您好,歡迎來到中國油脂網 !
微信公眾號
微信公眾號
手機版
手機版

提升大豆加工一級油得率探討

發布日期:2019-04-29 10:58來源:中國油脂網作者:未知點擊次數:

 左 青1 ,錢勝峰1,左 暉2

(1.江蘇牧羊集團有限公司, 江蘇 揚州 225127; 2.廣州星坤機械有限公司,廣州 510460)

 

 

摘要:在提取油脂的過程中,由于磷脂等類脂類物質進入油脂,而造成精煉車間的精煉成本升高,一級油得率降低,通過控制浸出毛油的含磷量可改善此問題。分析了磷脂在大豆中的存在形式及生產過程中影響大豆磷脂組分和結構的因素,旨在探索如何減少浸出大豆毛油的含磷量,提高一級油的精煉得率,降低精煉成本。

關鍵詞:一級油得率;精煉成本;含磷量;類脂物

中圖分類號:TS225.1;TS224   文獻標識碼:B  

文章編號:1003-7969(2018)10-0155-04

 

Discussion to improvement of first-grade oil yield in soybean processing 

ZUO Qing1 ,QIAN Shengfeng1, ZUO Hui2

(1.Jiangsu FAMSUN ,Yangzhou 225127,Jiangsu,China;2. Guangzhou Xinmas Co.,Ltd., 

Guangzhou 510460,China)

 

 

Abstract:The soybean oil is extracted as much as possible in the press plant, as a result, phospholipids flow in to oil, resulting in increase of refining costs in refineries and decrease of first-grade oil yield. All of these problems can be improved by controlling the phosphorus content in crude leached oil. The presence of phospholipids in soybean and the factors that affecting the composition and structure of phospholipids in production process were analyzed to study how to reduce the phosphorus content, improve the refined oil yield and decrease the refining costs.

Key words: first-grade oil yield; refining cost; phosphorus content; lipid


我國的大型大豆加工廠引用美國的壓榨和精煉概念,即大豆壓榨廠生產脫膠油、精煉廠生產精煉油和包裝油。在壓榨廠利用機械、熱和水分最大可能地破壞油料細胞結構,使蛋白質變性,最大化地提取油脂,使豆粕殘油降低到0.5%以下。此過程磷脂等類脂類物質隨油脂流出,雖然浸出毛油量增加,但在精煉過程中需要消耗更多的輔料和能源以去除這些物質,為此增加8~10元/t的精煉成本,從大豆到一級油的生產得率下降0.2%~0.3%,從而造成兩個廠的效益存在差別,造成此差別的原因在于浸出毛油的含磷量。

 

為此,本文分析了磷脂在大豆中存在形式和生產過程中影響大豆磷脂組織和結構的因素,討論如何提高精煉油得率和降低精煉成本。

 

1磷脂以磷脂膜蛋白的形式存在植物中

 

磷脂是生物體的一個組分,以復合物形式存在于動植物細胞的原生質及膜系統中,參與膜細胞中的脂肪酸新陳代謝及植物呼吸,在生物體內游離狀態的磷脂量很少。大豆中磷脂是以磷脂膜蛋白的形式存在,磷脂膜蛋白組分由兩種不同亞基組成,大豆油體蛋白組分脂質中的磷脂含量見表1[1]。

 

 

根據Tzen提出的油體蛋白結構模型[1],油體表面為單層磷脂分子及其鑲嵌蛋白——油體膜蛋白組成的“半單位”膜,這個“半單位”膜的基本單位是由13個磷脂分子和1個油體膜蛋白分子組成,磷脂占油體表面的80%,油體膜蛋白占20%,每個磷脂分子的2個疏水?;浅騼炔渴杷母视腿?,與甘油三酯相互作用,磷脂的親水頭部基團位于油體外側,與細胞液接觸。

 

2加工工藝對大豆磷脂結構和組分的影響

 

2.1大豆成熟程度對磷脂的影響

 

大豆在成熟前,生物體內的合成作用沒有結束,生物合成磷酸、甘油酯中間體的磷脂酸(PA)含量高,色澤發青。在開花后97d收獲的大豆中磷脂組成發生明顯變化,磷脂酰膽堿的含量增加速度快[2-4]。在未成熟大豆中,生物酶的活性較高,如磷脂酶催化作用分解植物體內的磷脂,脫膠油含磷量提高[5](見表2)。

 

如果大豆受到霜凍,大豆內部游離脂肪酸含量增加,磷脂含量降低。

 

