專利名稱：一種降低植物油脂中反式脂肪酸含量的脫臭方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種降低植物油脂中反式脂肪酸含量的脫臭方法，屬于油脂精煉脫臭、食 品安全技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
反式脂肪酸(trans fatty acids， TFA)是一類含有孤立反式(trans)構(gòu)型雙鍵 的不飽和脂肪酸的總稱，普遍存在于反雛動物乳制品、油脂及油脂食品中。諸 多研究表明，反式脂肪酸與人類心血管疾病、糖尿病、老年癡呆、癌癥等疾病 的發(fā)生、發(fā)展呈正相關(guān)，反式脂肪酸問題已成為近年來油脂加工和食品安全領(lǐng) 域關(guān)注的焦點。國際組織和歐美各國對反式脂肪酸的膳食安全問題非常重視， 2003年，WHO/FAO "膳食、營養(yǎng)與慢性病預(yù)防"專家委員會建議，膳食中的反 式脂肪酸最大攝取量最好不要超過總能量的1%。 2003年6月丹麥政府規(guī)定，直接 面向消費者消費的油脂及其油脂食品中反式脂肪酸含量不能超過總脂肪含量的 2%; 2003年7月，美國FDA公布，自2006年1月1日起，食品營養(yǎng)標(biāo)簽中必須標(biāo)注 產(chǎn)品中反式脂肪酸的含量；2005年12月，加拿大開始強(qiáng)制實施食品營養(yǎng)標(biāo)簽的 標(biāo)示，要求在營養(yǎng)標(biāo)簽中單獨一行標(biāo)示反式脂肪酸含量。
植物油脂的脫臭是以去除油脂臭味物質(zhì)為主要目的一個高溫和高真空水蒸 氣蒸餾過程，是改善油脂品質(zhì)最為關(guān)鍵的步驟，但是，脫臭也是植物油脂精煉 過程中產(chǎn)生反式脂肪酸的主要環(huán)節(jié)，其反式脂肪酸的生成量與脫臭塔結(jié)構(gòu)、脫 臭工藝參數(shù)(溫度、時間、蒸汽量等)和油脂種類密切相關(guān)。 一般而言，脫臭 油中反式脂肪酸含量隨脫臭溫度和時間的增加而顯著增加；在脫臭塔結(jié)構(gòu)方面， 填料式脫臭塔較傳統(tǒng)的盤式板塔脫臭，對降低反式脂肪酸有利，但是脫臭和熱 脫色效果不如板塔。目前，我國傳統(tǒng)的脫臭工藝大都采用盤式板塔脫臭，操作 溫度較高(260 270。C以上)，脫臭時間較長Q.5 3h)，大豆油中反式脂肪酸含 量一般在3%~4%之間，而對于部分油品反式脂肪酸含量則高達(dá)6% 8%;部分企
業(yè)雖然采用新型的填料式-板式軟塔脫臭，但是植物油在進(jìn)入脫臭塔之前溫度已 經(jīng)達(dá)到255 265'C，大豆油中的反式脂肪酸含量仍然高達(dá)2%左右。
因此，選擇合適的脫臭設(shè)備和恰當(dāng)?shù)墓に噮?shù)，降低油脂的脫臭溫度、脫 臭時間，降低油脂中反式脂肪酸含量，對提高油脂品質(zhì)，保障公眾健康具有重 要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種降低植物油脂中反式脂肪酸含量的脫臭方法，通
3過改進(jìn)脫臭塔結(jié)構(gòu)、選擇合適的工藝參數(shù)，提出降低植物油脂中反式脂肪酸含 量的升溫氣提、升溫蒸餾的脫臭方法，屬于開創(chuàng)性研究。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種降低植物油脂中反式脂肪酸含量的脫臭方法，以 脫色植物油為原料，選擇填料-板式組合氣提-蒸餾脫臭塔，采用升溫氣提、恒溫 蒸餾的脫臭方式，在填料塔段實施升溫氣提、板式塔段恒溫蒸汽鼓泡蒸餾，減 少了油脂高溫受熱時間；控制脫臭溫度、脫臭時間參數(shù)，綜合考慮油脂中反式 脂肪酸的含量和脫臭效果，降低了脫臭油脂中的反式脂肪酸含量；
