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油脂脱胶技术1油脂脱胶化学理论1. 1脱胶目的脱胶是脱除油脂中含有胶体物质的工艺过程在脱除的胶质物中，主要是磷脂和与磷脂结合钙、镁、 铁微量金属及其它杂质其中大豆毛油含有3%左右磷脂，它们对油脂制品风味性和稳定性，及在使用时 与油的起泡现象等均有直接关系；此外，脱胶工艺效果对其后脱酸、脱色、脱臭、脱蜡工艺也有一定影响 另一方面，大豆磷脂精制后可作为食品乳化剂等产品，其用途极为广泛脱胶工艺中欲脱除的磷脂大体可分为水化磷脂(hydratable Phospholipids, IIP)与非水化磷脂 (Nonhydratable Phospholipids, NIIP),两者在性质和脱除工艺上均有一定差异1. 2水化磷脂脱胶简言之，水化脱胶是利用磷脂等脂质分子中所含亲水基，将一定景热水或酸，加入到油中，使胶体水溶性 脂质吸水膨胀、凝聚，进而采用沉降或高心方式从油中进行分肉的一种方法如图1所示，从磷脂酰胆碱 化学结构上看,具有粘着性磷脂溶解共存状态中游离脂肪酸是亲汕性物质，而其中磷酸基，氮化合物，胆 碱部分则具有亲水性加水后磷脂亲水基附着于水，与油产生比重差这样就可使油与磷脂进行分离4脂酸胆成H/J —OOCR,RjOCO-C—H _I "h2c^H^-ch2ch2-wch3)3 I4 I I 1 (屁城):OH OHL • •— •触彖 常•化合钩SI水化脱胶原理1. 3非水化磷脂脱胶经水化脱胶工艺后，油中仍含有一定数量非水化磷脂及钙、镁、铁微量金属等杂质，这些杂质的去除 则较为困难。

非水化磷脂(NI1P)是制汕业长期深感烦恼问题之…，大豆受早霜之害，加之在收获期间经常遇 到连绵阴雨，及在贮存和运输中大豆发热，使毛油中非水化磷脂含量增高这样不仅使精炼损耗增大，且 从这类毛油中所得到磷脂品质极差，油脂色泽也较深在油料压榨和浸出过程中,NIIP生成与油料水分,油料细胞破坏,油料中磷脂WD(Phosholipase D) 活性等密切相关H前，在制油工程中先后开发出挤压膨化工艺(Expander Process)，阿鲁高工艺(ALCON Process)和Supet Expro T艺等新方法，力图大力减少毛油非水化磷脂但实际上更多的仍需要在油脂精 炼过程中，在传统水化脱胶和酸脱胶基础上，对不同汕脂原料开发新的脱胶工艺，以提高脱胶效果，使油 脂脱胶后磷脂含量小于5ppm-10ppni以下，铁，镁，钙金属含量小于0. 2%,游肉脂肪酸量小于2%,以 确保物理精炼实施研究证实,NI1P 是由磷脂酰胆碱(Phosphat i dy chol ine, PC)和磷脂乙醇胺(Phosphati dy ethanol amine, PE)受磷脂酶作用而生成磷脂酸(Phosphatidic acid, PA)为其主要成分，参见图2和表1。

表I各种油尊木优确席组成Z基％)9 Mcholme]|413mPE(PhoiphaiWy ci hiu>biniac)1513ISPKPhoSphMid, inolltOi)1J1rAiHiokphaiidic acid；6074M.DiLk^ni. M V.OpsU] J A.O.CS-.大豆油、葵花籽油、菜籽油各种脱胶油中NIIP组成如表1所示非水化磷脂主要成分是PA,另外PE, PC约占20%〜30%，而磷脂酰肌醇(Phosphatidy inositol, Pl)含量很少PC和PI均呈亲水性(水化性),但PE和PA即呈亲水性(水化性)，又呈非亲水性(非水化性)，因而成分容易产生变化2 Bl庙水优菌后各村或分状况C*<1. wti*>nt n太亘油李wuirPCPAPEPA + PCPE + PC1.700ZflOO),900l.9O(>*2.4W腐营后Ir1.3004"7WL彻tr*trR KinwmoUi.W.JA.OC S. 1*11.5^:1010表2为磷脂水化前后各种成分状况，其中PC从大豆油中几乎可完全去除，而PA, PE则很难单独水化，但 由于与PC共存，因其之间相互作用也有一定水化性。