 

 

2.2大豆儲藏對磷脂的影響

 

大豆在適宜的水分、溫度等條件下可以保存1~2年,大豆的結構隨著儲藏時間和環境發生變化。一般規律是隨著時間延長,大豆中的磷脂酸和游離脂肪酸含量增加,含磷量降低。

 

如果大豆在儲藏和運輸過程中損傷,環境濕度和溫度偏高,磷脂的分子結構發生變化,磷脂酰膽堿(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰肌醇(PI)含量減少,磷脂酸(PA)含量增加,受損大豆在空氣和脂肪酶的作用下氧化、水解,浸出毛油中的非水化磷脂含量提高,增加油脂脫膠的難度。

 

2.3清理對磷脂的影響

 

雜質、農藥、金屬在油脂、磷脂氧化和過氧化物的分解中起催化作用。因此,在清理過程中借助清理篩、風選、磁選器等應將雜質等清理出去。

 

2.4破碎和壓坯對磷脂的影響

 

破碎和壓坯破壞油料的細胞結構,大量的細胞壁被破壞、撕裂,內容物從破損細胞中脫出,油體細胞組織也發生損壞,磷脂與油體膜蛋白的結合變得疏松,部分磷脂作為油脂伴隨物隨油脂流出,油脂原生質發生部分損壞,浸潤在油脂原生質中糊粉粒游離出來,一部分磷脂與蛋白一起存留在豆粕之中。

 

2.5濕熱對磷脂的影響

 

大豆中的結合磷脂性能穩定,在濕熱過程中隨著油體蛋白復合物組織的破壞,與蛋白結合的磷脂從結合狀態被釋放出來,如果水分高,料坯吃足水分,游離出的磷脂吸水膨脹聚集,呈凝集狀態,這種狀態的磷脂和部分色素,在提油后和蛋白一起留在粕中。在加熱時,隨著水分減少、溫度升高,蛋白質變性程度加深,溫度越高,磷脂膜蛋白結合物的分解越劇烈,毛油中磷脂含量越高。

 

在軟化工序,大豆水分在9.5%~10.5%,利用調濕調溫來調節大豆坯片的彈塑性,溫濕使酶活性升高(在30~70℃范圍內),在軟化中把料溫快速升高至80℃以上,讓脂肪酶失活,降低酶對磷脂結構的影響。表3為軟化對磷脂的影響。

 

 

 

德國ALCON工藝[6]在大豆坯片軟化的基礎上建立,采取6層鍋體,上面5層加熱加水,溫度在98~102℃,水分在15%~16%,讓豆坯熟化,下到第6層,降溫到50~55℃,水分降到10%左右,時間40min,豆坯的密度從0.3kg/L增加到0.6kg/L,浸出溶劑滲透增加3倍。鈍化脂肪酶,特別是磷脂酶,阻止酶催化游離的磷脂從α-型轉化為β-型,減少浸出毛油的非水化磷脂。

 

在大豆加工中引入膨化機[7],大豆在70~90s內受到充分的混合、加熱、蒸煮、擠壓、凝膠、糊化作用,油體蛋白組織細胞壁被破壞,內部含油得以釋放,蛋白將保持彈性并且在機筒內凝聚形成凝結塊。膨化溫度在115~120℃、出料水分在12.5%~18%、內部螺旋榨膛高壓在1.4~4.1MPa,把大豆調質到高密度凝膠狀態,有效地破壞生長抑制因子及原料中的微生物,破壞尿素酶、磷脂酶和脂肪酶[8-10],從而減少脂肪酶和磷脂酶等對磷脂的分解作用,磷脂多以原有的狀態隨油脂一起溶解在溶劑中,浸出毛油中含磷量提高而脫膠油中含磷量降低。

 

2.6浸出對磷脂的影響

 

大豆油體膜蛋白含量占大豆蛋白總量的8%,在一定溫度范圍內,隨著加工溫度升高,7S和11S的組織結構沒有受到影響,但是磷脂膜蛋白的組分得率卻隨之降低,說明油料中原有形成的磷脂與蛋白結合物隨著浸出溫度升高,磷脂在正己烷中的溶解度增大,有利于磷脂蛋白結合物的分離,降低豆粕中磷脂含量。

 

3討論

 

3.1脂肪酶和磷脂酶

 

