植物油生产与加工

第二部分植物油生产与加工,制取植物油的原料 植物油的生产 植物油的种类及特点 如何选购植物油 油脂的深加工,1 制取植物油的原料,大豆,花生,棉籽,油菜籽,含油量为1524%，是一种低油量油料，但蛋白质含量很高，约为40%左右。,由壳和仁两部分组成，含仁率约在6875%，仁中的含油量约在4560%。,含有1426%的油脂。,含油量一般为3050%，是一种含油量较高的油料，另外，还含有1731%的蛋白质。,葵花籽,葵花籽仁中含脂肪30%45%，高的可达60%。,2 植物油的制取,2.1 植物油料的预处理,油料在制油之前，一般需要经过预处理，包括：清理、剥壳、软化、破碎、压胚、蒸炒等。,2.1.1 清理,清理是利用各种设备将油料中所含的杂质分离的过程。,2.1.2 剥壳,在油料中，除油菜籽、芝麻、大豆不需要剥壳以外，其它如花生、棉籽、向日葵等需要剥壳。,根据各种油料外壳的特征不同，所用的剥壳设备不同。例如，棉籽剥壳一般用刀板式剥壳机；葵花子剥壳则用离心式剥壳机；花生剥壳用刀笼式剥壳机。,对于一些质地较硬的油料还需要进行破碎，如大豆，要求将其破碎成 24 瓣。,2.1.4 软化,软化是调节油料的水分和温度，使之有利于轧坯。,2.1.5 轧坯,轧坯就是将破碎、软化后的油料进行碾轧，使之成为具有一定厚薄的坯片，它是预处理的重要工序。其作用是：破坏细胞组织，使油脂容易提取。,2.1.3 破碎,2.1.6 蒸炒,蒸炒是将轧坯后的生坯加水、加热、烘干等处理使之变熟的过程。其目的是：,A、使细胞壁内的蛋白质受热变性，增加细胞壁的渗透性，使油脂容易流出。B、经过蒸炒使油料中的小油滴凝聚成可以流出种子的大油滴。C、降低油的粘度，有利于油脂的提取。,油脂的提取方法有：压榨法；浸出法；超临界流体萃取法；水溶剂法,2.2 油脂的提取,2.2.1 压榨法制油,压榨法就是借助机械外力的作用，从油料中榨油的方法。是物理压榨方式，它渊源于传统作坊的制油方法。,螺旋压榨机工作示意图,现代压榨法螺旋压榨机,由于旋转着的螺旋轴在榨膛内的推进作用，使榨料连续地向前推进，同时，由于榨螺螺旋导程的缩短或根圆直径逐渐增大，使榨膛空间体积不断缩小而产生压榨作用，在这个过程中，一方面推进榨料，另一方面将榨料压缩后的油脂从榨拢缝隙中挤压流出，同时，将残渣压成饼块从榨轴末端不断排出。,压榨制油的过程可分为三个阶段，即进料（预压）段、主压榨（出油）段，成饼（重压沥油）段。,进料段榨料在向前推进的同时，开始受到挤紧的作用，使之排出空气和少量水分，形成“松饼”，进而发生塑性变形，开始出油。,这是形成高压大量排油阶段。这时由于榨膛空间迅速有规律地减小，使榨料粒子开始结合，榨料,（1）进料段,（2）主压榨段,在榨膛内成为连续的多孔物而不再松散。榨料粒子在被压缩出油的同时，还会因为螺旋中断，榨膛阻力，榨笼棱角的剪切作用，引起料层速差位移、断裂、混合等现象，使油路不断被打开，有利于迅速排尽油脂。,在成饼段，榨料已形成压饼，成为完整的可塑体，这时榨料几乎成整体向前推进，因而产生的压缩阻力更大，这时较高的压力有利于榨料中残油进一步沥出。,（3）成饼段,2.2.2 浸出法,浸出法制油的基本原理是利用能溶解油脂的溶剂，通过润湿渗透、分子扩散和对流扩散的作用，将料坯中的油脂浸提出来。然后，把混合油中的溶剂与脂肪分离开来，回收溶剂和得到毛油。