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植物油库储油过程中油脂品质变化 影响因素及控制要点

发布日期:2018-01-04 中国油脂网

罗 寅1,张羽霄2,杜宣利2,李永生2,杨 帆2
(1.中粮集团有限公司,北京 100020; 2.西安中粮工程研究设计院有限公司,西安 710082)


摘要:论述了植物油库储油过程中储藏环境、油脂脂肪酸组成、精炼程度、抗氧化剂、金属离子、水分及人员操作等因素对油脂品质的影响。提出了植物油库储油过程中的控制要点,有助于采用恰当的方法抑制油脂的氧化变质,延长产品的保质期。
关键词:油脂;植物油库;氧化;储藏
中图分类号:TS225.1;TS207.7  文献标识码:A

文章编号:1003-7969(2016)12-0085-03
 

Influencing factors and control points of oil quality changing during
storage in vegetable oil depot
LUO Yin1,ZHANG Yuxiao2,DU Xuanli2,LI Yongsheng2,YANG Fan2
(1.COFCO Corporation,Beijing 100020,China;
2.Xian COFCO Engineering Research & Design Institute Co.,Ltd.,Xian 710082,China)


Abstract:The effects of storage environment,fatty acid composition of oil,refining degree,antioxidant,metal ions,water and personnel operation on the oil quality during storage in vegetable oil depot were discussed. The control points in process of oil storage in vegetable oil depot were proposed,which was helpful to inhibit the oxidation degeneration of oils and extend the shelf life of products by suitable methods.
Key words:oil; vegetable oil depot; oxidation; storage