脂肪酶在油水界面上起氧化催化作用,在非水體系中起合成反應,在油脂酯交換中起催化反應。脂肪酶的重要作用是對油脂起分解和重構化反應。磷脂酶是一種脂肪酶,磷脂酶A1、A2應用于植物油脫膠,水解磷脂的1位或2位脂肪酸鏈生成相應的溶血磷脂,溶血磷脂具有很強的親水性,可以經水化脫除。磷脂酶使卵磷脂等產生不同的分解反應,生成磷脂酸等一系列的分解產物,分解產物與鈣鎂金屬離子結合形成非水化磷脂。

 

3.2磷脂

 

磷脂是生物體的一個組分、以復合物形式存在于動植物細胞的原生質及膜系統中,在大豆中是以磷脂膜蛋白復合物的形式存在,在蛋白質受到濕熱和機械作用變性后,油體膜破裂,磷脂游離出來,作為油脂的類脂物、伴隨物隨油脂流出。游離磷脂多數是卵磷脂等α-磷脂,是親水性的,如果在酶催化或其他活性物質作用下和金屬離子反應,能轉化為β-磷脂,成為疏水性磷脂[11]。

 

3.3生產過程中鈍化酶活性的途徑

 

大多數酶的活性范圍在30~70℃,而蛋白質的明顯變性是在80℃以上。在調質塔把出料溫度控制在70℃以上,調質時間40min,傳質均勻,一些油廠意識到鈍化酶需要溫度和時間,把調質塔增加層數,如某廠使用的3500t/d大豆調質塔,設計為20層,在原16層基礎上增加4層,頂部兩層進熱水,3、4兩層進乏汽加熱,延長預熱時間和提高出料溫度,大豆坯有足夠的時間調質,破碎的粉末度小,坯片厚度薄而強度高,提升鈍化脂肪酶效果。膨化機是利用水蒸氣、高溫和擠壓膨化高壓在短時間內改變大豆等油料的組織結構,鈍化脂肪酶和磷脂酶等的活性。

 

3.4膨化浸出工藝和坯片浸出工藝中浸出毛油含磷量和豆粕殘油關系

 

大豆中磷脂的組分和原料水分、儲存條件、受濕熱、高溫及壓力等有關。如果要求豆粕殘油低,蛋白質深度變性,磷脂膜蛋白的組織結構被徹底破壞,大豆中的磷脂等類脂物隨油脂流出,雖然浸出毛油量多,但是上述類脂物在精煉一級油過程中需脫除。目前油廠限于地區養殖業和飼料廠對膨化豆粕和坯片豆粕的需求,進行膨化浸出和生坯浸出,兩種工藝得到的浸出毛油含磷量和豆粕殘油存在差別。

 

(1)膨化浸出工藝

 

鎮江某廠采取全膨化浸出工藝加工國儲豆+美灣豆混合豆:豆粕殘油0.6%以下,含磷量在1200mg/kg左右,在精煉脫膠過程中,造成中性油損失,在精煉中多耗能源和輔料脫除,一級油精煉得率低于95%,增加8~10元/t的精煉成本和降低0.2~0.3%的精煉油得率。同樣的原料50%經過膨化,控制浸出豆粕殘油在0.75%,浸出毛油含磷量在750mg/kg,一級油精煉得率可達95%以上。

 

(2)坯片直接浸出

 

某廠加工有一定熱損粒的烏拉圭大豆(成品油出現返酸),含水12.9%,在預處理過程中均采取低溫,坯片浸出豆粕殘油在1.07%,含磷量在317mg/kg,一級油精煉得率達到96%。

 

東莞某廠采取坯片直接浸出工藝,浸出豆粕殘油控制在0.5%,毛油含磷量(全年均值)656.84mg/kg,毛油含磷量(全年中值)660.10mg/kg。含磷量高是因為豆粕殘油低,浸出毛油含類脂物高。

 

坯片直接浸出,油料內脂肪酶水解,磷脂酰膽堿不飽和酸氧化,與蛋白質形成絡合物(為己烷不溶物)殘留在大豆中,浸出毛油含磷量降低。如果磷脂在水解反應后與金屬離子生成非水化磷脂隨油脂流出,浸出毛油中非水化磷脂量增加。如果要求粕殘油低,油料組織結構破壞嚴重,則磷脂容易從磷脂蛋白結合體游離出,類脂物也多溢出到毛油中。

 

3.5關于膨化機對大豆加工的作用

 