在它们脱胶过程中，大豆油脱胶难易不仅与磷脂各种 成分水化性质有关：同时它们水化性质状况与胶态高子形成临界浓度(Critical Concentration of Micelle formation, CMC)也密切相关实验测定PC, PE, PA的CMC各自为0. 085. 0. 84,及2. 6 inM；而PC与 PE, PA混合形成胶束，PC—PE, PC—PA的CMC是0. 16与1 _3mM,各为其中间值因此,如何提高脱胶分 离效率，还需从胶体化学着眼，对温度，水溶解度，胶束和临界胶束浓度，及P1I值等因素作必要选择表3为在脱胶前后大豆油和胶质中金属量在大豆油脱胶前后分析值中可知，脱胶油中磷脂残留量约为25% 时，儿乎没有金属钾残留，但金属钙残留85%左右很难除去，金属镁在脱胶油和胶质中大体备为毛油中蠢3大豆油和股质中K■金属含・Ppm)_ 金属水化衩酷油■-75Sir?5础J5)3为ft126IW201055748211-5kA JOijkunk D.MgctL J 1982,59:199.另外，大豆油NIIP中二价金属总量，与总磷脂数量大体一致.葵花籽油与大豆油数据也大体相同。

PC 在汕中因作为两性离了•存在，呈亲水性；P1山于含有肌酬类成分亦为亲水性，PE同样也显示有亲水性和疏 水性两种性质在金属与磷脂离子结合中，如钾金属那样，若系一价金属，PE呈亲水性，而在钙，镁，铁 二价金属中则变为非亲水性PA部分与金属肉子形成复合体，同样若为一价金属时，PA呈亲水性，而在 二价金属中则也变为非亲水性过去，山于对油品质量要求较低，同时缺乏应有环保意识，人们对脱胶理论和工艺并不太重视现今在对 大豆油，葵花籽油，棕豆油及玉米油等油品成功采用物理精炼工艺后,山于经充分脱胶后可不再单独进行 脱酸，因此，在这些场合对脱胶工艺水平要求是相当高的，特别是对大豆汕非水化磷脂去除，仅仅采用传 统水化脱胶等工艺是相当困难的可以说，磷脂脱胶工艺水平高低已成为能否实施物理精炼的关键所在在新开发脱胶工艺中，主要是采用酸脱胶，化学添加剂络和法脱胶，酶法脱胶及超滤脱胶等方法在酸脱胶中，通常是添加一些有机酸(醋酸、草酸、马来酸、柠檬酸、酒石酸、丹宁酸等，其中醋酸与无水 醋酸脱胶效果，以无水醋酸为佳)与无机酸(磷酸、硫酸、盐酸、硝酸等，其中常用的为磷酸)及碱根据酸 调节分级脱胶原理，即，先加入酸等化学试剂，将非水化磷脂(NIIP)转化为水化磷脂(IIP),并将其中残存的 与PA, PE结合的钙、镁、铁等二价金属离子Ca . Mg、Fe变为游离状态，移动到水相中去除。

