浓香葵花籽油生产技术研究
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浓香葵花籽油生产技术研究

葵花籽油产量在棕榈油、大豆油和菜籽油之后居第四位。我国是葵花籽油生产和消费大国,因其具有浓郁且令人愉快的香味而成为我国居民非常喜爱的食用油。随着全精炼技术的出现和推广,以及产品质量标准的提高,现在市场上售卖的全精炼葵花籽油已经失去其浓香风味,消费者不能通过感官直观判断购买的是否是纯正的葵花籽油,直接导致消费量的下降和市场流失,一部分偏好浓香风味葵花籽油的消费者选择去购买没有质量控制的小作坊压榨葵花籽油食用,带来食品安全风险。

  鉴于存在的这些问题,浓香风味葵花籽油的生产技术研究得到葵花籽加工业界的重视。目前在这方面开展了一些探索性研究工作采用在140 ℃/30 min150 ℃/20 min条件下烘烤葵花籽仁后进行压榨生产具有浓香风味的葵花籽油,指出炒籽是葵花籽油浓香风味形成的根本条件;研究碱化活性白土脱色剂对深色浓香葵花籽油脱色的效果,对色泽具有改善作用同时保留了压榨油良好风味。本研究参考几种常见具有浓香风味油脂的生产技术,以葵花籽为原料,开展了浓香葵花籽油生产技术研究,以期为葵花籽加工提供技术选择参考。

  材料与方法

   葵花籽(油葵),购于干散货市场,水分7.33%,含油率(湿基)46.03%

  片碱NaOH(99.0%),优级纯;无水乙醇、无水乙醚、三氯甲烷、冰醋酸、正己烷、氢氧化钾、碳酸钠、硫代硫酸钠和碘化钾,均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司;α-生育酚,购于美国Sigma-Aldrich公司;硅藻土,食用级;膨润土,蒙脱石微粉。

试验方法

  浓香葵花籽油压榨制备条件研究

炒籽温度对压榨饼残油及压榨油品质的影响

  称取适量经过筛除杂的葵花籽,加入到已稳定控温在120130140150160170180 ℃的多功能电热炒籽机中,炒籽40 min,出炒籽机后按所称取葵花籽质量的2%加入90100 ℃热水并在多功能搅拌机中拌匀,放入微型榨油机榨油(榨油机预先用葵花籽压榨预热),待出饼形状一致和出饼速率恒定时,收集压榨饼和压榨油,压榨油经离心机离心分离除杂,对油脂风味进行评价,测定压榨饼残油和压榨油酸值、过氧化值、天然VE含量。确定生产浓香葵花籽油的炒籽温度。

 入榨前调节水分对压榨饼残油及压榨油品质的影响

  称取适量已过筛除杂的葵花籽,加入到按上述确定的炒籽温度控温的多功能电热炒籽机中炒籽40 min,出炒籽机后按称取葵花籽质量的1%3%5%7%9%加入90100 ℃热水并在多功能搅拌机中拌匀,送入微型榨油机榨油(榨油机先用葵花籽压榨预热),待出饼形状一致和出饼速率恒定时,收集压榨饼和压榨油,压榨油经离心机离心分离除杂,对油脂风味进行评价,测定压榨饼残油和压榨油酸值、过氧化值、天然VE含量。确定适宜的水分加入量。

  浓香压榨油吸附精炼工艺研究

  吸附精炼助剂制备

  将片碱NaOH溶于蒸馏水配成25%的碱溶液,按固液比1∶ 4称取硅藻土并浸入25%碱溶液中,加热到70 ℃,搅拌反应30 min,过滤并干燥,得到碱化硅藻土。将碱化硅藻土与膨润土按1∶ 2的比例混合均匀,制备得到吸附精炼助剂。

  吸附精炼

  将压榨得到的葵花籽毛油加热到60 ℃并恒温,按毛油质量的0.5%1.0%1.5%比例加入上述吸附精炼助剂,搅拌吸附时间40 min,采用离心机分离掉吸附精炼助剂。检测吸附完成后葵花籽油的技术指标。确定适宜的吸附精炼助剂加入量。

冷冻脱蜡工艺对比研究

  将经吸附精炼后的葵花籽油冷却到4 ℃,并维持72 h,观察油脂变化和沉淀物情况。对照则以吸附精炼但未分离吸附精炼助剂的葵花籽油冷却到4 ℃,维持72 h,观察油脂变化和沉淀物情况。确定适宜的冷冻脱蜡工艺过程。

