艺参数的临界值为 X10.158 877,X20.058 944,X30.038 14,相对应的反应的磷酸加入量为油重的0.107 9%,温度为70.589 4℃,加水量为油重的2.961 9%,该条件下的理论值为0.000 90%,由于在实际的操作中,条件很难如此精确,所以最终选择的反应条件:磷酸加入量为油重的0.11%,温度为71℃,加水量为油重的3%。在此条件下的实际值为0.000 92%(重复3次),真实值与理论值误差为0.000 02%。误差较小,脱胶效果良好。

图3 Y = f( X1, X3)的响应面Figure 3 The response surface of Y = f( X1, X3)

3 结论

树莓籽油脱胶后其磷脂含量显著下降,表明酸法工艺具有明显的脱胶效果,提升了树莓籽油品质。响应面试验确定的最佳工艺条件:磷酸加入量为油重的0.11%,温度为71℃,加水量为油重的3%,该条件下磷脂含量为0.000 92%,达到GB/T 1532——2008标准要求(磷脂含量小于油重的1%)。树莓籽油经过脱胶后油脂中的磷脂含量达到了国家标准,再经脱酸、脱色、脱臭后可以作为食用油食用。

1 李晓波,韩泽梅,张玉平,等.树莓种子油成分的研究[J].西南农业大学学报(自然科学版),2005,27(3):351~355.

2 刘建华,张志军,李淑芳,树莓中的有效成分的开发浅谈[J].食品科学,2004,25(10):78~80.

3 张佰清,公谱.超声波辅助提取红树莓籽油工艺优化[J].食品科学,2010,31(4):67~69.

4 高振鹏,岳田利,袁亚宏,等.超声波强化有机溶剂提取石榴籽油的工艺优化[J].农业机械学报,2008,39(5):77~80.

5 梁先长,李加兴,黄寿恩,等.火棘籽油提取工艺优化[J].食品与机械,2009,25(6):93~95.

6 冉军舰,卢奎,张玲丽,等.樱桃仁油的精炼工艺研究[J].中国粮油学报,2007,22(6):122~124.

7 万楚筠,黄凤洪,李文林.抗坏血酸-钼蓝光度法测定油脂中磷脂含量的研究[J].中国油脂,2006,31(4):46~49.

Raspberry seed oil degumming process

ZHANG Bai-qing CAI Ying

(College of Food Science,Shenyang Agricultural University,Shenyang,Liaoning110000,China)

The raspberry seed oil need to degum for the unrefined oil phosphate contents in 3.2%of the heavy for oil,more than 1%of the national standards.The degum experiment from Raspberry seed unrefined oil was done using the acid degumming process and process parameters on the quality of raspberry seed oil was investigated.The phospholipids content of raspberry seed oil gradually declining with the amount of phosphoric acid and the operating temperature increases,optimization the process conditions was done using response surface methodology.It was found that optimum process conditions were:phosphoric acid addition contents 0.11%to oil weight,operation temperature 71℃,water addition to oil weight 3%.Under these conditions,phosphorus content in the actual value of oil was 0.000 92%,conformed to the state standards.

raspberry;seed oil;degumming;phosphorus;acid

10.3969/j.issn.1003-5788.2012.03.001

张佰清(1966-),男,沈阳农业大学教授,博士。E-mail:sybaiqingxl@sina.com

2012-01-15

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