,2.2.2.1 溶剂的选择,在浸出法制油中，溶剂的选择是很重要，应符合以下要求：,（1）能在室温或低温下以任何比例溶解油脂；（2）溶剂的选择性要好，除油脂外，不溶解其它成分；（3）化学性质稳定；（4）沸点低，易从粕和油中分离出来；（5）溶剂本身无毒性，没有异味；（6）溶剂不与油、粕和设备发生化学反应。,根据以上要求，适合于提取植物油脂的溶剂有己烷、轻汽油、丙酮、异丙醇等。,2.2.2.2 浸出制油工艺,浸出制油工艺包括：（1）溶剂浸出（2）混合油分离（3）湿粕脱溶烘干（4）溶剂回收其基本工艺流程为：,2.2.4 水溶剂法,水溶剂制油法分为水代法和水剂法。,2.2.4.1 水代法,原理：利用油料中非油成分对水和油亲和力不同以及油水之间的密度差，经过一系列工艺过程，将油脂和亲水性的蛋白质、碳水化合物等分开。主要应用于传统的小磨麻油的生产。,芝麻种子的细胞中除含有油分外，还含有蛋白质、磷脂等，它们相互结合成胶体物，经过炒子，使可溶性蛋白质变性，成为不可溶性蛋白质。当加水于炒熟磨细的芝麻酱中时，经过适当的搅动，水逐步渗入到芝麻酱中，油脂就被取代出来。,芝麻水代法制油工艺,芝麻 筛选 漂洗 炒子 扬烟 吹净 磨酱 对浆搅油 振荡分油 芝麻油 芝麻渣,2.3 油脂的精炼,毛油中的杂质根据其分散状态，可以分为四类：,（1）悬浮杂质 （2）胶溶性杂质（3）油溶性杂质（4）水分,2.3.1 毛油中的杂质,2.3.2 毛油中悬浮杂质的除去,毛油中悬浮杂质通常可以采取沉降、过滤、离心分离来除去。,2.3.3 脱胶,脱除毛油中胶性杂质的过程叫作脱胶。,脱胶的方法主要有水化脱胶和酸脱胶。,利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性，把一定数量的水或电解质稀溶液在搅拌下加入毛油中，使毛油中的胶性杂质吸水膨胀，凝聚并分离出来。,（1）水化脱胶的基本原理,2.3.3.1 水化脱胶,2.3.3.2 酸脱胶,酸脱胶是在毛油中加入一定量的无机酸或有机酸，使油中的非亲水性磷脂转化为亲水性磷脂或使油中胶质结构变得紧密，达到沉淀和与油分离的目的。,加酸的作用是：（1）除去某些不可水化的胶质，把 不可水化的磷脂和磷脂金属复合物转变成可水化的磷脂；（2）使Fe、Cu等离子生成络合物，钝化微量金属对油脂氧化的催化作用。,磷酸脱胶是在毛油中加入油量的0.1%1%的浓度为85%的磷酸，在6080下充分搅拌，使非亲水性磷脂转变为亲水性磷脂，从而容易沉降分离。,浓硫酸脱胶是利用浓硫酸，使蛋白质和黏液质树脂化而沉淀。具体操作是：在30 油中加入油量 0.5%1.5%的浓硫酸，经搅拌，当油色变淡，胶质开始凝聚时，添加1%4%的热水稀释，静置2h3 h，即可分离油脂，分离出的油脂用水洗23次。,2.3.4 脱酸,脱除毛油中游离脂肪酸的过程，称为脱酸。,脱酸的方法有很多，工业上最广泛应用的是碱炼法，其次是水蒸汽蒸馏法，即物理精炼。,2.3.5 脱色,油脂脱色的方法很多，如吸附法、加热脱色法、氧化脱色法和化学试剂脱色法等，其中工业上普遍应用的是吸附法，就是将某些具有强吸附能力的表面活性剂加入油中，利用其对油脂中色素和其他杂质的选择性吸附作用，而达到油脂脱色和净化的目的。,2.3.6 脱臭,脱臭一般采用水蒸汽蒸馏，利用油脂内的臭味物质与甘油三酸酯挥发度的差异，在高温高真空条件下，水蒸气通过含臭味组分的高温油脂时，油中的臭味组分挥发到水蒸汽气泡中，按其分压的比率随水蒸汽一起逸出，达到脱臭的目的。