屈巖峰，錢鐳，王鑫，張智，于殿宇

（1黑龍江東方學院，哈爾濱，150086；2東北農(nóng)業(yè)大學食品學院，哈爾濱，150030；3黑龍江省北大荒米業(yè)集團有限公司，哈爾濱，150090）

米糠油脫色工藝的優(yōu)化

屈巖峰1，錢鐳1，王鑫2，張智3，于殿宇2

（1黑龍江東方學院，哈爾濱，150086；2東北農(nóng)業(yè)大學食品學院，哈爾濱，150030；3黑龍江省北大荒米業(yè)集團有限公司，哈爾濱，150090）

為米糠油的精深加工提供理論依據(jù)，研究了米糠油的脫色工藝，通過單因素試驗與二次正交旋轉(zhuǎn)試驗對米糠油脫色的工藝條件進行了優(yōu)化，優(yōu)化條件為：脫色溫度102.6℃、白土添加量4.4%、脫色時間31.3min、攪拌速度220r／min。優(yōu)化后的米糠油脫色率達到95.9%，且酸值較低；脫色后產(chǎn)品的品質(zhì)得到了很好的保證。

脫色；米糠油；脫色率；酸值；優(yōu)化

研究表明［1］米糠雖然只占稻谷總質(zhì)量的6%～8%，但卻占有稻谷64%的重要營養(yǎng)成分，富含蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、膳食纖維和礦物質(zhì)等營養(yǎng)素，還含有生育酚、生育三烯酚、角鯊烯等多種天然抗氧化劑和生物活性物質(zhì)。米糠含油率約為16%～22%［2］，從米糠中所提取出的米糠油所含飽和脂肪酸占15%～20%，不飽和脂肪酸占80%～85%，還含有維生素、活性脂肪酶等成分，這些成分均對人體具有降血脂、防止心腦血管疾病等多種營養(yǎng)保健功能［3－5］，也被譽為“天賜的營養(yǎng)源”［6］。所以，米糠油的加工受到了重視。脫色是米糠油加工過程最重要的工序之一，是生產(chǎn)高質(zhì)量油脂所必需的工序，在此過程中可除去油脂中的色素、過氧化物、微量金屬和磷脂等，并可防止成品油的回色，提高貨架期［7］。脫色效果的好壞直接關(guān)系到米糠油產(chǎn)品的質(zhì)量，米糠油的脫色過程常常遇到諸多問題。本試驗通過對脫色過程中各主要因素進行考查與優(yōu)化，期望最終得到脫色率高和品質(zhì)好的米糠油產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

米糠脫膠油，由北大荒米業(yè)集團提供；活性白土，由北大荒米業(yè)集團提供。

1.2 試驗儀器

脫色反應(yīng)罐；SHB－III循環(huán)水式多用真空泵；DF－101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；LD4－2A低速離心機；721分光光度計。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗步驟

先將米糠脫膠油加入反應(yīng)釜中，加入定量白土，密封。在0.1MPa抽真空條件下，放入恒溫磁力攪拌器中充分攪拌，定溫加熱反應(yīng)。反應(yīng)達到設(shè)定時間后，打開反應(yīng)釜，將油土混合物在4000r／min下離心10min，分離出脫色后的米糠油。降溫，待測。

1.3.2 脫色率測定［8］

用721分光光度計測定米糠油脫色前后的吸光度計算脫色率，檢測光波長為665nm，1cm比色皿，以蒸餾水作參比。脫色率（%）＝（A0－A1）／A0×100%，A0為米糠油的吸光度，A1為脫色后油脂的吸光度。

