茶籽油精炼过程中主要理化指标的变化
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郭华,何伟,周建平,刘东敏
(1.湖南农业大学食品科技学院,湖南 长沙 410128)(2.南昌大学食品科学国家重点实验室,江西 南昌 330047)
摘要:本文对茶籽油在各精炼阶段中主要理化指标的变化情况进行了研究,结果表明,茶籽油经碱炼后酸值和色泽大幅下降,脱色后油中过氧化值下降,脱臭工序中油脂的酸值与色泽变化较大。气相色谱分析表明,碱炼与冬化两个工序对茶籽油的脂肪酸组成影响比较大,碱炼茶籽油中硬脂酸含量降低,而冬化油中棕榈酸含量下降幅度较大。
关键词:茶叶籽;过氧化值;色泽;脂肪酸;气相色谱分析
中图分类号:R54;文献标识码:A;文章篇号:1673-9078(2009)03-0237-04
Changes in the Main Quality Indices of Tea Seed Oil
during Refining Process
GUO Hua1, HE Wei1, ZHOU Jian-ping1, LIU Dong-ming2
(1.College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)
(2.State Key Laboratory of Food Science, Nanchang University, Nanchang 330047, China)
Abstract: This paper reported the changes in main physicochemical indices of tea seed oil during refining process. The results showed that acid value and color of tea seed oil decreased obviously after caustic refining, and peroxide value decreased in decoloring process. Obvious changes in the color and acid value were found in deodorization. GC-analysis of the fatty acid components showed that two refining process, caustic refining and defatting, greatly influence the fatty acid components in tea seed oil, which decreased the contents of stearic acid and palmitic acid, respectively.
Key words: tea seed; peroxide value; color; fatty acid; GC determination
茶籽是山茶科山茶属植物茶(Camellia Sinensis(L.)O,Kuntze)的种子[1]。茶籽仁中含有18%~32%的脂肪。茶籽油的脂肪酸组成测定结果表明,茶籽油是一种以单不饱和脂肪酸(MUFA)油酸为主要成分、油酸与亚油酸比例约2:1的植物油脂,性质类似于油茶籽油,是一种潜在的保健食用油脂。茶籽油在制取过程中夹带着某些杂质,这些杂质影响了油脂的外观与质量,需要用精炼的方法去除。油脂的精炼虽然提高了油脂的纯度,但是过度的精炼导致大量的脂溶性维生素和其他营养成分丧失,降低了油脂的营养价值。因而对于茶籽油的精炼,既要考虑到成品油的外观,又要考虑成品油的得率与内在质量。为此,笔者从制取毛油开始,直到冬化结束,每个工序都留出部分油样,用以检测各处理工序对茶籽油质量的影响,并用油茶籽油和花生油作精炼对照。希望这些数据能给油
收稿日期:2008-08-14,
基金项目:湖南省科技厅2007攻关项目(2007NK3083)
作者简介:郭华(1956-),女,教授,博士。主要从事粮油加工和食品分析研究工作
脂企业技术人员提供茶籽油制取方面的帮助。 1 材料和方法
1.1 材料、仪器设备与试剂 1.1.1 试验材料
茶籽油:自制(酸值4.62,色泽Y30,R3.4);花生油:自制(酸值0.614,色泽Y20,R1.7);油茶籽油:自制(酸值2.57,色泽Y30,R2.0)。 1.1.2 仪器与设备
722S分光光度计,分析天平,上皿天平,气相色谱仪(Agilent Technologies 6890N),CP-Sil88熔融石英毛细管柱(100m×0.25mm, Chrompack, Bridgewater NJ),滴定装置,WLS-2比较测色仪,数显恒温水浴锅,电热干燥箱,低速离心机。 1.1.3 试剂
氢氧化钠,硫代硫酸钠,三氯化碘,氯仿,冰醋酸,无水乙醚,95%乙醇,酚酞,邻苯二甲酸氢钾,重铬酸钾,可溶性淀粉等。 1.2 方法
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1.2.1 茶籽油精炼工艺流程
茶籽→水-酶法提取→茶籽毛油→碱炼→脱色→脱臭→冬化→精制茶籽油 由于在冬化过程中含饱和脂肪酸多的甘油三酸酯因结晶除去,油脂中不饱和脂肪酸组分增加所致。而碱炼后碘值上升也许是因为油中硬脂酸比例降低的缘故。
表2 油脂精炼过程中碘值的变化
Table 2 the change of iodine value of tea seed oil during oil
refining
油脂名称
毛油
茶籽油