扩大试验生产验证评价

  根据以上研究得到的浓香葵花籽油生产条件,以Z150型螺旋榨油机榨油,压榨油进行吸附精炼和冷冻脱蜡,检测所生产葵花籽油技术指标,对确定的生产工艺进行评价。

 分析检测

  葵花籽中水分采用卤素水分测定仪快速检测。压榨饼残油检测参照GB/T 14772—2008。油脂检测:酸值参照GB/T 5530—2005,色泽参照GB/T 22460—2008,过氧化值参照GB/T 5538—2005,水分及挥发物含量参照GB/T 5528—2008VE含量参照AOCS Official Method Ce 8-89

  结果与讨论

  浓香葵花籽油压榨制备条件

炒籽温度对压榨油风味和色泽的影响:炒籽温度对压榨油风味影响很大,120 ℃以下炒籽,压榨油香味较淡,在130160 ℃范围内,压榨油都有浓香味,而到160 ℃以上,压榨油就带有糊味了,而且高温炒籽压榨油稍带有涩味;从色泽上看,在160 ℃以上炒籽压榨油红色值迅速升高,目视明显感觉油脂颜色加深。因此,生产具有浓香风味葵花籽油其炒籽温度范围为130160 ℃

炒籽温度对压榨油风味和色泽的影响:

项目室温120 ℃130 ℃140 ℃150 ℃160 ℃170 ℃180 ℃

  风味清香淡香味浓香浓香浓香浓香浓香带糊味浓香带糊味

  口感无异味无异味无异味无异味无异味无异味无异味轻微涩感

  色泽

(25.4 mm比色槽)Y35R1.5Y35R1.8Y35R1.9Y35R1.9Y40R2.0Y40R2.4Y45R5.0Y45R7.0

炒籽温度对葵花籽饼残油的影响:

随着炒籽温度的升高,压榨后葵花籽饼残油越来越低。炒籽过程中随着油籽加热,油料细胞中的油脂逐渐聚集变成较大的油滴,从而使压榨出油更加容易,进而压榨饼残油也就越来越低。炒籽温度高于160 ℃,继续升高炒籽温度葵花籽饼残油基本维持不变。

炒籽温度对压榨油酸值、过氧化值、天然VE的影响(见表2)

  炒籽温度对压榨油酸值、过氧化值、天然VE的影响

  项目120 ℃130 ℃140 ℃150 ℃160 ℃170 ℃180 ℃

  酸值(KOH)/(mg/g)0.660.750.710.720.800.880.88

  过氧化值/(mmol/kg)0.700.950.880.800.790.600.52

  天然VE含量/(mg/kg)730723730740750772770

 经不同温度炒籽后压榨,在130160 ℃温度范围内,压榨油酸值和过氧化值指标维持在低水平。压榨油的天然VE含量在130160 ℃温度范围内有一个稳定上升过程,说明在带壳炒籽的过程中,葵花籽中的天然VE没有被破坏,而且随温度升高更容易聚集并溶于油脂中被压榨出来。天然VE是油脂中最主要的脂溶性维生素,是维持人体生理机能必不可缺的维生素,同时也是油脂在保存过程中抗氧化的主要物质,天然VE含量越高说明油脂的内在品质越好。这一现象与脱壳葵花籽炒籽榨油情况有些不同,说明生产具有浓香风味的葵花籽油,带壳炒籽压榨更有利于生产出微量营养物质丰富的高品质葵花籽油,一种可能的解释是葵花籽壳在炒籽过程中一定程度上起到隔绝空气并保护油料细胞中脂质物质不被氧化破坏的作用。

  综合压榨饼残油、压榨油色泽和风味、天然VE含量等因素,葵花籽炒籽温度确定为160 ℃

2.1.4 入榨前调节水分对压榨饼残油和压榨油品质的影响

  由于炒籽后葵花籽中的水分丧失,快速检测其水分含量最高仅为0.75%,葵花籽在榨油过程中不能成饼,压榨出油不顺畅,为此将炒籽后的葵花籽按炒籽前质量一定比例加入90100 ℃热水并混匀后进行榨油,加水量对压榨饼残油的影响:入榨前加入热水对压榨饼残油影响很大,适量添加热水可以使压榨饼成型好,出油顺畅,当加水量为1%3%压榨饼残油维持在较低水平;而当加入热水过多,则会使压榨饼残油显著升高。