再通过加 入碱在稀碱液相中调节pH值(通常pH值在5左右)，进而改善分离条件，降低汕脂脱胶精炼工艺中汕损耗, 在这里碱液主要作用与传统意义上脱酸是不同的而化学添加剂乙二胺四醋酸脱胶法，则是利用乙二胺四 醋酸(Ethylene diamine teracetic acid, EDTA)与油脂中金属钙、镁离子形成络和体进而离心分离酶法脱胶是利用磷脂酶对磷脂水解作用，进而将M1P转化为IIP为基础有关NIIP脱胶简要原理如图2所示a.概Bl胶原理；确脂除一向心分陶水化脱胶一水化果脂(HP)酸脱股一非水化5M旨(NHP). & R M(phosphatkk)* M** -- -*2phos-phatidc* M"-陵 2 菱 MiCa.MgJeb. EDTA化学添加剂绻和法既•权原理；H 康 DTA — + 2Na♦ +碑廊-&十*小*1一[EDTA-Ca**/Mg*#]""+2Na* + 2H* + SM8c. 瑞姑境就毕脂酸.腹戚作刖；AftCHrO7COR|CHi-O-P-O-CH^CHzNlCHp^I %akcu■脂・D|图2非木化稽脂脱胶原理2各种主要脱胶工艺流程we在油脂脱胶工艺中，除传统水化脱胶工艺，及各种酸脱胶工艺，即长混工艺(Long mix process),短 混工艺(Shortminprocess), 50 油工艺(50 oil process),酸脱胶法(Aciddegumming process)[其中又分 为：(a)简单酸脱胶法(simpledegumming process), (b)干法脱胶法(dry degumming process)],特殊脱胶法(special degumming process):近十几年来，又相继开发超级脱胶法(Soper / uni—degummingprocess),顶级脱胶法(Top degumming process), IMP AC 脱胶工艺(IMP AC degumming process)酶法脱胶工艺(Enzymax process),S. 0. F. T.脱胶法(S. 0. F. T degumming process),超滤脱胶法(ultrafiltration degumming process, uF法)等新的脱胶工艺。

这些新工艺均可使脱胶油中磷残留量在5 ppm〜10 ppm,确保符合物理精炼要求, 为油脂精炼技术作出新的贡献国内一些企业也引进或消化吸收部分新工艺，并取得一定成效下面将这 些油脂脱胶的工艺流程、•工艺参数和工艺指标分别简介如下2. 1传统水化脱胶分离法传统水化脱胶工艺是将毛油加热到6CTC〜70C ,加入与油中水化胶质等量的水，在混合器中经充分搅拌 后，将生成水化磷脂送入中间反应罐滞留30分钟，用泉送入液/固离心机进行分离油从轻液出口排出： 胶质从重液出「I排出油出「I的水化磷脂含量通常可减少到5, 000 ppm左右，排出胶质中油含量为30%上 下按传统方法，在其后脱酸工艺中加入磷酸进一步将非水化磷脂去除，一般最终胶质量可降低到50 ppm, 但这与现行物理精炼要求尚有距离，因血仍需要开•发新的脱胶工艺传统水化脱胶工艺流程：热水4毛油-魏虬若-混金一（这降）或再心分禹机地焦JS 堂干燃,脱胶淘2. 2长混工艺长混工艺即长时间混合工艺系源于美国对大豆油精炼工艺而开发长时间（3-10分钟），低温度（20笆〜 40C）—种精炼法其工艺流程如下：峻+虢 媒水毛油f湛会畀f中间镖f携热35-♦高七机找熟黑〜 泄合SS ♦新。

机♦精埠商2. 3短混工艺短混工艺即短时间（1-15秒）高温（80C〜90笆）脱胶（及脱酸）精炼工艺，这种方法主要是欧洲、日本为适 合于多种油脂精炼而开发的其典型工艺流程如下:毛油-♦硬观毛-*】置台36 —中间雄―混合：K-*史问帽— 的水 色水【授魁器f：呢合器♦ 4甘机］—混合JJf禹心机f雄朔油 重真再精炼(任意)这里需说明的是，本文所介绍各种酸脱胶工艺，主要是为了脱除汕脂中所含非水化磷脂，加碱中和的目的 主要是调节液相中ph值，以更好提高分离效果；并非是常规碱炼脱酸中对游离脂肪酸的中和(参见本文第 一节原理部分中有关非水化磷脂脱胶过程说明)2. 4酸脱胶法其中又分为:(a)简单酸脱胶法；(b)干法脱胶如前所述，在磷脂含量高的大豆油预处理中，采用挤压膨 化工艺或阿鲁高工艺，在溶剂浸出前进行特殊处理后，所得油中非水化磷脂量显著降低，此时水化脱胶汕 中磷脂含量可降至10 ppm〜20 p。