86.50
碱炼油
碘值/(g/g) 脱色油 脱臭油
冬化油
1.2.2 茶籽油在精炼过程中的变化
(1) 茶籽油精炼过程中酸值变化的测定
按文献[2]方法测定各工序生产的茶籽油的酸值,并以油茶籽油和花生油作对照。
(2) 茶籽油精炼过程中碘值变化的测定
按文献[2]方法测定各工序生产的茶籽油的碘值,并以油茶籽油和花生油作对照。
(3)茶籽油精炼过程中过氧化值变化的测定
按文献[2]方法测定茶籽油的过氧化值,以油茶籽油和花生油作对照。
(4)茶籽油精炼过程中色泽变化的测定
按文献[2]方法测定茶籽油的色泽,以油茶籽油和花生油作对照。
(5)油脂精炼过程中脂肪酸组成变化的测定[3] 用毛细管气相色谱法测定各工序生产的茶籽油的脂肪酸组成,并以油茶籽油和花生油作对照。 1.2.3 数据处理方法
表中所列化学成分测定数据采用双样平均值表示。 2 结果与分析 2.1 油脂酸值的变化
表1 油脂精炼过程中酸值的变化
Table 1 the change of acid number of tea seed oil during
refining
油脂名称
毛油
茶籽油 油茶籽油 花生油
酸值(mg/g, 以KOH计) 碱炼油
脱色油
脱臭油
冬化油
87.20 86.18 85.74 88.53 82.01 82.09 82.71 84.90
99.14 98.10 100.20 /
油茶籽油86.98花生油98.51
2.3 油脂过氧化值的变化
表3 油脂精炼过程中过氧化值的变化
Table 3 the change of peroxide value of tea seed oil during oil
refining
油脂名称茶籽油油茶籽油花生油
过氧化值/(mmol/kg)
毛油3.418.608.62
碱炼油
脱色油
脱臭油
冬化油
8.81 0.43 0.58 0.65 9.08 0.0 0.25 0.27 11.16 0.0 2.17 /
从表3可以看出,脱色过程中过氧化值降低最多,其原因是活性白土具有良好的吸附过氧化物的作用,而脱臭后的油脂过氧化值有所增加,是由于本实验真空脱臭过程中真空度不太高,油中存在的微量氧气在高温下与油脂反应而导致过氧化物增加。冬化过滤油中过氧化值有所增加可能是油脂暴露在空气中过滤时间太长,引起了油脂的氧化所致,因此油脂冬化过滤最好是采用真空吸滤法。 2.4 油脂色泽的变化
表4 油脂精炼过程中色泽的变化
Table 4 the change of color of tea seed oil during oil refining 油脂 名称
毛油
油脂色泽(罗维朋133.3 mm槽) 碱炼油
脱色油
脱臭油
冬化油
4.62 0.380 0.377 0.324 0.3162.58 0.056 0.164 0.155 0.1510.614 0.048 0.094 0.072 /
表1数据表明,在精炼过程中,油脂的酸值在碱炼后下降,脱色后稍有上升,然后下降。油脂碱炼后酸值的降低是由于中和了油脂中的游离脂肪酸,脱色油中酸值的上升是由于活性白土脱色时带入了无机酸所致[4]。而脱臭后油脂酸值下降是由于脱臭过程中去掉了部分游离脂肪酸和由活性白土所带入的无机酸,油脂冬化后脂肪酸的降低,是油脂中的游离脂肪酸因结晶温度相对高,易形成结晶除去,故冬化油酸值有所降低。
2.2 油脂碘值的变化
表2数据表明,茶籽油的碘值在碱炼工序中稍有上升,在冬化后上升明显。油脂冬化后碘值的升高是
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茶籽油Y30,R3.4Y30, R2.4Y20,R0.6 Y20,R1.0Y20,R0.9油茶籽油Y30,R2.0Y30,R0.9Y3.0,R0.0 Y3.0,R0.3Y3.0,R0.2
/ 花生油Y20,R1.7Y10,R0.6Y2.0,R0.1 Y8.0,R1.0
从表4数据可知,油脂在精炼过程中色泽不断地
降低,其中碱炼、脱色两个工序降低最为明显,但每个工序所去掉的色泽是有差异的。碱炼工序主要是由于皂脚沉降时吸附色素,从而降低油脂的红色,脱色工序由白土吸附作用来降低叶绿素、红色及黄色,而脱臭工序因高温破坏叶黄素与胡萝卜素使黄色下降(由于实验室缺乏析气器,未经过析气的油直接进行脱臭处理,油中存在的微量氧气在高温时与色素发生
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氧化反应,使脱臭油的红色与蓝色上升)。 2.5 油脂在精炼过程中脂肪酸组成的变化
用气相色谱法测定各工序产生的茶籽油的脂肪酸组成,结果见表5~表7。
表5 茶籽油制取与精炼过程中脂肪酸组成的变化 Table 5 the change of fatty acid component of tea seed oil
during manufacturing processes
脂肪酸 名称 棕榈酸
脂肪酸组成/%
茶籽仁 毛茶籽油碱炼油 脱色油脱臭油冬化油14.696 17.223 17.202 17.186 17.13013.356
组成数值与未碱炼的油的脂肪酸组成数值有所差别。
从表5的数据可知,碱炼后茶籽油的脂肪酸组成中硬脂酸百分比含量下降较多,可能是甘三酯中与硬脂酸基连接的键较活泼,易使硬脂酸从甘三酯上脱离下来成为游离脂肪酸的缘故。
表7 花生油制取与精炼过程中脂肪酸组成的变化 Table 7 the change of fatty acid component of peanut oil during
manufacturing processes
脂肪酸 名称 棕榈酸 棕榈油酸硬脂酸 反油酸 油酸 异油酸 亚油酸 花生酸 二十碳烯酸α-亚麻酸 山萮酸 二十四酸