1.3.3 酸值的測定

按照GB／T5530進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 脫色時間對脫色效果的影響

脫色時間對脫色效果的影響結(jié)果見圖1。

由圖1可知：隨著時間的延長，脫色率逐漸升高，當時間為30min時達到最大值，之后脫色率開始逐漸下降。這主要是因為，30min之前脫色處于初始階段，隨著時間的延長，米糠油與脫色劑充分接觸，脫色率提高明顯；而30min后，脫色劑的吸附能力逐漸達到飽和，且由于脫色劑的存在，脫色過程始終伴隨著對油脂的催化氧化，導致油色加深，時間過長反而不利于脫色進行，并使得酸值升高。故脫色時間控制在30min較為適宜。

圖1 脫色時間對脫色效果的影響Fig.1Effects of time on bleaching efficiency

2.1.2 脫色溫度對脫色效果的影響

脫色溫度對脫色效果的影響結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知：隨著脫色溫度的增加，米糠油脫色率先升高，在100℃時達到最大值，而后逐漸降低。隨著溫度的升高，米糠油的黏度逐漸降低，更有利于脫色劑的吸附，脫色率隨之升高。當脫色溫度過高時，反而不利于吸附，并引起油脂回色，而且溫度過高，白土對游離脂肪酸的吸附能力下降，酸值升高。故脫色溫度為100℃較為適宜。

圖2 脫色溫度對脫色效果的影響Fig.2Effects of temperature on bleaching efficiency

2.1.3 攪拌速度對脫色效果的影響

攪拌速度對脫色效果的影響結(jié)果見圖3。

由圖3可以看出：隨著攪拌速度的加快，脫色率逐漸升高，達到220r／min后，脫色率升高緩慢。這主要是由于米糠油粘度較大，攪拌有利于降低粘度，增加白土與油中色素的碰撞，提高吸附脫色速率。而攪拌速度對酸值的影響并不明顯。故攪拌速度選擇220r／min較為適宜。

圖3 攪拌速度對脫色效果的影響Fig.3Effects of stirring speed on bleaching efficiency

2.1.4 白土添加量對脫色效果的影響

白土添加量對脫色效果的影響結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知：隨著脫色劑用量的增大，米糠油的脫色率逐漸升高，當脫色劑用量達到4%時，脫色率的升高開始緩慢，用量為6%時的脫色率反而降低。

脫色過程對過氧化值起降低作用［9］，可能是由于油脂氧化形成的醛、酮、酸、醇、酯等化合物，相對于油脂及色素類物質(zhì)具有更強的極性，被脫色白土優(yōu)先吸附。隨著油脂氧化程度的加深，脫色率降低。同時，酸值隨著白土添加量的增加而逐漸降低，因為加入一定量的脫色白土可提高其對游離脂肪酸的吸附效果［10］。

故綜合考慮成本因素，脫色劑用量選擇4%較為適宜。

圖4 白土添加量對脫色效果的影響.4Effects of quantity of decolorant on bleaching efficiency

2.2 二次正交旋轉(zhuǎn)試驗

通過對單因素試驗結(jié)果的分析，考慮到試驗規(guī)模，故在二次正交旋轉(zhuǎn)試驗中攪拌速度不作為考察的試驗因素，攪拌速度選擇為220r／min。選出影響分離效果的主要因素，即脫色溫度、白土添加量、脫色時間。

通過SAS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行二次多項回歸方程擬合。試驗因素水平見表1，二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計和脫色率見表2。

表1 正交試驗因素水平表Tab.1Factors and Levels of Orthogonal Tests

表2 二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計表和脫色率Tab.2Quadratic rotary combination design and test results

通過SAS軟件對數(shù)據(jù)進行擬合，得到米糠油脫色的脫色率對脫色溫度、白土添加量及脫色時間的多元回歸方程為：

式（1）中：Y是脫色率；X1是脫色溫度；X2是白土添加量；X3是脫色時間。

回歸方程的方差分析結(jié)果見表3和表4。

由表3可知：該模型極顯著（P＝0.0003＜0.01），差異不顯著，表明回歸模型與實際情況擬合得很好，可以用該模型預(yù)測米糠油脫色實際脫色情況。

表3 脫色試驗結(jié)果的方差分析（回歸方程）Tab.3The variance analysis of test results（regression equation）

