您好,欢迎来到中国油脂网 !

登录| 注册| 我的订单| 我的购物车(0)| 帮助中心
微信公众号

029-88626849

油茶籽化妆品基础油复合脱色工艺的研究

发布日期:2019-08-13 中国油脂网

 郭少海,罗 凡,王亚萍,费学谦,姚小华
(中国林业科学研究院 亚热带林业研究所,浙江 富阳 311400)
 
 
摘要:研究了不同脱色剂对油茶籽化妆品基础油的脱色效果,确定了最佳的复合脱色剂配比为75%膨润土+2.5%凹凸棒土+0.5%活性炭(占油质量)。通过对油茶籽油脱色温度、脱色时间、复合脱色剂用量的单因素实验及验证实验,得出油茶籽化妆品基础油的最佳脱色工艺条件为复合脱色剂用量7%~8%、脱色时间30~40 min、脱色温度100~110 ℃,此条件下脱色油色泽小于R01 /Y2.5,微量营养成分多酚、VE、角鲨烯、谷甾醇含量分别为27、 263、64、276 mg/kg左右,得率约92.5%,酸价、过氧化值、磷含量变化较小。
关键词:油茶籽油;化妆品基础油;复合脱色剂;微量营养成分
中图分类号:TQ658;TQ651   文献标识码:A
文章编号:1003-7969(2019)07-0059-05
 
Bleaching process of oil-tea camellia seed oil used for cosmetic base oil
GUO Shaohai,LUO Fan,WANG Yaping,FEI Xueqian,YAO Xiaohua
(China Academy of Forestry Research Institute of Subtropical Forestry,Fuyang 311400, Zhejiang, China)
 
 
Abstract:The bleaching effect of different bleaching agents on oil-tea camellia seed oil for cosmetic base oil was studied, and the optimal ratio of composite bleaching agents was determined as 7.5% bentonite-25% attapulgite-0.5% activated carbon. The bleaching temperature, bleaching time and amount of composite bleaching agents were studied by single factor experiment and verification experiment. The results showed that the optimal bleaching conditions of oil-tea camellia seed oil for cosmetic base oil were obtained as follows: amount of composite agents 7%- 8%, bleaching time 30-40 min, bleaching temperature 100-110 ℃. Under these conditions, the color of bleached oil was less than R01/Y2.5, the contents of micronutrient polyphenols, VE, squalene and sitosterol were 27, 263, 64, 276 mg/kg respectively, the yield was about 92.5%, and the changes of acid value, peroxide value and phosphorus content were small.
Key words:oil-tea camellia seed oil; cosmetic base oil; composite bleaching agents; micronutrient

油茶原产于我国,在南方地区广泛栽培,被誉为世界四大木本油料之一\[1\]。油茶籽油物理化学性质类似于橄榄油\[2\],其脂肪酸组成与橄榄油接近\[3\],其中不饱和脂肪酸含量在90%以上,以油酸和亚油酸为主\[4\]。油茶籽油含有茶皂苷、茶多酚和VE等多种生物活性物质,有杀菌止痒、促进皮肤代谢和提高免疫力的功效\[5\]。油茶籽油是抗氧化性强的植物油,精炼后酸价低,热稳定好\[6\]。左伟英等\[7\]对未精炼油茶籽油和橄榄油进行了对比研究,发现未精炼油茶籽油对各个波段紫外光的吸收能力与橄榄油相似,明显强于白矿油和甘油。这些特性使油茶籽油成为理想的化妆品基础油。
 
如何通过控制工艺条件,研发出微量营养成分保留较好、加工损耗小、成本低的加工技术,是目前油茶籽化妆品基础油研发的最主要的难题。郭少海等\[8\]进行了油茶籽化妆品基础油脱胶工艺的研究,解决了脱胶、碱炼过程中,微量营养成分和中性油损耗过大,中间品质量较差的难题,使得低成本、高品质油茶籽化妆品基础油的研发成为可能。目前在油脂脱色过程中,由于脱色剂选择不合理且用量过大,使得油茶籽油中的有效成分损失太大,回色快,脱色油脱臭后得率低,造成了加工成本过高、品质低的问题。在保证脱胶、碱炼工艺合理的基础上,如何通过控制脱色工艺条件,提高产品质量,降低加工成本,对拓展油茶籽油应用范围意义重大。
 
本研究对选择油茶籽油复合脱色剂进行了探讨,研究了脱色工艺条件对油茶籽脱色油色泽及微量营养成分的影响,从而确定油茶籽化妆品基础油复合脱色剂的使用及脱色的合理工艺条件,为高品质、低成本油茶籽化妆品基础油的开发提供一定的参考,也为油茶籽油精炼工艺的改进提供借鉴。
 