膨化大豆的優點:把料密度從0.3kg/L提升到0.5kg/L,增加1/4~1/3的產能,增加料的透氣性和滲透速度,坯片熟化,鈍化氧化脂肪酶和磷脂酶,尤其是氧化脂肪酶[7,12],阻止脂肪酶磷脂酶催化磷脂膜蛋白分解、α-磷脂轉化為β-磷脂,降低浸出毛油中的非水化磷脂含量[11]、油色變淡,提高水化脫膠油的得率0.2%,降低豆粕殘油0.2%~0.3%,增加豆粕的組織口感。但是,膨化浸出得到的毛油,酸值和過氧化值上升。

 

選用膨化浸出工藝,根據不同品種的大豆,對熱損率高的巴西豆和儲存時間較長的國儲豆,采取兩種大豆混合,調整工藝參數,既要滿足飼料和養殖業的需求,又要考慮到油廠生產的效益。各膨化機的出料溫度基本是一致的,在115~120℃,大豆在膨化機的榨膛內滯留時間基本相同,但是出料含水在11.5%~12.5%,榨膛內壓縮比不同,所以油料在榨膛內受到的擠壓和剪切壓力不同,對大豆磷脂的結構和組分產生不同的變化。料坯磷脂吸水量不同,浸出毛油含磷量不同。在操作中探索、調整壓力,可以掌控浸出毛油的含磷量。大豆加工用ALCON工藝,與膨化機有很多相同的功能,浸出毛油含磷量也高,油和豆粕的顏色深,但是料熟化程度[6]比膨化好。

 

4結束語

 

大豆加工的經濟效益是從大豆進廠到出售成品油的整個過程綜合效益,制油和精煉在一個公司運作,所以考慮大豆壓榨油得率和最后成品精煉油得率。以前分兩段考慮,即從大豆壓榨到脫膠油作為壓榨廠核算,從脫膠油到一級油作為精煉廠核算,但是在整體考慮時,我們發現存在誤區,分開兩個廠核算的差別是最終成品油得率差0.3%左右,精煉成本增加8~10元/t。效益差別的原因是浸出毛油含磷量不同,為此我們分析如何減少浸出毛油含磷量,提高浸出油脂的品質,從而提升油廠生產效益。

 

致謝:感謝中儲糧鎮江公司何遠平,東莞公司呂瑞、徐紅闖、程水銀,天津京糧糧油公司王亮,中糧新沙油脂公司劉其東,東莞嘉吉張偉春,廣州植之元劉書江,泰克隆謝東東、周龍長的技術支持!

參考文獻:

[1] 魏安池,周瑞寶.低溫豆粕中磷脂對蛋白提取率的影響  [J]. 河南工業大學學報(自然科學版),2011, 32(3):1-4.

[2] 盧行芳. 天然磷脂產品的加工及應用[M].北京:化學工業出版社,2004.

[3] 何東平.油脂工廠綜合利用[M].北京:中國輕工業出版社, 2011.

[4] 何東平.油脂化學[M].北京:化學工業出版社,2012.

[5] 劉玉蘭.大豆油脂生產中磷脂成分變化的探討[J].中國油脂,2001,26(4):22-25. 

[6] 黃忠勝,辛鳳鮮.ALCON熟化調理工藝在加工大豆產品中的優勢[J].中國油脂, 2004, 29(1):26-28.

[7] 劉玉蘭,吳衛忠,張百川. 大豆膨化工藝技術對其產品質量的影響[J].糧油加工,2007(2):45-47,52.

[8] 陳倩婷. 脂肪酶特性與應用[J].飼料研究,2011(6):5-8.

[9] 張中義,吳新俠. 脂肪酶的研究進展[J].食品與藥品,2007,9(12): 54-56.

[10] 劉書來.脂肪酶催化的研究進展 [J].華工科技市場,2003, 26(4):16-19.

[11] 左青. 論非水化磷脂的變化對水化脫膠油的影響[J].中國油脂,2002, 27(5):36-38.

[12] 左青,胡建新. 提高大豆濃縮磷脂品質生產工藝探討[J].中國油脂,2006,31(1):72-75.

上一篇:脫臭工段多級真空噴射系統常見問題診斷與性能檢測方法
下一篇:沒有了
發表評論
請自覺遵守互聯網相關的政策法規,嚴禁發布色情、暴力、反動的言論。
評價:
用戶名: 驗證碼: 點擊我更換圖片
最新評論 進入詳細評論頁>>
關于我們 聯系方式 法律聲明 投稿須知
性夜影院爽黄e爽