一種用于降低植物油中3-氯-1,2-丙二醇酯含量的脫臭方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于降低植物油中3-氯-1,2-丙二醇酯含量的脫臭方法，其以脫色后的植物油為原料，將脫色植物油經(jīng)由換熱器升溫至110～150℃，然后進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，設定分子蒸餾器加熱面的溫度為170～190℃，而所述分子蒸餾器的內置冷凝器冷凝面的溫度為5～20℃，真空度為0.1～5Pa，輕相臭味組分經(jīng)所述內置冷凝器冷凝后流入輕組分收集罐中，重相經(jīng)所述換熱器迅速降溫至50℃以下即得到3-氯-1,2-丙二醇酯含量小于300mg/kg的脫臭植物油。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：降低了脫臭植物油中的3-氯-1,2-丙二醇酯生成量，并為改進現(xiàn)有植物油精煉工藝提供了參考。
【專利說明】—種用于降低植物油中3-氯-1, 2-丙二醇酯含量的脫臭方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法，屬于植物油脂精煉脫臭領域。
【背景技術】
[0002]3-氯-1，2-丙二醇酯(3-MCPDE)是3-氯-1，2_丙二醇(3-MCPD)的一個或兩個羥基分別與脂肪酸發(fā)生酯化反應而生成的化合物，有3-氯-1，2-丙二醇雙酯、3-氯-1，2-丙二醇-1-單酯、3-氯-1，2-丙二醇-2-單酯三種，它們通常容易在油脂及油脂食品熱加工過程中形成。3-MCPDE在體內一定條件下可能水解生成游離的3-MCPD，從而顯示毒性，其安全性問題已經(jīng)成為食品安全的熱點之一。
[0003]目前已在精煉油脂中發(fā)現(xiàn)高含量的3-MCPDE，而毛油或未經(jīng)精煉的油脂中其含量則在檢測限以下，說明精煉過程對油脂中3-MCPDE的形成有顯著影響。有文獻報道菜籽油在100~280 V加熱30min，或在230~260 V加熱8h都會導致 3-MCPDE 水平的升高(Zelinkovti, Z.，Svejkovskci, B.，Vclisck, J., Dolezal,M., Fatty acid esters of3-chloropropane_l，2—diol in edible oils.Food AdditContam.2006，23，1290-1298.)。這一研究結果也充分論證了長時間的高溫處理會導致菜籽油中3-MCPDE的生成量增加。 [0004]此外，也有研究者對棕櫚油和菜籽油化學精煉中3-MCPDE的形成量進行了研究，發(fā)現(xiàn)高溫處理，即脫臭工序對3-MCPDE的形成有重要影響，而其他精煉工序的直接影響幾乎可以忽略(Franke, K., Strijowski, U., Fleck, G., Pudel, F., Influence of chemicalrefining process and oil type on bound3-chloro-l, 2-propanediol contents in palmoil and rapeseed oil.Lwt-Food Sci Technol.2009，42，1751-1754.X
[0005]目前，油脂領域的學者普遍認為3-MCPDE主要形成于油脂精煉的脫臭工段(油脂精煉過程中的高溫熱處理工段)，脫臭過程中的溫度(多數(shù)在250°C左右)對其形成有重要影響。長期以來，油脂精煉工藝中的脫臭普遍采用的設備是塔盤式脫臭塔或軟塔，脫臭溫度都在250°C左右，脫臭時間在30~45min。在現(xiàn)有的脫臭工藝條件下，3-MCPDE很容易生成，如果不對現(xiàn)有的脫臭工藝加以改進的話，脫臭油中的3-MCPDE含量將維持在一個較高的水平。

【發(fā)明內容】

[0006]本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
[0007]鑒于上述和/或現(xiàn)有用于降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法及應用中存在的問題，提出了本發(fā)明。[0008]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法，在油脂精煉的脫臭領域有著較高的應用價值。
