超声波辅助大豆毛油脱胶工艺的研究

程谦伟　孟陆丽　刘昭明

摘要：以大豆毛油为原料，用超声波进行水化脱胶，研究了超声功率、超声温度、超声时间和加水量等因素对大豆油磷脱胶后含量影响。结果表明，超声波辅助大豆毛油脱胶工艺的适宜条件为超声功率75 W，温度50 ℃，加水量为4%，超声时间8 min，在此条件下得到的大豆毛油磷含量为18.60 mg/kg。

关键词：大豆毛油；超声波；脱胶

中图分类号：TB559 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）06-1388-03

Ultrasonic Assisted Hydration Degum of Soybean Crude Oil

CHENG Qian-wei，MENG Lu-li，LIU Zhao-ming

（College of Biological and Chemical Engineering， Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou 545006，Guangxi，China）

Abstract： The effects of ultrasonic power， ultrasonic temperature， ultrasonic time and water volume on the phosphorus content in soybean oil were studied with orthogonal design when soybean crude oil was hydration degummed with ultrasonic. The results showed that the suitable conditions of soybean oil degum were ultrasonic power 75 W， ultrasonic temperature 50 ℃， water volume 4%， ultrasonic time 8 min. Under these conditions， the phosphorus content in degummed oil was 18.60 mg/kg. Key words： soybean crude oil； ultrasonic； degum

水化脱胶主要是脱除油脂中的磷脂， 磷脂会给油脂的储藏和品质、味道等方面带来负面影响，不仅会降低油脂使用价值和储藏稳定性，而且影响后续的精炼，因此为了延长油脂的储藏时间，提高品质和安全性，脱除油脂中磷脂是必不可少的[1]。超声波具有定向、反射和透射等特性，可以使许多理化过程急剧加速完成，因而被广泛应用于各个领域[2，3]。

本研究采用超声波对大豆毛油进行脱胶处理，研究了超声功率、超声温度、超声时间和加水量等因素对大豆油脱胶后磷含量的影响，并通过正交试验对超声波脱胶工艺进行了优化，为大豆毛油的脱胶探索新的道路提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 主要原料与试剂

大豆毛油；氧化锌（AR，台山市粤侨试剂塑料有限公司）、钼酸铵（CR，成都御河化工厂）、对苯二酚（AR，济南杰辉化工有限公司）等。

1.2 试验仪器

超声波发生器（上海普度生化科技有限公司），电子天平[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]，灰化炉（武汉亚华有限公司），鼓风干燥箱（上海智诚分析仪器制造公司），集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 大豆毛油脱胶工艺 取一定量的大豆毛油加入一定量的水，加热至一定温度后进行超声波脱胶处理，超声脱胶处理一定时间后静置0.5 h，然后在2 000 r/min离心20 min，得到水化脱胶油。

1.3.2 磷含量的测定 利用比色法测定油脂中的磷含量[4]。

利用磷标准溶液做标准曲线，得线性回归方程y=0.234 8x-0.000 3，R2=0.999 2。

根据被测溶液的吸光度在标准曲线查得磷含量后，可以按以下公式计算试样中的磷含量：

磷（mg/kg）=P×■×■

式中，P为标准曲线查得的磷含量（mg/kg）；V■为比色时所取的被测液体积（mL）；V■为样品灰化后稀释的体积（mL）；m为试样质量（g）。

1.3.3 单因素试验 ①加水量对脱胶效果的影响。在超声功率60 W、超声温度40 ℃、超声时间11 min时，考察加水量对脱胶效果的影响。②超声功率对脱胶效果的影响。在超声温度为35 ℃、超声时间10 min、加水量6%的条件下，分别考察不同超声功率对脱胶效果的影响。③超声温度对脱胶效果的影响。在超声功率为60 W、超声时间10 min、加水量6%的条件下，分别考察不同超声温度对脱胶效果的影响。④超声时间对脱胶效果的影响。在超声功率60 W、加水量6%、超声温度40 ℃的条件下，分别考察不同超声时间对脱胶效果的影响。