表4顯示：各因素的對結(jié)果影響程度按脫色溫度、白土添加量、脫色時間依次降低，最優(yōu)條件及包埋率見表5，即脫色溫度102.6℃、白土添加量4.4%、脫色時間31.3min，在此參數(shù)下產(chǎn)品的脫色率達到95.9%。

表4 脫色試驗結(jié)果的方差分析（回歸系數(shù)）Tab.4The variance analysis of test results（regression coefficient）

表5 最優(yōu)條件下優(yōu)化值及最優(yōu)條件下的脫色率Tab.5Optimal condition value and the bleaching ratio

3 結(jié)論

通過對米糠油脫色過程中各主要工藝參數(shù)的研究和對其工藝條件的優(yōu)化，提高了米糠油脫色產(chǎn)品的品質(zhì)。優(yōu)化后的最佳工藝條件為：脫色溫度102.6℃、白土添加量4.4%、脫色時間31.3min、攪拌速度220r／min。產(chǎn)品脫色率達到95.9%。

［1］鈕廣安，張富強，王群學，等.米糠資源的綜合利用糧油加工［J］.2009，（10）：104－107.

［2］歐陽建勛.米糠油資源開發(fā)應(yīng)用探討［J］.糧食科技與經(jīng)濟，2011，36（3）：24－26.

［3］潘亞萍.米糠的開發(fā)與應(yīng)用［J］.中國油脂，2010，35（6）：52－54.

［4］王仲禮.國外對米糠深加工產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用［J］.中國稻米，2005（3）：49－51.

［5］Marlene M Most，Richard Tulley，Silvia Morales，et al.Rice bran oil，not fiber，lowers cholesterol in humans［J］.American Journal of Clinical Nutrition，2005，81（1）：64－68.

［6］閆金萍.米糠深加工產(chǎn)品的開發(fā)與研究進展［J］.食品科技，2007（6）：243－247.

［7］A Gannouni，A Bellagi and M Bagane.Activation of a clay for bleaching olive oil［J］.Annales de Chimie Science des Matériaux，1999，24（6）：407－416.

［8］孫鳳霞，杜紅霞，周展明.油脂色澤測定方法研究進展［J］.中國油脂，2002，27（2）：7－9.

［9］王興國，毛弘毅.油脂精煉過程中影響脫色效果因素的探討［J］.中國油脂，1997，22（1）：14－16.

［10］劉悅，劉元法，王興國.油脂脫色過程對游離脂肪酸影響研究［J］.中國糧油學報，2006，21（4）：91－96.

Optimization of Technology for Rice Bran Oil Bleaching

QU Yanfeng1，WANG Xing2，YU Dianyu2，ZHANG Zhi3，QIAN Lei1
（1Heilongjiang East College，Harbin 150086，China；2School of Food Science and Technology，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；3Heilongjiang Beidahuang Rice Group Co Ltd，Haerbin 150090，China）

Study on bleaching technology of rice bran oil.Optimize the technology of rice bran oil bleaching based on single－factor experiments and Quadratic Rotary experiments，the optimized processing parameters were determined：bleaching temperature 102.6℃，decolorant dosage 4.4%，bleaching time 31.3min，stirring speed 220rpm.The bleaching ratio of decoloring rice bran oil was 95.9%.The acid value was low.The quality of rice bran oil was ensured well after bleaching.This study provides a theoretical foundation for refining rice bran oil.

Bleaching；Rice bran oil；Bleaching ratio；acid value；optimization

TS224

A

1007－7383（2012）01－0074－04

2011－08－26

國家科技支撐計劃項目（2009BADB9B08）

屈巖峰（1983－），男，助教，從事農(nóng)產(chǎn)品精深加工研究；e－mail：quyanfeng＠yahoo.com.cn。

于殿宇（1964－）男，教授，從事農(nóng)產(chǎn)品精深加工研究。