,2.3.7 脱蜡,脱除油脂中蜡质的过程称为油脂的脱脂。,5 油脂的深加工,5.1 调和油,调和油是用2种或2种以上的食用油脂，根据某种需要，以适当的比例调配成的一类新型食用油产品。,目前调和油主要三类: 风味调和油，即根据群众爱吃花生油、芝麻油的习惯，把菜籽油、米糠油和棉籽油等经全精炼，再与香味浓郁的花生油或芝麻油按一定比例调合，以“轻味花生油”或“轻味芝麻油”供应市场。, 营养调和油，利用玉米胚油、葵花籽油、红花籽油、米糠油和大豆油配制的富含亚油酸和维生素 E，而且比例合理的营养保健油，它适于高血压、高血脂、冠心病以及必需脂肪酸缺乏症患者食用。 煎炸调和油，用氢化油和经全精炼的棉籽油、菜籽油、猪油或其他油脂调配，组成平衡性和起酥性能好、烟点高的煎炸用油脂。,目前调和油的市场比较混乱，有7种油进行调和的，也有8种、3种、12种油进行调和的，使用油品数目不一致，每种油的比例也不一致。,5.2 油脂氢化,油脂氢化的原理是：将富含不饱和脂肪酸的植物油加热，同时加入金属催化剂(镍系、铜铬系等)，通入氢气，使不饱和脂肪酸分子中的双键与氢原子结合，其结果是油中不饱和脂肪酸的比例大大降低，油脂的熔点升高(硬度加大)。经过这样处理而获得的油脂许多物理性质发生了很大变化。,若按不同需要控制生产过程中的反应参数，便可得到各种各样的产品，以满足不同食品加工的需要，如作为起酥油和人造奶油等的基料等。将2种或更多氢化到不同程度的基料油进行掺和，可得到具有理想特性的人造奶油。,值得注意的是，植物油中的不饱和脂肪酸在氢化时，容易产生反式脂肪酸。,人造奶油 是在精制食用油中加水及其辅料，经乳化、急冷、捏合而成的具有类似天然奶油特点的可塑性油脂制品。 起酥油 是采用精炼的动植物油脂、氢化油或上述油脂混合物，经急冷、捏合而成的固态油脂。起酥油具有可塑性和乳化性等加工性能，一般不宜直接食用，而是用于加工糕点、面包或煎炸食品。,油脂氢化的应用,人造奶油和起酥油,5.3 酯交换,酯交换机理 酯交换技术是油脂改性的一种常用方法，通常采用脂肪酸甲酯的生产方法， 在经过预处理的油脂与甲醇中， 加入少量NaOH作催化剂，在温度为5070、常压下进行酯交换反应，即生成脂肪酸甲酯，其反应机理如图所示。,酯交换反应机理,催化剂,废弃油分为地沟油、泔水油和炸货油。所谓地沟油就是炒菜的油底儿和随刷锅水排进下水道里的油；泔水油是泔水中随剩菜倒掉的油；炸货油是餐厅煎炸食品后淘汰下来的油，这部分油应该收集起来用于生产化工制品，如肥皂等。无论是地沟油、泔水油还是炸货油，经过回收处理，都是颇有经济价值的化工原料。但是有些不法商贩在城市周围捞起了废弃油，将废弃油加工成看上去与色拉油毫无二致的“毒油”，再卖给餐厅或卖早点的小生意人，以牟取暴利。这些废弃油里存在许多有害物质，大肠菌群超标现象也十分严重。如何截断餐馆“地沟油”回流餐桌，非常重要。,2005年我国燃料柴油消费量为1亿多万t，半数以上依赖进口。同年我国食用油需求总量达1 400万t，以其中30%可回收，转化率为85%计算，则每年生产生物柴油357万t，约占全国柴油消耗量的3.6%。用废弃食用油制造生物柴油，可以减少环境污染，消除相应的食品安全隐患，具有巨大的经济潜力和市场前景。,用酯交换法从油炸废油制取生物柴油,