[0009]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案:一種用于降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法，以脫色后的植物油為原料，將脫色植物油經(jīng)由換熱器升溫至110~150°C，然后進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，設定分子蒸餾器加熱面的溫度為170~190°C，而所述分子蒸餾器的內置冷凝器冷凝面的溫度為5~20°C，真空度為
0.1~5Pa，經(jīng)所述內置冷凝器冷凝后得到所述植物油的輕相臭味組分流入輕組分收集罐中，而所述植物油的重相組分再經(jīng)所述換熱器迅速降溫至50°C以下即得到3-氯-1，2-丙二醇酯含量小于300mg/kg的脫臭植物油。
[0010]作為本發(fā)明所述脫臭方法的一種優(yōu)選方案，其中:包括如下步驟，
[0011]步驟一:將脫色植物油經(jīng)由換熱器升溫至130°C ；
[0012]步驟二:進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，設定分子蒸餾器加熱面的溫度為170~190°C，而所述分子蒸餾器的內置冷凝器冷凝面的溫度為5~20°C，真空度為0.1~5Pa，將經(jīng)所述內置冷凝器冷凝后得到輕相臭味組分流入輕組分收集罐中；
[0013]步驟三:將經(jīng)所述分子蒸餾器加熱面得到的所述植物油的重相組分再經(jīng)所述換熱器迅速降溫至50°C以下，得到成品。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:降低了脫臭植物油中的3-氯-1，2-丙二醇酯生成量，并為改進現(xiàn)有植物油精煉工藝提供了參考。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明的上述目`的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合具體實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0016]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0017]其次，此處所稱的“ 一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。
[0018]實施例1
[0019]用于降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法:
[0020]以脫色后的玉米油為原料，將脫色玉米油經(jīng)由換熱器升溫至110°C，然后進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，分子蒸餾器加熱面的溫度為170°C，內置冷凝器冷凝面的溫度為5°C，真空度為0.1Pa，輕相臭味組分經(jīng)內置冷凝器冷凝后流入輕組分收集罐中，重相經(jīng)換熱器迅速降溫至45°C即得到3-氯-1，2-丙二醇酯含量小于300mg/kg的脫臭玉米油。
[0021]利用高效液相色譜檢測油脂中3-氯-1，2-丙二醇酯的方法:
[0022]第一步:將實施例中得到的脫臭玉米油50g加入2倍脫臭玉米油體積的乙腈，漩渦振蕩30s,以轉速10000r/min離心IOmin,取上清，于50°C旋轉蒸干；
[0023]第二步:往干殘洛中加入ImL正己燒，鏇潤振蕩30s,以轉速10000r/min離心lOmin，取上清，于室溫旋轉蒸干，所得干殘渣用ImL乙腈溶解，得到樣品溶液；[0024]第三步:用乙腈稀釋配制3-氯-1，2-丙二醇酯標準溶液，其濃度Cs為0.156mg/mL，用0.2 μ m孔徑過濾膜過濾得到標準溶液，高效液相色譜檢測得到3-氯-1，2-丙二醇酯的流出時間為5.26min和峰面積As為1962690mV *s，色譜條件為:使用Hedera Si色譜柱，(Φ4.6 X 200mm，3 μ m，Hanbon Sc1.&Tech.)，進樣量5 μ 1，分別以正己烷和異丙醇為流動相A和流動相B，以流速0.5ml/min等度洗脫，蒸發(fā)光散射檢測器進行檢測，流動相A和流動相B的體積比為9: I ；