脫色植物油在13(TC，真空度2Torr的條件下，經(jīng)析氣器除氧后，通過一次換 熱升溫至175 19(TC，在進(jìn)油流量15 24mS/h條件下進(jìn)入脫臭塔，在填料塔段逐 級加熱升溫至235 25(TC、同時采用蒸汽量0.1。/。 0.3。/。的直接蒸汽汽提5 15min， 然后進(jìn)入板式塔段，采用蒸汽量0.5%~0.8%的直接蒸汽235~250°0恒溫鼓泡蒸餾 35 50min，冷卻至45"C后精濾，得低反式脂肪酸的脫臭植物油。
所述的填料-板式組合氣提-蒸餾脫臭塔，在脫臭塔的填料塔段和板式塔段都 具有盤管式的加熱/恒溫裝置。
所述的脫臭方法，進(jìn)油流量為18 21mVh。
所述的脫臭方法，脫臭填料塔段升溫氣提溫度為240 245'C，氣提時間為 8-12min，蒸汽量為0.2%。
所述的脫臭方法，脫臭板式塔段恒溫蒸餾溫度為240 245t:直接蒸汽鼓泡蒸 餾40 45min，蒸汽量為0.6%。
毛油經(jīng)常規(guī)的脫膠、脫酸、脫色處理后，經(jīng)析氣器除氧、 一次換熱后的脫 色植物油進(jìn)入"填料-板式組合的升溫氣提-恒溫蒸餾脫臭系統(tǒng)"見圖l，在填料 塔段進(jìn)行升溫氣提，除去部分游離脂肪酸和臭味物質(zhì)，氣提后的油進(jìn)入脫臭塔 下部板式塔段，采用直接蒸汽恒溫鼓泡蒸餾，進(jìn)行熱脫色及進(jìn)一步的脫臭，以 脫臭油中反式脂肪酸含量、酸價和色澤為指標(biāo)，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)拿摮艄に噮?shù)(溫 度、時間)，降低油脂中的反式脂肪酸含量，提高油脂品質(zhì)。本發(fā)明的主要創(chuàng)造 性研究為采用填料-板式組合的升溫氣提-恒溫蒸餾脫臭系統(tǒng)，在填料塔段中進(jìn) 行逐級升溫氣提，在板式塔段進(jìn)行恒溫蒸餾，降低油脂中的反式脂肪酸。其工 藝流程圖見圖2。
一、 脫色油的除氧
脫色油中常含油萬分之一到萬分之五的氧氣，而油脂的脫臭是-一個高溫高 真空的蒸餾過程，為最大限度的避免油脂在脫臭塔內(nèi)氧化變質(zhì)，脫色油必須經(jīng) 析氣器除氧后，才能進(jìn)入脫臭塔。
二、 脫色油脫臭工藝參數(shù) 脫臭塔的結(jié)構(gòu)
常用的脫臭塔包括填料塔和板塔兩種。填料塔雖然具有結(jié)構(gòu)簡單，蒸汽利用率高，煉耗低等優(yōu)點，但是填料塔的主要功效是物理脫酸，脫臭和熱脫色效 果不佳；而板塔脫臭溫度較高，脫臭時間長，易導(dǎo)致不飽和脂肪酸的異構(gòu)化， 產(chǎn)生反式脂肪酸，油脂中的維生素E損失大。
本發(fā)明采用填料式-板式組合的升溫氣提-恒溫蒸餾脫臭系統(tǒng)，不僅保持了填 料塔的物理脫酸效果，又具有高效脫臭和熱脫色功能。在真空狀態(tài)下，脫色油 從脫臭塔頂部進(jìn)入，通過分油盤使油脂在填料上形成均勻油膜自上而下流動， 并用導(dǎo)熱油逐級加熱、直接蒸汽逆相氣提，除去部分脂肪酸和臭味物質(zhì)；然后 進(jìn)入板式段、采用直接蒸汽鼓泡蒸餾一段時間，進(jìn)行熱脫色及進(jìn)一步脫臭處理。
脫臭溫度
脫臭溫度的高低直接影響脫臭效果，脫臭溫度過低，脂肪酸、臭味物質(zhì)等 分離組分不易除去，而脫臭溫度過高， 一方面導(dǎo)致能源的浪費，同時易導(dǎo)致脂 肪酸的反式異構(gòu)化、維生素E損失大，降低了油脂品質(zhì)。