1材料与方法
 
1.1实验材料
 
油茶籽脱胶碱炼油:原料产于浙江康能食品有限公司,原油为实验室压榨,脱胶碱炼油采用郭少海等\[9\]方法制得。
 
无水乙醚、乙醇、醋酸、KOH等均为分析纯;膨润土、凹凸棒土、活性炭等均为食品级。
 
5L精炼机组,浙江海宁正浩过滤机有限公司;DD-5M离心机,长沙湘仪离心机有限公司;5975B型气相色谱仪,美国安捷伦公司;Waters1525型高效液相色谱仪;UV-2550型紫外分光光度计,日本岛津;罗维朋比色计。
 
1.2实验方法
 
1.2.1油茶籽油理化指标测定
 
VE的测定参考文献\[9-11\];含水率、角鲨烯及谷甾醇含量的测定参考文献\[12\]的方法;多酚含量的测定采用福林酚比色法\[13\];苯并芘的测定采用高效液相色谱法\[14\];磷含量的测定采用GB500987—2016;色泽的测定采用GB/T22460—2008;酸价的测定采用GB5009.229—2016;过氧化值的测定采用GB5009.227—2016;不溶性杂质含量的测定采用GB/T15688—2008。
 
1.2.2油茶籽化妆品基础油脱色工艺流程
 
油茶籽脱胶碱炼油→加柠檬酸→加热→快速混合→加复合脱色剂→脱色→过滤→油茶籽化妆品脱色油。
 
1.2.3实验方案
 
将油茶籽脱胶碱炼油,加入一定质量分数柠檬酸,加热后,在快速搅拌条件下,送入脱色罐,加入复合脱色剂,控制不同时间和脱色剂用量(占油质量,下同)进行脱色,脱色后过滤,得到脱色油。研究不同的脱色剂对油茶籽油色泽的影响,并确定复合脱色剂的配比,通过脱色剂用量、脱色时间及脱色温度对油茶籽化妆品脱色油品质的影响,确定实现脱色油基本无色及保持较高含量微量营养成分的脱色工艺条件。
 
油脂中红色的外观作用比黄色明显,一般罗维朋红色(R)0.1(133.4mm槽)时,红色才会不明显;罗维朋黄色(Y)2.5(133.4mm槽)以下时,黄色不明显。因此,如何通过选择脱色剂的比例,研究脱色工艺条件,使得油茶籽化妆品脱色油色泽不高于R0.1Y2.5(133.4mm槽),同时微量营养成分得到较好保留的工艺条件,是进行本研究的根本目的。
 
实验过程中为了更好地进行比较,保持以下工艺条件不变:①酸反应中柠檬酸质量分数50%,用量0.02%,反应时间30min;②脱色真空度为不大于2.67kPa。
 
2结果与讨论
 
2.1油茶籽脱胶碱炼油理化指标
 
经测定,油茶籽脱胶碱炼油的酸价(KOH)0.1mg/g,过氧化值1.52mmol/kg,色泽R2.2/Y25(25.4mm槽),含水率0.02%,不溶性杂质含量001%,磷含量5.94mg/kg,苯并芘含量6μg/kg,多酚、VE、角鲨烯和谷甾醇含量分别为36.69、2984、71.92mg/kg和316.6mg/kg。
 
2.2复合脱色剂配比的选择
 
油脂加工脱色剂通常选择膨润土和凹凸棒土,主要是这两种脱色剂价格便宜,脱色力强。基于活性炭对苯并芘的有效脱除作用,实验参考文献\[15\]选择活性炭作为辅助脱色剂,主要用于脱除油中的苯并芘。实验中,固定脱色温度105℃,脱色时间35min。
 
2.2.1活性炭用量的选择
 
活性炭用量对油茶籽油中苯并芘的脱除效果见表1。
 
 
由表1可知,随着活性炭用量的增加,油茶籽油中苯并芘含量呈下降趋势,当活性炭用量达到03%时,油茶籽油中苯并芘基本被完全脱除。实际生产中,考虑到质量安全及成本的关系,活性炭用量确定为0.3%~0.5%。
 
2.2.2膨润土和凹凸棒土脱色效果比较
 
2.2.2.1膨润土用量对油茶籽油色泽的影响(见表2)
 
 
由表2可知,随着膨润土用量的增加,油茶籽油的色泽呈下降趋势,且红色下降较快,当膨润土用量达到7.5%以上时,油茶籽油的红色基本被脱除,脱色油接近无色。因此,单独采用膨润土脱色时,其用量不能低于7.5%。
 
2.2.2.2凹凸棒土用量对油茶籽油色泽的影响(见表3)
 