[0025]第四步:將第二步所得的樣品溶液用0.2μπι孔徑過濾膜過濾得到樣品溶液，采用與第三步相同的色譜條件檢測樣品溶液，得到與3-氯-1，2-丙二醇酯的流出時間對應的峰面積Ai為75488076mV-s,按下式計算油脂中3-氯-1，2-丙二醇酯的濃度Ci =Ci = CsX (Ai/As) X (1000/50) = 120mg/kg。
[0026]檢測所得3-氯-1，2-丙二醇酯的含量為120mg/kg。
[0027]實施例2
[0028]用于降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法:
[0029]以脫色后的葵花籽油為原料，將脫色葵花籽油經(jīng)由換熱器升溫至130°C，然后進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，分子蒸餾器加熱面的溫度為190°C，內置冷凝器冷凝面的溫度為20°C，真空度為5Pa，輕相臭味組分經(jīng)內置冷凝器冷凝后流入輕組分收集罐中，重相經(jīng)換熱器迅速降溫至40°C即得到3-氯-1，2-丙二醇酯含量小于300mg/kg的脫臭葵花籽油。
[0030]檢測方法如實施例1中所示，檢測所得3-氯-1，2-丙二醇酯的含量為未檢出(在檢出限以下)。
[0031]實施例3
[0032]用于降低植物油中3 -氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法:
[0033]以脫色后的大豆油為原料，將脫色大豆油經(jīng)由換熱器升溫至150°C，然后進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，分子蒸餾器加熱面的溫度為180°C，內置冷凝器冷凝面的溫度為15°C，真空度為3Pa，輕相臭味組分經(jīng)內置冷凝器冷凝后流入輕組分收集罐中，重相經(jīng)換熱器迅速降溫至35°C即得到3-氯-1，2-丙二醇酯含量小于300mg/kg的脫臭大豆油。
[0034]檢測方法如實施例1中所示，檢測所得3-氯-1，2-丙二醇酯的含量為70mg/kg。
[0035]實施例4
[0036]用于降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法:
[0037]以脫色后的菜籽油為原料，將脫色菜籽油經(jīng)由換熱器升溫至130°C，然后進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，分子蒸餾器加熱面的溫度為160°C，內置冷凝器冷凝面的溫度為10°C，真空度為IPa，輕相臭味組分經(jīng)內置冷凝器冷凝后流入輕組分收集罐中，重相經(jīng)換熱器迅速降溫至25°C即得到3-氯-1，2-丙二醇酯含量小于300mg/kg的脫臭菜籽油。
[0038]檢測方法如實施例1中所示，檢測所得3-氯-1，2-丙二醇酯的含量為170mg/kg。
[0039]實施例5
[0040]用于降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法:
[0041]以脫色后的花生油為原料，將脫色花生油經(jīng)由換熱器升溫至130°C，然后進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，分子蒸餾器加熱面的溫度為175°C，內置冷凝器冷凝面的溫度為15°C，真空度為2Pa，輕相臭味組分經(jīng)內置冷凝器冷凝后流入輕組分收集罐中，重相經(jīng)換熱器迅速降溫至40°C即得到3-氯-1，2-丙二醇酯含量小于300mg/kg的脫臭花生油。[0042]檢測方法如實施例1中所示，檢測所得3-氯-1，2-丙二醇酯的含量為200mg/kg。
[0043]實施例6
[0044]用于降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法:
[0045]以脫色后的米糠油為原料，將脫色米糠油經(jīng)由換熱器升溫至130°C，然后進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，分子蒸餾器加熱面的溫度為185°C，內置冷凝器冷凝面的溫度為15°C，真空度為2Pa，輕相臭味組分經(jīng)內置冷凝器冷凝后流入輕組分收集罐中，重相經(jīng)換熱器迅速降溫至30°C即得到3-氯-1，2-丙二醇酯含量小于300mg/kg的脫臭米糠油。
[0046]檢測方法如實施例1中所示，檢測所得3-氯-1，2-丙二醇酯的含量為20mg/kg。