1.3.4 正交试验 根据单因素试验结果，以大豆油磷含量为检测指标，选取超声温度、 加水量、 超声功率这3个因素，采用L9（34）正交试验进行优化，其因素与水平见表1。

2 结果与分析

2.1 加水量对脱胶效果的影响

由图1可知，加水量为6%时，脱胶油的磷含量最低。在一定范围内加水量增加脱胶效果好，这是因为胶粒膨胀充分，适量的水能形成稳定的水化混合双分子层结构，使絮凝效果良好，当加水量大于6%时，脱胶油中磷含量相对于加水量为6%时略有上升，同时炼耗增大[5]。

2.2 超声功率对脱胶效果的影响

由图2可知，随着超声功率的提高，初时脱胶油含量下降而后变化趋于平缓，当超声功率为120 W时，磷含量最低，但是此时油脂乳化现象明显增大，导致炼耗急剧增加，因而在此条件下超声功率选取75 W为宜。

2.3 超声温度对脱胶效果的影响

由图3中可知，脱胶油磷含量先随着超声温度的升高而下降，在超声温度为40 ℃时磷含量最低，而后随着超声温度的提高磷含量又有所提高。

2.4 超声时间对脱胶效果的影响

由图4可知，随着超声时间的延长脱胶油的磷含量先下降，当时间为8 min时，试样中磷含量最低，而后磷含量则随着时间延长呈上升趋势。这可能是时间过短，磷脂颗粒没有完全与水作用，所以油脂的磷脱除率较低，但超声时间过长可能会导致聚集的胶团重新分散，同样不利于大豆毛油脱胶，会使脱胶油的磷含量上升。

2.5 正交试验结果

由表2中可知，最优方案为A3B1C2，即超声温度为50 ℃，超声功率为75 W，加水量为4%，各因素对磷含量的影响大小次序为超声温度、超声功率、加水量。

查表得F临界值F0.05（2，2）=19.00，F0.01（2，2）=99.00，由表3可以看出，超声温度、超声功率对大豆毛油脱胶效果的影响显著，加水量对大豆毛油脱胶效果的影响不显著。在正交试验得到的优方案下对大豆毛油进行超声水化脱胶处理，所得脱胶油的磷含量为18.60 mg/kg，精炼率为95.68%。

3 结论

本研究通过试验确定大豆毛油超声波水化脱胶的适宜条件为超声温度为50 ℃，超声功率为75 W，加水量为4%，超声时间8 min，在此条件下制得脱胶油的磷含量为18.60 mg/kg，精炼率为95.68%。用超声波水化脱胶，不仅大大缩短了水化脱胶时间，而且油脂损耗率低，具有较高的开发价值和发展空间。

参考文献：

[1] 赵国志，刘喜亮，刘智峰.油脂脱胶技术[J].粮食与油脂，2004（1）：3-8.

[2] 王 君，韩建涛，张 扬.超声技术在化工生产中的应用[J].当代化工，2002，31（4）：187-189.

[3] 韩 伟，叶亚婧，雷祖海，等.超声波在活性成分提取中的应用进展[J].机电信息，2011，（20）：33-38.

[4] 王苏闽.植物油中磷脂含量的比色法测定[J].粮油食品科技，2002，10（3）：39-40.

[5] 李孝莉，李丽华，张金生，等.黄瓜籽油脱胶工艺研究[J].农业机械，2011（8）：68-70.

2.3 超声温度对脱胶效果的影响

由图3中可知，脱胶油磷含量先随着超声温度的升高而下降，在超声温度为40 ℃时磷含量最低，而后随着超声温度的提高磷含量又有所提高。

2.4 超声时间对脱胶效果的影响

由图4可知，随着超声时间的延长脱胶油的磷含量先下降，当时间为8 min时，试样中磷含量最低，而后磷含量则随着时间延长呈上升趋势。这可能是时间过短，磷脂颗粒没有完全与水作用，所以油脂的磷脱除率较低，但超声时间过长可能会导致聚集的胶团重新分散，同样不利于大豆毛油脱胶，会使脱胶油的磷含量上升。