加水量对压榨油的酸值、过氧化值、天然VE影响。

项目1.0%3.0%5.0%7.0%9.0%

  酸值(KOH)/(mg/g)0.820.850.780.770.78

  过氧化值/(mmol/kg)0.380.390.400.550.78

  天然VE含量/(mg/kg)778762760761762

  热水加入对压榨油酸值、过氧化值和天然VE含量影响不大,酸值和过氧化值指标都在较低水平。一个有趣的现象是热水的加入,目视观察压榨油透明度得到明显改善。

  综合压榨饼残油和压榨油品质,并考虑水分的蒸发损失,确定适宜的热水加入量为3%

压榨油制取及指标检测结果

  采用160 ℃炒籽40 min、加入3%热水拌匀后压榨,压榨油离心分离掉固体杂质,按GB 10464—2003葵花籽油标准对压榨葵花籽毛油进行检测。

  从压榨毛油技术指标检测结果与GB 10464—2003葵花籽油标准压榨三级油指标对比看出,透明度、水分及挥发物、加热试验这3项指标需要通过精炼进行改善。压榨油酸值指标虽满足三级油技术指标,对油脂而言,游离脂肪酸的存在会在油脂存放过程中加速油脂氧化酸败,所以油脂产品要求酸值越低越好。油脂在较低温度下存放产生浑浊或沉淀,消费者往往会质疑产品质量或怀疑掺有其他低价值油脂,因而这一指标也有通过精炼进行改善的必要。

压榨葵花籽毛油检测结果项目检测结果GB 10464—2003指标值(压榨三级)气味、滋味令人愉快的压榨葵花籽油浓香味具有葵花籽油固有气味和滋味,无异味色泽(25.4 mm比色槽)Y35R1.9≤Y35R3.0透明度略有浑浊水分及挥发物/%0.23≤0.10酸值(KOH)/(mg/g)0.82≤1.0过氧化值/(mmol/kg)0.85≤7.5加热试验(280 ℃)黄色值不变,红色值增加0.6黄色值不变,红色值增加小于0.4冷冻试验(0 ℃,5.5 h)悬浮和下沉于容器底部的颗粒物天然VE 含量/(mg/kg)742

吸附精炼对压榨葵花籽油的影响

气味、滋味变化经对比,吸附精炼助剂添加量对压榨葵花籽油气味、滋味没有影响,吸附完成并脱除吸附剂后,葵花籽油保持原有固有浓香味。

  透明度变化添加吸附精炼助剂吸附并分离掉吸附剂后,透明度显著改善,葵花籽油变得澄清透明,吸附剂添加量按最少0.5%添加即可以达到澄清透明的要求。

  对主要理化指标的影响

  吸附剂加入量对葵花籽油理化指标的影响:

  采用吸附精炼助剂对压榨油进行吸附精炼,理化指标中过氧化值指标虽有升高,但远低于食用植物油卫生标准的要求,其他理化指标都有不同程度改善:

  水分及挥发物:由于浓香葵花籽油风味物质较为丰富,挥发物含量较多,水分脱除后相应风味也变得更加醇和。

  酸值:经过吸附精炼助剂吸附,酸值得到显著降低。在本项研究的吸附精炼助剂制备过程中,采用了硅藻土碱化的方法,利用硅藻土的多孔结构和高比表面积将NaOH均匀分布并吸附在硅藻土表面,从而使其具备吸附游离脂肪酸功能,试验证明达到了预期效果。

  冷冻试验:经吸附精炼的油脂在0 ℃放置24 h观察,油脂中均有悬浮及沉淀的颗粒物存在,添加吸附精炼助剂的多少并不能观察到颗粒物有不同之处。但与毛油冷冻形成的颗粒物相比,吸附精炼后油脂冷冻试验颗粒沉淀物显著减少。

  加热试验:加热试验会使磷脂氧化和结构改变,磷脂含量高就会使油脂颜色加深严重,磷脂氧化产物也是油脂存放过程加速氧化酸败的重要因素之一。经过1%以上的吸附精炼助剂吸附精炼后,油脂加热试验颜色不发生改变,说明油脂中的磷脂被吸附精炼助剂吸附脱除了。在吸附精炼助剂制备过程中,添加了膨润土粉,膨润土具有很好的吸附脱除磷脂的作用。

  色泽:吸附精炼助剂不具备吸附脱色能力,测定色泽红值降低可能是因为油脂透明度变好透光度增强而引起的视觉误差,而采用罗维朋比色计进行色泽检验更多地带有感官评价的成分。以不同规格的透明油瓶盛放,在低于3 L的透明油瓶中盛放没有感觉到颜色深,感官上看油脂呈透亮的金黄色,在5 L及以上的透明油瓶中盛放显深红色。

  含皂量:吸附精炼助剂使用虽降低油脂酸值,但并没有带来油脂含皂量上升,由于测定误差的原因,测得毛油本身有一定的含皂量,但都在指标控制范围之内。这和采用碱溶液中和脱酸油脂含皂量高需要多次水洗脱皂显著不同。

  对天然VE含量的影响

  吸附精炼助剂吸附完成后,油脂天然VE含量检测指标。

  总体上吸附精炼助剂对天然VE影响不是很大,吸附前后油脂的天然VE保留率都在95%以上。这与油脂全精炼工艺完全不同,通过全精炼工艺精炼会导致脂溶性微量营养物质大量流失,研究表明亚麻籽油经全精炼加工天然VE损失接近50%,从而大幅度降低了油脂的内在品质。