  近年来,我国居民油脂摄入量在饮食中所占比例不断提高,食用植物油消费量快速增长[1]。因此,控制食用植物油品质安全,对于满足居民消费需求具有重要的意义。植物油库储油过程中油脂容易受到杂质、水分、温度、湿度和光照等外界条件的影响,发生一系列复杂的化学变化[2]引起其酸值、过氧化值和茴香胺值等指标升高,产生不良气味、色泽变化等,造成营养价值降低,影响产品的货架期。因此,植物油库在长期储油过程中如何安全可靠地储藏油脂始终是人们关注的重点。
1 植物油库储油过程中油脂品质变化的影响因素
1.1 储藏环境的影响
     植物油在储藏过程中不可避免会受到储藏环境的影响,环境温度、储藏环境氧气含量、光照、储藏环境水分含量等都会对油脂品质造成影响。其中主要影响因素有环境温度和储藏环境氧气含量。
     一般来说,温度越高,油脂中不饱和脂肪酸氧化分解速度越快,油脂更容易酸败变质。故降低温度能延缓酸败过程,提高储藏稳定性,确保安全储藏。
     储藏环境氧气含量对油脂品质也有重要的影响。由于空气中存在大量氧气,会促进油脂的氧化酸败。为减少空气中氧气对油脂的影响,多采用从罐底进油,以尽可能避免混入空气。还可采用氮气或其他惰性气体将油罐内油层上的空气置换出去,在油层上形成无氧气氛,切实有效地防止或延缓油脂氧化。
     日光中的紫外线能量较高,能活化氧及光敏物质,引发游离自由基,促进油脂的氧化酸败。在日光照射下,油脂中的天然抗氧化剂VE受到破坏,抗氧化作用减弱,油脂的氧化酸败速度也会增加。为减少夏季阳光的影响,部分企业在油罐外壁涂刷银粉漆以增加对阳光的反射,降低罐内油脂温度。
1.2 油脂脂肪酸组成、精炼程度及抗氧化剂的影响
     不同油脂的脂肪酸组成各异,其储藏稳定性有明显的差异[3]。一般而言,饱和脂肪酸的稳定性要优于不饱和脂肪酸;在烯酸分子结构中,具有顺式结构的分子更容易被氧化,尤其是具有共轭双键的顺式分子的稳定性最差。不同品种油脂的抗氧化能力不同,不饱和脂肪酸含量越高的油脂抗氧化能力越弱。
     植物油中含有多种抗氧化类物质,其中多酚类物质是油脂天然抗氧化剂的主要成分。精炼会破坏油脂中天然抗氧化剂,从而造成油脂抗氧化能力降低。一般而言精炼程度越高,油脂抗氧化能力越弱。
     在油脂中加入抗氧化剂能够抑制油脂的氧化反应,是一种成本低且效果良好的方法。目前,发现的天然抗氧化剂和合成的人工合成抗氧化剂有几十种。天然抗氧化剂有α-生育酚、茶多酚、迷迭香提取物、类胡萝卜素、大豆异黄酮、抗氧化肽、植酸等[4]以及以这些为基料的复配型抗氧化剂;人工合成抗氧化剂包括丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、特丁基对苯二酚、倍酸丙酯以及以这些为基料的复配型抗氧化剂。
1.3 金属离子和水分的影响
     在油料和油脂的生产、运输、储藏等过程中,常会混入极微量的金属离子。有些过渡金属离子(如Cu2+、Fe3+等),本身具有合适氧化还原电位,具有显著的催化氧化作用。即使含量低至0.1 mg/kg,其催化氧化能力仍十分明显,可加速油脂的酸败[5]。油脂中的酶也能催化油脂与氧气发生反应。多数情况下,金属离子催化和酶促氧化还具有强烈的协同作用。因此,在油脂储藏过程中一定要注意避免金属离子的进入,或者使用特殊的涂层隔绝油脂和金属离子的直接接触,将金属离子对油脂的影响降到最低。
     在油脂的长期储藏过程中,除了常见的氧化酸败之外,还有水解酸败,即油脂与水分在高温、杂质(金属离子或酶)等因素的催化下发生水解反应生成游离脂肪酸,导致油脂酸败。水解酸败主要是由于油脂中水分导致的,因此油脂在储藏作业时,应尽量在干燥环境下进行,降低油脂中的水分含量。
1.4 人员操作的影响
     在实际生产中,操作人员对各个系统的操作处理,将直接影响油脂的储藏状态,但在目前的油脂储藏研究中,对人员操作影响的讨论较少。如在操作充氮保护系统时,氮气保护气氛的形成和保持容易受操作人员主观影响。正常情况下,氮气应在进油管内与油脂混合,将油脂中的空气置换出来,形成保护层,减少油脂氧化。但过早进行氮气处理造成进油不充分,过晚又不利于形成稳定的氮气保护层。对此,一方面需要加强对操作人员的培训,规范生产操作;另一方面,提高植物油库作业的自动化,降低人工操作的比例,以尽可能避免主观操作的影响。
2 植物油库储油过程中控制要点
     在植物油库储油过程中,大型立式油罐由于其具有成本低、容量大、操作简便、便于后期维护等特点[6],而成为主要的储藏方式。植物油的油罐长期以来都是沿用石油化工储罐的规格标准进行制造,但植物油与石油化工产品在熔点、黏度、闪点、燃点以及卫生要求方面有着明显的不同,因此其储藏要求也有所不同。另外,植物油的价格普遍高于石油类产品,因此在储藏过程,要降低油脂的损耗也很重要[7]。
     在大型油罐储藏过程中,通过控制油脂储藏温度和储藏环境氧气浓度是最有效延缓油脂劣变的两种方式。
2.1 控制储藏温度
     温度是影响油脂品质变化的重要因素之一,如何控制油脂储藏温度以达到延缓油脂劣变目的,是油脂储藏的一个关键技术。通常采用两种方式:隔热,减少油脂与外界的热交换;冷却,通过冷却介质降低油脂温度。油罐隔热方式见表1,油罐降温方式见表2。

表1 油罐隔热方式


隔热方式 优 点     缺 点    
建设罩棚 减少阳光直射,降低油罐所在的环境温度,使用周期长 对于小型油罐比较适用;对于上千吨大型油罐而言造价过高
岩棉保温 减少油罐与外界热交换,使油罐内部保持温度相对恒定,使用周期长 对于大型油罐而言,施工难度大,造价高;保温的同时不利于散热
聚氨酯保温 减少油罐与外界热交换,使油罐内部保持温度相对恒定 对于大型油罐而言,施工难度大,造价高;聚氨酯发泡剂易氧化、开裂,使用周期短,需要经常维护
罐壁隔热油漆 通过反射方式减少油罐与外界热交换,施工简单,投资小 使用周期短,隔热效果没有聚氨酯和岩棉好