[0047]不難看出，本發(fā)明降低成品植物油中的3-MCPDE生成量是從兩個方面入手:一是降低脫臭的溫度，二是縮短脫臭的時間。
[0048]而分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法，這時蒸氣分子的平均自由程大于蒸發(fā)表面與 冷凝表面之間的距離，從而可利用料液中各組分蒸發(fā)速率的差異，對液體混合物進行分離。植物油中臭味組分的分子量與油脂的主要組分甘油三酸酯相差很大，在相同的溫度和真空度下，分子的平均自由程差異顯著，可以通過分子蒸餾的方法將植物油中的臭味組分加以分離。
[0049]分子蒸餾過 程可以分為以下幾個步驟:
[0050]( I)料液進入蒸發(fā)體系在蒸發(fā)表面上鋪展，形成薄層液膜；
[0051](2)由熱介質提供的熱量通過加熱面(蒸發(fā)面)迅速傳遞給擴散流動的薄層液膜，在高真空和遠低于沸點的溫度下，分子從液膜表面自由蒸發(fā)；
[0052](3)分子從蒸發(fā)面向冷凝面飛射；
[0053](4)分子在冷凝面上冷凝。
[0054]加熱面(蒸發(fā)面)和冷凝面(冷凝器表面)間的距離決定了不同物料分子的分離。在分子蒸餾過程中，分子自由程大于加熱面-冷凝面間距離的物料分子在冷凝面上冷凝；而分子自由程小于加熱面-冷凝面間距離的少量的物料分子則不能達到冷凝面，而是返回到加熱面上，與沒有蒸發(fā)的重組分分子作為殘留物留在體系內。
[0055]常規(guī)脫臭工藝采用的板式塔或軟塔(填料塔)的脫臭過程與普通蒸餾相似，唯一的區(qū)別在于常規(guī)脫臭是在真空條件(約266Pa)下進行而普通蒸餾是在常壓下進行。與常規(guī)的脫臭工藝相比，分子蒸餾具有如下特點:
[0056](I)常規(guī)脫臭是蒸發(fā)與冷凝的可逆過程，液相和氣相間可以形成相平衡狀態(tài)；而分子蒸餾過程中，從蒸發(fā)表面逸出的分子直接飛射到冷凝面上，中間不與其它分子發(fā)生碰撞，理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能性，分子蒸餾過程是不可逆的；
[0057](2)常規(guī)脫臭有鼓泡、沸騰現(xiàn)象；分子蒸餾過程是液層表面上的自由蒸發(fā)，沒有鼓泡現(xiàn)象；
[0058](3)表示常規(guī)脫臭分離能力的分離因素與組元的蒸汽壓之比有關，表示分子蒸餾分離能力的分離因素則與組元的蒸汽壓和分子量之比有關，并可由相對蒸發(fā)速度求出。
[0059]通常分子蒸餾體系的真空度極高(通常能夠達到0.1~5Pa)，可以大大降低脫臭過程的溫度。此外，由于分子蒸餾器加熱面和內置冷凝器冷凝面之間的距離較短，使得熱處理的時間大大縮短，可以從根源上抑制3-MCPDE的大量生成。
[0060]應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。`
【權利要求】
1.一種用于降低植物油中3-氯-1，2-丙二醇酯含量的脫臭方法 ，其特征在于， 以脫色后的植物油為原料，將脫色植物油經(jīng)由換熱器升溫至110~150°C，然后進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，設定分子蒸餾器加熱面的溫度為170~190°C，而所述分子蒸餾器的內置冷凝器冷凝面的溫度為5~20°C，真空度為0.1~5Pa，經(jīng)所述內置冷凝器冷凝后得到所述植物油的輕相臭味組分流入輕組分收集罐中，而所述植物油的重相組分再經(jīng)所述換熱器迅速降溫至50°C以下即得到3-氯-1，2-丙二醇酯含量小于300mg/kg的脫臭植物油。
2.根據(jù)權利要求1所述的脫臭方法，其特征在于，包括如下步驟， 步驟一:將脫色植物油經(jīng)由換熱器升溫至130°C ； 步驟二:進入分子蒸餾器的布料器均勻布料，設定分子蒸餾器加熱面的溫度為170~190°C，而所述分子蒸餾器的內置冷凝器冷凝面的溫度為5~20°C，真空度為0.1~5Pa，將經(jīng)所述內置冷凝器冷凝后得到輕相臭味組分流入輕組分收集罐中； 步驟三:將經(jīng)所述分子蒸餾器加熱面得到的所述植物油的重相組分再經(jīng)所述換熱器迅速降溫至50°C以下，得到成品。
【文檔編號】C11B3/12GK103525550SQ201310482539
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】金青哲, 周紅茹, 王興國, 劉睿杰, 鄒孝強 申請人:江南大學