精炼玉米油适度加工营养元素保留技术的研究

◎ 董 华，高 健，李洁艳，周文华，闫军剑，周万祥

（中粮东海粮油工业（张家港）有限公司，江苏 张家港 215634）

随着人们生活水平的不断提高，消费者逐渐意识到油脂伴随物中营养成分的重要作用，油脂过度加工的问题也逐渐受到重视。过度精炼油直接降低食用油的营养价值，造成食品安全风险，增加资源和能源消耗。因此，如何实现精准适度加工已然成为行业亟待解决的突出问题。

玉米油中植物甾醇含量较高，具有预防冠状动脉粥样硬化、促进胆固醇降解代谢的药用保健价值[1]。维生素E是脂溶性维生素，又称生育酚，是重要的抗氧化剂之一[2]。由于原料油每批次品质不同，经过固定的精炼工艺参数进行加工，造成的营养物质损失率也不同。为提高产品性能和原料玉米油品质，特研究玉米油在不同工艺参数的条件下加工过程中营养元素的变化，以此寻找更合理的工艺参数，降低营养元素的损耗率。

1 材料与方法

1.1 实验材料

不同批次的玉米原油；75%磷酸（连云港市黔锦化工有限公司）；32%液碱（江苏理文化工有限公司）；活性白土（江西省玉山县膨润土实业有限公司）；凹凸棒黏土（江苏澳特邦非金属矿业有限公司）；助滤剂Ⅲ型土（张家口市塞北化工有限公司）。

1.2 仪器与设备

气相色谱仪（安捷伦）；高效液相色谱仪，带紫外检测器（安捷伦）；iCheck玉米赤霉烯酮快检卡（中检维康）。

1.3 实验方法

植物甾醇的测定参考GB/T 25223—2010，以气相色谱法测定动植物油中甾醇组成和总甾醇含量为基础；维生素E的测定以食品安全国家标准GB 5009.82—2016测定食品中维生素A、D、E为基础；赤霉烯酮采用iCheck玉米赤霉烯酮快检卡检测[3]；回色测定采用行业通用检测方法：将200 g油样置于300 mL烧杯中，在105 ℃烘箱中加热6 h，用Lovibond比色计（133.4 mm）测定色泽。与原色之间的差异是回色值；返酸测定：称取蒸馏水0.5 g于100 mL烧杯中，加入混合均匀的样品50 g，将搅拌器置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌2 min，搅拌速度500 r·min-1，将混合均匀的试样放置于105 ℃的恒温箱内储存24 h，将样品取出冷却至室温后，测定试样的酸值，与原样比对差值即为返酸值。

1.4 生产工艺

精炼工艺流程为原油→脱胶→中和→脱色→脱嗅→脱蜡→成品油罐。在玉米油脱胶过程中，磷酸用量为0.1%，液碱浓度为10.3%，脱胶温度为80 ℃，反应时间为30 min，由于磷含量对脱胶参数影响较大，应根据实际情况进行调整。脱色真空≤50 kPa，脱色温度为110 ℃，白土添加量为1.5%；脱嗅塔汽提脱嗅，真空度≤0.5 kPa，温度为240 ℃，反应时间为90 min。

2 结果与分析

2.1 各工段对玉米油指标的影响

2.1.1 对营养指标的影响

植物甾醇是植物中具有多种生理功能的活性成分，主要包括β-谷甾醇、菜籽甾醇、豆甾醇等。生育酚是一种脂溶性维生素，具有很强的抗氧化活性[4]。本文分别选择3种玉米原油进行精炼，并测定精炼各工段植物甾醇、维生素E的含量，结果如表1所示。脱嗅工段玉米油营养指标损失率，结果如表2所示。

表1 精炼过程中玉米油营养指标含量变化表（单位：mg·kg-1）

表2 脱嗅工段玉米油营养指标损失率表

从表1和表2可知，玉米油中植物甾醇含量随着精炼工艺的推进而逐步降低，平均总损失率为31.1%。其中脱嗅工段损失约18.4%。玉米油中维生素E含量在脱嗅后明显下降，平均损失率为11.70%，总损失率为19.8%，维生素E的损失大部分集中在脱嗅工段，维生素E损失会大大降低玉米油的营养价值。以上指标均表明，若想提高植物油中营养物质含量，对油脂进行适度精炼，脱嗅工段参数的控制应进行重点关注。