 
由表3可知,随着凹凸棒土用量的增加,油茶籽油的色泽呈下降趋势,当凹凸棒土用量达到8%时,油茶籽油的红色已经下降到固定值0.1。因此,单独采用凹凸棒土脱色时,其用量不能低于8%。
 
2.2.2.3两种脱色剂脱色效果的比较
 
从表2和表3同比例脱色剂对比可以看出,膨润土脱除红色能力较凹凸棒土明显,凹凸棒土脱黄色能力优于膨润土。因此,复合脱色剂的配比选择应以脱除红色能力强的膨润土为主。
 
2.2.3复合脱色剂配比的选择
 
固定活性炭用量为0.5%、复合脱色剂总用量为7.5%,考察复合脱色剂配比对油茶籽油脱色效果的影响,结果见表4。
 
 
 
 
由表4可知,当脱色剂膨润土+凹凸棒土配比为7.5%+2.5%时,脱色油色泽最浅,因此复合脱色剂配比确定为7.5%膨润土+2.5%凹凸棒土+0.5%活性炭。
 
2.3复合脱色剂用量对油茶籽化妆品脱色油品质的影响
 
固定脱色温度105℃、脱色时间35min,考察复合脱色剂用量对油茶籽化妆品脱色油品质的影响,结果见表5。
 
 
 
由表5可知:随着复合脱色剂用量的增加,磷含量、多酚含量、VE含量、角鲨烯含量、谷甾酸含量以及得率均呈下降趋势,但微量营养成分的变化较小;在实验用量范围内,过氧化值无明显变化规律。当复合脱色剂用量达到7%以上时,色泽下降较明显,且符合化妆品脱色油的要求;当用量大于8%时,色泽符合化妆品脱色油要求,但色泽下降不明显。因此,考虑到加工成本和对色泽等方面的要求,合适的复合脱色剂用量为7%~8%。
 
2.4脱色温度对油茶籽化妆品脱色油品质的影响
 
固定复合脱色剂用量7.5%、脱色时间35min,考察脱色温度对油茶籽化妆品脱色油品质的影响,结果见表6。



 
由表6可知,随着脱色温度的升高,多酚含量、VE含量、角鲨烯含量、谷甾醇含量、磷含量、酸价、过氧化值、得率均无明显变化规律。随着脱色温度的上升,色泽开始呈下降趋势,当脱色温度大于110℃时,黄色值轻微上升;在实验范围内,95℃较低温度时,脱色效果较差,脱色油色泽不符合化妆品脱色油要求;100~115℃时,脱色油色泽均符合化妆品脱色油要求,但由于脱色温度大于110℃时黄色值轻微上升,说明脱色温度过高会造成脱色油回色,故合适的脱色温度为100~110℃。
 
2.5脱色时间对油茶籽化妆品脱色油品质的影响
 
固定复合脱色剂用量7.5%、脱色温度105℃,考察脱色时间对油茶籽化妆品脱色油品质的影响,结果见表7。
 
 
由表7可知,多酚、谷甾醇在较短脱色时间25min时含量较高,VE、角鲨烯含量随脱色时间的延长基本呈下降趋势,磷含量、酸价、过氧化值变化规律不明显。当脱色时间大于30min时,微量营养成分变化幅度较小。在较短脱色时间25min时,得率较高,随着脱色时间的延长,得率变化无规律,脱色油的色泽呈下降趋势。在较短脱色时间25min时,脱色油色泽不符合化妆品脱色油的要求;当脱色时间大于40min时,脱色油色泽已经没有明显变化。因此,综合考虑到加工成本和对色泽等方面的要求,合适的脱色时间为30~40min。
 
2.6脱色验证实验
 
实验设计9个实验点,编号为B1~B9,脱色验证实验条件见表8,实验结果见表9。
 
由表9可知:随着脱色剂用量的增加,磷含量呈下降趋势,当脱色剂用量大于7.5%时,磷含量下降趋势不明显;随着脱色剂用量的增加,多酚含量、VE含量、角鲨烯含量、谷甾醇含量、色泽、得率呈下降趋势,酸价呈上升趋势,过氧化值先下降然后趋于平稳。在脱色剂用量相同的条件下,各项指标变化无规律。实验条件下,各实验号的色泽均符合化妆品脱色油的要求,说明油茶籽化妆品基础油的脱色工艺中,复合脱色剂用量7%~8%,脱色时间30~40min,脱色温度100~110℃的工艺条件是合理的。生产过程中,我们一般选取的脱色工艺条件为:复合脱色剂用量7.5%,脱色温度105℃,脱色时间40min。
 
 
 
 
 