2.5 正交试验结果

由表2中可知，最优方案为A3B1C2，即超声温度为50 ℃，超声功率为75 W，加水量为4%，各因素对磷含量的影响大小次序为超声温度、超声功率、加水量。

查表得F临界值F0.05（2，2）=19.00，F0.01（2，2）=99.00，由表3可以看出，超声温度、超声功率对大豆毛油脱胶效果的影响显著，加水量对大豆毛油脱胶效果的影响不显著。在正交试验得到的优方案下对大豆毛油进行超声水化脱胶处理，所得脱胶油的磷含量为18.60 mg/kg，精炼率为95.68%。

3 结论

本研究通过试验确定大豆毛油超声波水化脱胶的适宜条件为超声温度为50 ℃，超声功率为75 W，加水量为4%，超声时间8 min，在此条件下制得脱胶油的磷含量为18.60 mg/kg，精炼率为95.68%。用超声波水化脱胶，不仅大大缩短了水化脱胶时间，而且油脂损耗率低，具有较高的开发价值和发展空间。

参考文献：

[1] 赵国志，刘喜亮，刘智峰.油脂脱胶技术[J].粮食与油脂，2004（1）：3-8.

[2] 王 君，韩建涛，张 扬.超声技术在化工生产中的应用[J].当代化工，2002，31（4）：187-189.

[3] 韩 伟，叶亚婧，雷祖海，等.超声波在活性成分提取中的应用进展[J].机电信息，2011，（20）：33-38.

[4] 王苏闽.植物油中磷脂含量的比色法测定[J].粮油食品科技，2002，10（3）：39-40.

[5] 李孝莉，李丽华，张金生，等.黄瓜籽油脱胶工艺研究[J].农业机械，2011（8）：68-70.

2.3 超声温度对脱胶效果的影响

由图3中可知，脱胶油磷含量先随着超声温度的升高而下降，在超声温度为40 ℃时磷含量最低，而后随着超声温度的提高磷含量又有所提高。

2.4 超声时间对脱胶效果的影响

由图4可知，随着超声时间的延长脱胶油的磷含量先下降，当时间为8 min时，试样中磷含量最低，而后磷含量则随着时间延长呈上升趋势。这可能是时间过短，磷脂颗粒没有完全与水作用，所以油脂的磷脱除率较低，但超声时间过长可能会导致聚集的胶团重新分散，同样不利于大豆毛油脱胶，会使脱胶油的磷含量上升。

2.5 正交试验结果

由表2中可知，最优方案为A3B1C2，即超声温度为50 ℃，超声功率为75 W，加水量为4%，各因素对磷含量的影响大小次序为超声温度、超声功率、加水量。

查表得F临界值F0.05（2，2）=19.00，F0.01（2，2）=99.00，由表3可以看出，超声温度、超声功率对大豆毛油脱胶效果的影响显著，加水量对大豆毛油脱胶效果的影响不显著。在正交试验得到的优方案下对大豆毛油进行超声水化脱胶处理，所得脱胶油的磷含量为18.60 mg/kg，精炼率为95.68%。

3 结论

本研究通过试验确定大豆毛油超声波水化脱胶的适宜条件为超声温度为50 ℃，超声功率为75 W，加水量为4%，超声时间8 min，在此条件下制得脱胶油的磷含量为18.60 mg/kg，精炼率为95.68%。用超声波水化脱胶，不仅大大缩短了水化脱胶时间，而且油脂损耗率低，具有较高的开发价值和发展空间。

参考文献：

[1] 赵国志，刘喜亮，刘智峰.油脂脱胶技术[J].粮食与油脂，2004（1）：3-8.

[2] 王 君，韩建涛，张 扬.超声技术在化工生产中的应用[J].当代化工，2002，31（4）：187-189.

[3] 韩 伟，叶亚婧，雷祖海，等.超声波在活性成分提取中的应用进展[J].机电信息，2011，（20）：33-38.

[4] 王苏闽.植物油中磷脂含量的比色法测定[J].粮油食品科技，2002，10（3）：39-40.

[5] 李孝莉，李丽华，张金生，等.黄瓜籽油脱胶工艺研究[J].农业机械，2011（8）：68-70.