  综合以上情况,吸附精炼助剂适宜的加入量在1.0%1.5%,因为加入量并不大,考虑适当的富余系数确定其加入量为1.5%

冷冻脱蜡试验

  为了解决冷冻试验产生悬浮和沉淀颗粒物问题,对吸附精炼油进行了冷冻脱蜡试验。试验过程做两个对比试验:取两个压榨油样,分别将压榨毛油加入1.5%的吸附精炼助剂,按吸附精炼操作条件(搅拌、60 ℃40 min)进行吸附精炼,一个分离掉吸附精炼助剂后冷冻到4 ℃后保冷72 h,一个不分离吸附精炼助剂直接冷冻到4 ℃保冷72 h。观察结晶的形成及沉淀物,结果见表7

  冷冻脱蜡试验观察结果

  保冷时间/h分离掉吸附精炼助剂不分离吸附精炼助剂

  将油样取出,分离掉固体物,分别得到冷冻脱蜡葵花籽油,按葵花籽油标准进行冷冻试验检验,油脂在0 ℃放置5.5 h,均不产生浑浊或沉淀。不过从试验现象观察,吸附精炼助剂能够成为冷冻蜡质结晶的晶核,从而加速蜡质结晶形成和沉淀,有利于油脂脱蜡。由表7可知,带有吸附精炼助剂的油脂冷冻脱蜡12 h即可,实际生产冷冻脱蜡时间控制在 24 h。这和一般油脂采用72 h冷冻脱蜡相比显著缩短了冷冻脱蜡时间。

  扩大试验及葵花籽油检测结果

  根据以上研究形成的浓香葵花籽油生产技术参数,进行了葵花籽油生产扩大试验,扩大试验采用螺旋榨油机榨油,压榨工艺控制参数为:炒籽温度160 ℃、炒籽时间40 min、热水加入量3%;吸附精炼工艺控制参数为:吸附剂加入量1.5%、吸附温度60 ℃、搅拌吸附时间40 min;冷冻脱蜡工艺控制参数为:带吸附剂冷冻温度4 ℃、冷冻时间24 h、固液分离采用沉降式离心机。

  扩大试验生产的葵花籽油产品各项指标检测结果。

  在确定的扩大试验生产条件下生产的葵花籽油,完全满足GB 10464—2003葵花籽油压榨三级油技术指标要求,且压榨油具有浓郁的香味。如果需要达到较高等级的葵花籽油技术指标,需要进一步脱水干燥、脱色、甚至是真空脱臭,而这会严重影响到压榨葵花籽油固有的浓香风味,并损失油脂本身的微量营养物质,从满足食用功能来说进一步提高油脂等级已无必要。我们发现扩大试验生产的葵花籽油过氧化值有一定程度升高,经研究发现,采用螺旋榨油机压榨生产的油比微型榨油机压榨生产的油过氧化值要高一些,在其他油料榨油时也存在同样的现象。

  扩大试验葵花籽油检测结果:项目检测结果GB 10464—2003指标值(压榨三级)气味、滋味令人愉快的压榨葵花籽油浓香味具有葵花籽油固有气味和滋味,无异味;色泽(25.4 mm比色槽)Y35R2.0≤Y35R3.0; 透明度澄清、透明;水分及挥发物/%0.1≤0.10不溶性杂质/%0.05≤0.05酸值(KOH)/(mg/g)0.2≤1.0过氧化值/(mmol/kg)3.05≤7.5含皂量/%0.02≤0.03加热试验(280 ℃)无析出物,罗维朋比色,黄色值不变,红色值不变黄色值不变,红色值增加小于0.4冷冻试验(0 ℃,5.5 h)澄清、透明

3 结 论

(1)以葵花籽(油葵)为原料,采用炒籽压榨、压榨油吸附精炼和冷冻脱蜡工艺,生产出了满足葵花籽油标准压榨三级油技术指标要求的浓香葵花籽油。炒籽压榨操作条件为:炒籽温度160 ℃,炒籽时间40 min,入榨前加入热水3%;吸附精炼操作条件为:吸附剂加入量1.5%,吸附温度60 ℃,搅拌吸附时间40 min;冷冻脱蜡操作条件为:带吸附剂冷冻温度4 ℃,冷冻时间24 h

(2)采用吸附剂吸附精炼保证了产品质量,且不破坏压榨葵花籽油的浓香风味,天然VE保留率达到95%以上。

(3)压榨油经吸附剂吸附精炼后保留吸附剂直接冷冻脱蜡,加速了蜡质结晶沉淀分离,缩短冷冻脱蜡时间,提高冷冻脱蜡效率。


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