2.1.2 对风险指标的影响

玉米赤霉烯酮具有雌激素的作用，其作用强度是雌激素的1/10，可提高畜禽的雌激素水平。在急性中毒的情况下，会对神经系统、心脏、肾脏、肝脏和肺部产生一定的毒性作用。由于雌激素水平过高，使神经系统过度活跃，引起器官大量出血点，导致动物突然死亡[5]。测定精炼各工段玉米油中玉米赤霉烯酮的含量，结果见表3。

表3 精炼各工段对玉米油加工后玉米赤霉烯酮含量表

由表3可知，玉米赤霉烯酮的含量受原料影响较大，但总去除率相对稳定，平均为94.0%。因此，严格控制原油中玉米赤霉烯酮含量是关键因素之一[6]。此外，中和、脱色、脱嗅工段对玉米赤霉烯酮去除率影响较大，中和工段最高去除率可达71%，脱色工段可达43%，脱嗅工段达55.9%。因此，中和、脱色、脱嗅是控制玉米油中玉米赤霉烯酮含量的关键[7]。

2.2 适度精炼加工工艺调整

2.2.1 中和工艺参数调整

磷含量是衡量脱胶效果的关键指标，是导致植物油氧化的重要因素之一。磷含量过高会导致植物油中金属离子增多，因此，脱胶效果不仅影响维生素E和植物甾醇等营养成分的保留，还影响食用油的稳定性以及油脂的酸和颜色的回复。由于原油的不稳定性，结合生产的实际情况，中和温度选择为60～70 ℃，中和时间为15～20 min，当原油酸值较高时，可适当延长中和时间。

2.2.2 脱色工艺参数调整

脱色的目的在于使脱色后的油品在色泽上有所改善，而并非理论性地脱尽油中所有色素[8]，有时不是去除色素，而是去除其他杂质，如残留的肥皂、微量金属、过氧化物和磷脂等。脱色对多环芳烃、真菌毒素、塑化剂等有害物质有很好的去除效果。脱色工段应综合考虑综合成本和玉米油的特性、对货架期的影响以及有害物质和营养物质的消长情况，结合行业内精准加工对白土用量、活性度、酸度和白土种类等因素进行准确适度的匹配加工。

2.2.3 脱嗅工艺参数调整

脱嗅是玉米油精确适度加工的关键工序。在满足玉米油基本品质的前提下，要注意营养成分的消长，找到过程控制的平衡点。脱嗅过程由时间和温度决定，温度越低，时间越长，温度越高，脱嗅效率越高。但是，较高的温度会产生反式酸、三氯丙醇酯、缩水甘油酯等有害物质，同时损失生育酚等营养成分。因此，在实际生产中选择较低的除嗅温度。综合考虑，对于玉米油适度精炼加工参数调整为液碱浓度8.71%，脱胶温度为60 ℃，反应时间为20 min，脱色温度为105 ℃；脱嗅温度为230 ℃，反应时间为60 min。适度精炼各工段玉米油营养指标损失率见表4，适度加工后玉米赤霉烯酮含量变化见表5。

从表4、表5可以看出，适度加工植物甾醇损失率降低6.4%，维生素E损失率降低8.7%，大大提高了玉米油中营养物质含量，并且满足风险指标要求。

表4 适度加工后玉米油营养指标损失率对比表

表5 适度加工后玉米赤霉烯酮含量表

从图1、图2可以看出玉米油中植物甾醇含量、维生素E含量随适度精炼工艺的改进而缓慢降低。

图1 适度精炼玉米油植物甾醇含量变化图

图2 适度精炼玉米油维生素E含量变化图

从表6可以看出，适度精炼后油品质量符合控制要求。

表6 两种工艺理化指标与风险指标对比表

3 结论

研究表明，适度精炼加工工艺理化指标符合生产需求，玉米成品油色泽为R 1.2，回色值为R 1.0，植物甾醇损失率从31.1%降低为24.7%，维生素E损失率从19.8%降低为11.1%，大大降低了损耗率，提高了成品玉米油营养物质含量，风险指标玉米赤霉烯酮去除率达88.4%。为生产提供了最佳的工艺参数，降低营养元素的损耗率。