 
3结论
 
本研究的目的是为了找出在脱色油色泽符合后续加工工艺时,微量营养成分含量高,加工得率较高,酸价、过氧化值变化较小的脱色工艺条件。通过脱色剂配比选择实验及脱色条件实验,得到以下结果:
 
(1)复合脱色剂的选择分别为膨润土、凹凸棒土和活性炭,复合脱色剂配比为7.5%膨润土+25%凹凸棒土+0.5%活性炭。
 
(2)复合脱色剂的合适用量为7%~8%。用量偏低,虽然得率和微量营养成分偏高,但脱色油色泽不符合化妆品脱色油的要求,使得无色的油茶籽化妆品基础油加工很难实现;用量较大时,虽然色泽满足化妆品脱色油的要求,但脱色油质量下降和加工成本明显增加,是不可取的。
 
(3)合适的脱色时间为30~40min。脱色时间短,色泽不合格;脱色时间过长,副反应增加,影响生产效率,且脱色油质量下降,加工成本增加。
 
(4)合适的脱色温度为100~110℃。温度偏低,色泽不合格;温度偏高,脱色油质量下降且回色,加工成本增加。
 
(5)验证实验表明,油茶籽油化妆品基础油合适的脱色工艺条件为脱色剂用量7%~8%,脱色时间30~40min、脱色温度100~110℃。在此条件下,脱色油色泽小于R0.1/Y2.5,微量营养成分多酚、VE、角鲨烯、谷甾醇含量分别在27、263、64、276mg/kg左右,得率约92.5%,酸价、过氧化值、磷含量变化较小。
参考文献:
\[1\] 罗凡,费学谦,李康雄,等.加工工艺对油茶籽油氧化稳定性及酚类物质含量的影响\[J\]. 农业工程学报,2016,32(14):293-299.
\[2\] LEE S Y, YHUNG J M, YOON S H.Optimization of the refining process of camellia seed oil for edible purposes\[J\].Food Sci Biotechnol, 2014,23(1): 65-73.
\[3\] MA J L,YE H, RUI Y K, et al.Fatty acid composition of Camellia oleifera oil\[J\]. J Verbrauch Lebensm, 2011, 6(1): 9-12.
\[4\] SHEN J F, ZHANG Z Y,TIAN B, et al. Lipophilic phenols partially explain differences in the antioxidant activity of subfractions from methanol extract of camellia oil\[J\]. Eur Food Res Technol, 2012, 235(6): 1071-1082.
\[5\] 林翔云.油茶的深度开发利用\[J\].粮油食品科技,2010,18(3):24-28.
\[6\] 聂海瑜.油茶籽的综合利用\[J\].粮油加工与食品机械,2004(6):39-41.
\[7\] 左伟英,杨旸,邱礼鸿.油茶籽油紫外光吸收特性分析及应用\[J\].粮油食品科技,2013,21(3):47-49.
\[8\] 郭少海,王亚萍,罗凡,等. 油茶籽化妆品基础油脱胶工艺的研究\[J\].中国油脂,2016, 41(9):13-17.
\[9\] QIAN H, SHENG M. Simultaneous determination of fat-soluble vitamins A, D and E and pro-vitamin D in animal feeds by one-step extraction and high-performance liquid chromatography analysis\[J\].J Chromatogr,1998,825:127-133.
\[10\] 郭少海. 脱臭过程控制对油脂中VE含量的影响\[J\].中国油脂,2007, 32(6):65-66.
\[11\] CRUZ R, CASAL S, MENDES E, et al. Validation of a single-extraction procedure for sequential analysis of vitamin E, cholesterol, fatty acids, and total fat in seafood[J]. Food Anal Method, 2013,6(4): 1196-1204.
\[12\] 罗凡,费学谦,方学智,等.油茶籽采摘时间对茶油品质的影响研究\[J\]. 江西农业大学学报,2012,34(1):87-92.
\[13\] ZHONG H Y, BEDGOOD D R Jr, BISHOP A G, et al. Endogenous biophenols fatty acid and volatile profiles of selected oils\[J\]. Food Chem, 2007, 100: 1544-1551.
\[14\] 梁瑞,段兰萍,黄瑞,等.固相萃取-高效液相色谱法测定粮油中苯并芘残留[J]. 粮油科技与经济,2016,41(5):46-49.
\[15\] 罗凡,费学谦,方学智,等. 脱色工艺中不同脱色剂对油茶籽油中苯并芘脱除效果的影响[J]. 中国油脂,2012,37(6):47-49.

上一篇:水捕集回收干燥冷却机(DC)首层废热工艺分析 下一篇:加注液氮对一级大豆油品质影响研究 和理论成本分析