脫臭時間
脫臭時間是脫臭工藝的重要參數(shù)之一，時間過短，脫臭效果不佳，時間過 長，則等于催化形成反式脂肪酸的時間延長，導(dǎo)致形成更多的反式脂肪酸。
脫色油在13(TC，真空度2Torr的條件下，經(jīng)析氣器除氧后，通過油-油換熱 升溫至175 19(TC，在進(jìn)油流量15 24mS/h條件下進(jìn)入脫臭塔，在填料段用導(dǎo)熱 油逐級加熱升溫至235 25(TC、同時采用直接蒸汽(蒸汽量0.1%~0.3%)汽提 5 15min，然后進(jìn)入板式塔段，采用直接蒸汽(蒸汽量0.5%~0.8%)恒溫鼓泡蒸 餾35 50min，冷卻至45'C后精濾，得低反式脂肪酸的脫臭植物油。
反式脂肪酸的測定
參考國標(biāo)GB/T22110-2008食品中反式脂肪酸的測定，氣相色譜法。 酸價的測定
參考國標(biāo)GB/T 5530-2005動植物油脂酸值和酸度的測定(滴定法)。 色澤的測定
參考國標(biāo)GB/T22460-2008動植物油脂羅維朋色澤的測定。 脫臭油的品質(zhì)
對新工藝條件下脫臭大豆油的反式脂肪酸、酸價、色澤進(jìn)行了檢測，結(jié)果 表明，脫臭大豆油脂中的反式脂肪酸含量為0.5%~1.2%。游離脂肪酸含量為 0.03%~0.04°/o;色澤為Y5~10， R0.5-l (5英寸比色皿)。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用低溫、短時脫臭處理工藝進(jìn)行植物油的脫 臭，降低植物油脫臭過程中形成的反式脂肪酸，屬于開創(chuàng)性研究。
通過本脫臭工藝進(jìn)行脫色油的脫臭，可以減少脂肪酸的反式異構(gòu)化，降低 反式脂肪酸含量，提高植物油品質(zhì)，有利于人體健康。
通過本脫臭工藝進(jìn)行脫色油的脫臭，可減少蒸汽、能源的消耗，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
提供了脫臭工藝參數(shù)的選擇依據(jù)，確定了脫臭的具體工藝，對脫臭油的反 式脂肪酸含量、酸價、色澤進(jìn)行綜合評價，實現(xiàn)了有效脫臭的同時降低反式脂 肪酸的目的。
一種降低植物油脂中反式脂肪酸含量的低溫脫臭方法為開發(fā)綠色、安全、 營養(yǎng)的植物油脂提供了一種全新的途徑。


圖l填料-板式組合氣提-蒸餾脫臭塔結(jié)構(gòu)簡圖。
圖2脫臭工藝流程簡圖。
具體實施方式
實施例l
大豆脫色油在13(TC，真空度2Torr的條件下，經(jīng)析氣器除氧后，通過一次換 熱升溫至185"C，在進(jìn)油流量18mVh條件下進(jìn)入脫臭塔，在填料塔段逐級加熱至 240°C、同時采用直接蒸汽(蒸汽量0.2%)汽提12min，然后進(jìn)入板式塔段，采 用直接蒸汽(蒸汽量0.6%)恒溫鼓泡蒸餾45min，冷卻至45'C后精濾，得低反式 脂肪酸的脫臭大豆油。測定脫臭油中反式脂肪酸、酸價和色澤。
檢測所得最終脫臭大豆油中反式脂肪酸含量為0.89%:游離脂肪酸含量為 0.032%，色澤為Y9R0.8。
實施例2
菜籽脫色油在13(TC，真空度2Torr的條件下，經(jīng)析氣器除氧后，通過一次換 熱升溫至19(TC，在進(jìn)油流量21mVh條件下進(jìn)入脫臭塔，在填料塔段逐級加熱至 245°C、同時采用直接蒸汽(蒸汽量0.2%)汽提8min，然后進(jìn)入板式塔段，采用 直接蒸汽(蒸汽量0.6%)恒溫鼓泡蒸餾40min，冷卻至45'C后精濾，得低反式脂 肪酸的脫臭菜籽油，測定脫臭油中反式脂肪酸、酸價和色澤。