表2  油脂降温方式


降温方式 优 点     缺 点    
喷淋冷却 通过罐壁降温达到降低油脂温度的目的。可利用消防喷淋系统,操作简单 油罐内部降温效果不好;罐壁喷淋后会留下水痕,影响外部美观
罐体内部增加
冷却盘管
通过冷却水达到有效降低油脂内部温度的目的 对于大型油罐而言,施工难度大,造价高
外循环降温 将油脂通过外循环经过冷却器,达到有效降温的目的。降温效率高 需要增加外部冷却装置,实际生产中能耗增加
 
2.2 控制储藏环境氧气浓度
     氧气是引起油脂劣变的主要因素之一,近20年来,国外植物油储藏技术研究主要集中在充氮储油、充CO2储油和负压储油等方面,充氮储藏是目前普遍采用的植物油储藏技术。这些储藏技术的共同点是降低储藏环境中的氧气分压,阻止或延缓油脂氧化。另外,添加抗氧化剂及脱氧剂,以减少油脂内部氧气与油脂本身的接触,也可以延缓油脂氧化劣变。控制储藏环境氧气浓度方式见表3。

表3 控制储藏环境氧气浓度方式


方 式 优 点     缺 点    
顶部充氮 利用氮气将空气置换,减少环境中空气含量,达到减少氧气分压的目的 由于氮气相对分子质量小于空气,用氮气置换氧气效率低,效果不显著;需要增加氮气管道及制氮装置
底部充氮 将氮气从油罐底部进气,使氮气与油脂充分接触,置换空气效率高 需要增加氮气管道及制氮装置
充CO2 由于CO2相对分子质量较大,可以达到有效置换空气的目的 需要增加CO2发生装置,增加投资和生产成本
负压储藏 通过负压方式减少储藏环境中氧气浓度 由于要形成负压环境,对油罐材质、设计强度等有较高要求,增加投资
添加抗氧化
剂、脱氧剂
有效抑制油脂氧化,延长保质期和增强品质稳定性 增加生产成本,一般在油脂生产过程中添加;向大型油罐中添加抗氧化剂操作难度大,不易实现
 
  除了上述常见油脂储藏技术之外,许多学者和科研工作者也提出了其他技术。如山西省粮油科研所提出采用浮顶式铝膜隔氧储藏技术,在油罐内部增加一个可以升降的铝膜,作为油脂表面的隔氧膜,达到隔氧、隔热、防尘的目的[8]。但是这种方法对于大型油罐来说,技术难度大,需要增加的设备成本较高,实际生产操作难度也较大,还未在生产实践中应用。吉林省吉林市粮油监测站提出,采用聚丙烯颗粒材料悬浮在油脂液面上,形成一层密实的覆盖层达到将油脂与空气隔绝的目的。选用的聚丙烯颗粒材料相对密度小于大多数植物油,耐热性、耐油性较好,对人体无毒无害[9]。但在实际生产中,聚丙烯颗粒会对进出油操作造成影响,增加操作难度,目前还未在生产实践中应用。
3 结束语
     油脂在长期储藏过程中,其酸值、过氧化值、茴香胺值等指标会升高。储藏环境、油脂脂肪酸组成、精炼程度、抗氧化剂、金属离子、水分及人员操作等因素均会对油脂品质产生重要影响。因此,在植物油库储油过程中,需要根据各影响因素,结合实际问题,确定相应的处理办法。
参考文献:
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[3] 冯幼,许合金,刘定,等. 不同油脂储藏过程中品质的变化[J]. 饲料与畜牧(新饲料),2014(8):40-42.
[4] 唐亮,胡蒋宁,刘蓉,等.几种植物油抗氧化物质的测定[J]. 中国食品学报,2012(8):210-214.
[5] 曹文明,王鑫,包杰,等. 油脂氧化评价研究进展[J]. 粮食与油脂,2013(4):1-5.
[6] 刘伟然. 大豆立式细长圆筒型储油罐设计及实践[J]. 中国油脂,1997,22(6):59-61.
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[8] 山西省粮油科研所,山西省榆次油厂.食用植物油浮顶式铝膜隔氧储藏技术研究试验报告[J].中国油脂,1986,11(3):59-64.
[9] 崔昆,李晶,尹宝聚,等.聚丙烯颗粒悬浮覆盖油脂抑制过氧化值增长技术[J]. 中国油脂,1993,18(5):33-36.

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