脂肪酸组成/%
花生仁毛花生油 碱炼油 10.7900.04315.03410.127442.4552.575132.3361.68660.74162.38910.9027
脱色油
脱臭油11.8820.05674.33310.134042.0282.251034.0581.39370.60560.08811.71030.5404
0.1130 0.11340.1209棕榈油酸 0.0911 0.1095 0.1115 硬脂酸 反油酸 油酸 异油酸 亚油酸 花生酸
4.6074 3.7652 3.6800 3.7270 3.72222.86500.1817 0.0608 0.0963 0.0846 0.09080.117350.784 51.189 51.455 51.073 51.48657.3252.7663 2.7978 2.6985 3.1141 3.03642.804824.755 22.778 22.845 22.929 22.65920.3270.1099 0.0712 0.0694 0.0667 0.07380.0570
11.919 11.885 11.8210.0575 0.0602 0.06384.2976 4.2713 4.26180.0951 0.1023 0.125241.951 41.964 42.0022.0792 2.2836 2.408334.544 34.385 34.2541.3758 1.3647 1.36070.5867 0.5931 0.61061.6156 1.6325 1.58240.5188 0.5076 0.4776
0.5367 0.54260.5817二十碳烯酸 0.6690 0.5489 0.5505
0.2377 0.24140.2682α-亚麻酸 0.3002 0.2590 0.2563 山萮酸
0.0632 0.0453 0.0247 0.0202 0.03190.0219
0.00 0.0887 0.1048 0.1662
0.0324 0.03010.0405二十四酸 0.0787 0.0355 0.0330
表6 油茶籽油制取与精炼过程中脂肪酸组成的变化 Table 6 the change of fatty acid component of camellia oil
during manufacturing processes
脂肪酸
名称 棕榈酸 硬脂酸 反油酸 油酸 异油酸 亚油酸 花生酸
脂肪酸组成/%
油茶籽仁
毛油
碱炼油 脱色油 脱臭油冬化油
茶油
8.1799 8.7703 9.5149 9.2614 9.33345.98562.9793 3.0083 2.3276 2.1931 2.20432.93750.1739 0.1923 0.1163 0.1513 0.19110.230375.897 74.497 73.967 75.328 75.32275.1464.5208 4.0882 3.9605 3.7925 3.60604.68785.7587 6.8779 8.3466 7.7448 7.69468.84780.0465 0.0530 0.0392 0.0316 0.03070.0474
棕榈油酸 0.1093 0.0988 0.1166 0.1083 0.10880.0887
二十碳烯酸 0.4349 0.4467 0.3772 0.3540 0.35320.4912α-亚麻酸 0.3309 0.2587 0.3537 0.2744 0.28210.3296山萮酸 0.0230 0.0222 0.0121 0.0094 0.00920.0168二十四酸 0.0362 0.0301 0.0155 0.0049 0.01460.0282
表5~表7数据表明,精炼过程中对油脂的脂肪酸组成影响比较大的工序主要为毛油碱炼与冬化两个工序,其他工序对脂肪酸组成的影响不大。
碱炼的目的是去掉油中的游离脂肪酸。在皂脚沉降过程中也会夹带一部分中性油,使碱炼油的脂肪酸
脱色的目的是去掉油中的色素,加入的吸附剂一般会吸附占本身重量30%~70%的油脂,因此也可能会造成脂肪酸组成的改变。从数据上看,三种油中油酸+异油酸含量上升,亚油酸含量下降,但幅度都较小。
在高温和高真空条件下加热油脂,可以去掉油中的醛、酮等小分子物质和游离脂肪酸,但高温也会造成某些不饱和脂肪酸链的断裂、反式脂肪酸含量上升或分子间发生热聚合反应[5]。表5中数据表明脂肪酸的变化不大,说明茶籽油的热稳定性较好,所选用的脱臭参数较适宜。
冬化时,随着温度的下降,油脂按饱和甘油酯、单不饱和甘油酯、双不饱和甘油酯的顺序结晶[6],因此脱脂后的油中不饱和脂肪酸含量上升。茶籽油中不饱和脂肪酸的总量由脱脂前的78.17%上升至82.73%,饱和脂肪酸的含量从21.10%下降至16.45%。其中棕榈酸从17.13%降到13.36%。其次是硬脂酸。油茶籽油中不饱和脂肪酸的总量由脱脂前的86.87%上升至90.79%,饱和脂肪酸的含量从12.88%下降至9.083%,下降的饱和脂肪酸也主要是棕榈酸, 从9.33%降到5.98%。
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3 小结
3.1 茶籽油的酸值在碱炼后下降,脱色后上升,在脱臭和冬化后下降。油脂碱炼后酸值降低是由于中和了油脂中的游离脂肪酸的缘故,而脱色油中酸值的上升是由于活性白土脱色时带入了无机酸所致。脱臭后油脂酸值下降是由于脱臭过程中去掉了部分游离脂肪酸
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