檢測所得最終脫臭菜籽油中反式脂肪酸含量為1.02%:游離脂肪酸含量為 0.030%，色澤為Y6R0.6。
實施例3:
玉米脫色油在13(TC,真空度2Torr的條件下，經(jīng)析氣器除氧后，通過一次換 熱升溫至1卯'C，再經(jīng)二次換熱至260'C，在進(jìn)油流量21mVh條件下進(jìn)入脫臭塔， 在填料塔段汽提10min，然后進(jìn)入板式塔段，采用直接蒸汽(蒸汽量0.8%)鼓泡 蒸餾50min，冷卻至45"C后精濾，得低反式脂肪酸的脫臭玉米油，測定脫臭油中 反式脂肪酸、酸價和色澤。
檢測所得最終脫臭玉米油中反式脂肪酸含量為2.17%:游離脂肪酸含量為 0.026%，色澤為Y5肌5。
權(quán)利要求
1、一種降低植物油脂中反式脂肪酸含量的脫臭方法，其特征是以脫色植物油為原料，選擇填料-板式組合氣提-蒸餾脫臭塔，采用升溫氣提、恒溫蒸餾的脫臭方式，在填料塔段實施升溫氣提、板式塔段恒溫蒸汽鼓泡蒸餾，減少了油脂高溫受熱時間；控制脫臭溫度、脫臭時間參數(shù)，綜合考慮油脂中反式脂肪酸的含量和脫臭效果，降低了脫臭油脂中的反式脂肪酸含量；脫色植物油在130℃，真空度2Torr的條件下，經(jīng)析氣器除氧后，通過一次換熱升溫至175～190℃，在進(jìn)油流量15～24m3/h條件下進(jìn)入脫臭塔，在填料塔段逐級加熱升溫至235～250℃、同時采用蒸汽量0.1％～0.3％的直接蒸汽汽提5～15min，然后進(jìn)入板式塔段，采用蒸汽量0.5％～0.8％的直接蒸汽235～250℃恒溫鼓泡蒸餾35～50min，冷卻至45℃后精濾，得低反式脂肪酸的脫臭植物油。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脫臭方法，其特征是填料-板式組合氣提-蒸餾脫臭 塔，在脫臭塔的填料塔段和板式塔段都具有盤管式的加熱/恒溫裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脫臭方法，其特征是進(jìn)油流量為18 21m3/11。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脫臭方法，其特征是脫臭填料塔段升溫氣提溫度 為240 245。C，氣提時間為8 12min，蒸汽量為0.2%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脫臭方法，其特征是脫臭板式塔段恒溫蒸餾溫度 為240 245'C直接蒸汽鼓泡蒸餾40 45min,蒸汽量為0.6%。
全文摘要
一種降低植物油脂中反式脂肪酸含量的脫臭方法，屬于油脂精煉脫臭、食品安全技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以脫色植物油為原料，選擇填料-板式組合氣提-蒸餾脫臭塔，一方面，對脫臭塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，實現(xiàn)了升溫氣提、恒溫蒸餾的脫臭方式，減少了油脂高溫受熱時間；另一方面，控制脫臭溫度、脫臭時間等參數(shù)，綜合考慮油脂中反式脂肪酸的含量和脫臭效果，得到了低反式脂肪酸含量的脫臭工藝。本發(fā)明降低了脫臭過程中形成反式脂肪酸的含量，建立低反式脂肪酸脫臭工藝，為開發(fā)綠色、安全、營養(yǎng)的植物油脂提供了一種全新的途徑。
文檔編號A23D9/02GK101536711SQ20091003052
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者劉元法, 良 單, 宋志華, 王興國, 金青哲, 黃健花 申請人:江南大學(xué)