闫军剑,高 健,周万祥
(中粮东海粮油工业<张家港>有限公司,张家港215634)
棕榈油是市场上生产量和消费量最大的植物油品种,在国际贸易中,棕榈油占据着植物油贸易的最大比重,是世界三大植物油之一。棕榈油是从棕榈的果肉制取的油,其中不饱和脂肪酸大约有50%,无反式脂肪酸,和酸质不能进行有效的聚合,棕榈油能够有效地被人体消化和吸收,吸收率能够达到97%[1],棕榈油比其它的食用油更加健康,它不含胆固醇,对于人体健康有很多益处,在日常生活中,可用于食物的煎炸和烧烤。在食品工业中,棕榈油也被广泛地应用加工,可以制成酥油、煎炸油脂等专用油脂[2]。
根据美国农业部发布的数据显示,2019年度全球棕榈油产量继续保持增长态势,达到7569万t,同比增长2.4%。2019年我国棕榈油进口量出现明显上升,达到561万t,同比增长12.8%。我国棕榈油进口、加工区域主要集中在华北(天津、山东)、华东(张家港、泰兴、宁波)、华南(黄埔、深圳、厦门等广州周边地区),随着进口量逐年增多,大量船舶靠泊的联检压力对检测人员来说是很大的考验,而棕榈油重要的三个指标:熔点、水分、碘价,又因为熔点检测耗时长,误差大,对检测人员的技能要求较高。针对棕榈油熔点的研究必须要持续进行,研究熔点的测定方法能够为今后测定棕榈油熔点提供数据支持,在工艺上提供更加科学的工艺参数,把棕榈油的熔点测定得更加准确,有利于满足市场需要[3]。
棕榈油存在不同的熔点,这就导致了其组成部分不同,甘油酯中脂肪酸在组成上存在差异,对棕榈油进行熔点的检测能够更好地保证油的品质和纯度,有利于棕榈油的合理利用[4]。目前SN/T 0801.5-2015出口动植物油脂检验方法第5部分熔点检测方法已经在2019-12-31废止;GB/T 12766-2008只适用于动物油脂熔点的检测;GB/T 5536需要将毛细玻璃管一端火焰塑封;GB/T 24892附录A适用于棕榈油样品熔点的测定,需要放入10℃±1℃的恒温水浴中。一般进出口棕榈油熔点的检测会指定用AOCS Cc3-25美国油脂化学家学会标准。
本文重点研究AOCS Cc3-25检测过程中的影响因素与快速测定法的对比。
毛细管:内径1mm,直径50~80mm(上海欣鹏玻璃仪器);
温度计:经校正精确到0.1℃;
磁力加热搅拌器:C-MAG HS7(德国IKA);
冰箱:冷藏室温(4℃~10℃);
烘箱:FD115德国宾德;
烧杯:600mL;
棕榈液油(24℃),棕榈油(33℃),棕榈硬脂(52℃);
融化适量完全干燥的试样,充分混匀,并通过滤纸过滤,去除任何杂质和最后的水分痕迹。在不同的室温下,棕榈液油、棕榈油可能会出现不同程度的分层现象,位于下层的油脂会出现部分凝固现象,而且随着室内温度的降低,油中固体成分会增多[5]。油脂中微量杂质的存在会使熔点降低,过滤时应注意保持温度,可以放在恒温烘箱中,以免油脂凝固,使得熔点较高的样品被留在滤纸上面,这样得到的过滤后样品熔点会偏低。因此,每次检测前,要将样品加热,充分混匀,并且过滤时保持在烘箱温度在50℃~60℃内进行,防止油脂凝固。
将取3根干净的毛细管,用贴纸固定整齐,浸入过滤后的待测油样,至管内油脂达到10mm高度。取出,迅速靠近冰块冷却凝固,以免毛细管内漏进空气,不能让毛细管开口端与冰面接触,以免冰上熔化的微量水渗入毛细管当中,影响熔点结果的判定。用纸巾快速擦净毛细管表面的油脂,放入冰箱(4℃~10℃)冷藏16h。
为了让棕榈油脂更好地冷却到熔点以下,一定要掌握好温度的设定。一般在冰箱冷藏时,温度可以设定在4℃~10℃,让棕榈油能够形成不稳定的过饱和状态。这种情况下,会在油脂内部先形成晶核,之后再结晶。结晶后状态会更加稳定,结晶的稳定性能够保证结果的准确性,但是在结晶过程中,稳定过度、过冷状态长都会对形成稳定的结晶造成影响,会产生细微的、无定形的结晶,导致研究结果不准确。
存放时间设定为16h,主要是考虑甘油三酯的反应在低温状态下非常的慢,结晶过程也缓慢,在凝固时间不达标的情况下,或导致晶体的不稳定,所测熔点不易再现。
可在冰箱冷藏室迅速用橡皮筋将温度计和毛细管固定住,将毛细管有油脂凝固的一端紧贴温度计水银球的下端,将温度计悬挂在600mL的透明玻璃烧杯中。温度计底部浸入水中约2/3处。
升温速率的控制要先对起始温度进行调节,可以调节至试样预计的熔点以下,在8℃~10℃之间。搅拌时动作一定要轻缓,使各区域温度更加均匀,加热时要控制为上升1℃/min的节奏。快要到达熔点时,改为上升0.5℃/min。升温速率太快,温度计显示的温度比毛细管内油脂的温度高,会使最终熔点结果偏高。
记录每根毛细管中脂肪柱向上滑动的温度,取3次的平均值为测定结果。
为了快速预知结果,掌握熔点的快速测定方法,对生产加工和出入境联检有着特殊的意义。将冷藏16h可以减少到2h或1h。结果应报告为“熔点,2h”或“熔点,1h”。不同的冷藏时间对棕榈油熔点测定的结果不同(见表1)。
表1不同冷藏时间熔点测定的结果(℃)
表1是3种棕榈油在4℃~10℃冷藏条件下不同时间的熔点测定结果。随着储藏时间的延长,棕榈油的熔点呈上升的趋势,冷藏时间的增加有利于晶体的生成和晶型向稳定性转变,对于大多数棕榈油来说,1h的熔点比16h的熔点低约0.3℃~0.4℃。
影响棕榈油熔点测定的因素有很多,棕榈油具有多晶型和导热性差的特点,这样使得对其进行熔点测试时必须在严格条件下进行,所以在进行实验时,严格选择材料,做好样品的准备工作,对毛细管的制备也要按照要求准备好,入水深度和升温速率都要谨慎控制。严格按照规定执行,掌握快速法检测,对结果的预知,生产的指导等都有着特殊意义。