專(zhuān)利名稱(chēng)：一種脫色柱及利用其進(jìn)行dha油脂的常溫脫色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脫色柱及利用其進(jìn)行DHA油脂的低 溫脫色方法。
背景技術(shù)：
二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid, DHA)是一種重要的n_3長(zhǎng)鏈多不飽和 脂肪酸，俗稱(chēng)腦黃金，具有增強(qiáng)記憶，提高智力，降低血脂，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等功效。DHA對(duì)嬰幼 兒的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的生理作用，可促進(jìn)胎兒、嬰幼兒的智力和視力發(fā)育，因此在嬰幼兒 配方食品中添加DHA越來(lái)越受到重視。微藻產(chǎn)DHA油脂中多不飽和脂肪酸的含量占70%以 上，由于其富含順式雙鍵，在脫色及脫臭過(guò)程中由于長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用，不飽和脂肪酸的順 式雙鍵會(huì)轉(zhuǎn)化成相反的形式，從而使反式脂肪酸的含量增加。反式脂肪酸很難被人體消化， 容易導(dǎo)致生理功能出現(xiàn)多重障礙降低記憶力；引起發(fā)胖；引發(fā)冠心??；影響生長(zhǎng)發(fā)育及男 性生育能力。因此在DHA油脂精制的脫色及脫臭環(huán)節(jié)要避免DHA油脂在高溫下長(zhǎng)時(shí)間接觸。 微藻產(chǎn)DHA油脂因其不飽和度極高，易氧化產(chǎn)生腥異味；又因其富含類(lèi)胡蘿卜素而色澤較 深。為了降低色澤及腥異味，通常脫色工藝采取真空條件下，100 120°C下脫色2 3小 時(shí)，此法只能部分降低油脂中的色素、過(guò)氧化物及腥臭味。大部分色素還是通過(guò)后續(xù)脫臭工 序中的高溫分解得以除去，然后色素分解產(chǎn)物與其它腥臭味物質(zhì)隨著高溫水蒸汽餾去；常 規(guī)的脫臭條件為150 180°C，高溫水蒸汽汽提脫臭3 5小時(shí)。此種脫臭工藝能耗大，耗 時(shí)長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種脫色柱，可用于微藻產(chǎn)DHA油脂的常溫脫 色，降低了后續(xù)脫臭工藝的溫度和時(shí)間，避免了高溫下多不飽和脂肪酸向反式脂肪酸的轉(zhuǎn) 變，并且有效地除去了色素、氫過(guò)氧化物及腥異味，提高了 DHA油脂的品質(zhì)。本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供上述脫色柱的制備方法。本發(fā)明最后要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供利用上述脫色柱進(jìn)行DHA油脂的常溫脫色 方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種脫色柱，該脫色柱從柱底至柱頂分別填充活化硅膠、硅藻土 545與活性炭的 混合物、硅藻土 545與蔗糖的混合物、活化硅膠；其中，活化硅膠、硅藻土 545與活性炭的混 合物、硅藻土 545與蔗糖的混合物與活化硅膠的質(zhì)量比為0.5 2 0.5 1.5 0. 5 1.5 0.5 2;硅藻土 545與活性炭的混合物中，硅藻土 545與活性炭的質(zhì)量比為1 1 4;硅藻土 545與蔗糖的混合物中，硅藻土 545與蔗糖的質(zhì)量比為1 1 4;脫色柱高徑比 為 10 20 1。其中，所述的硅膠為100 400目；所述活性炭為50 200目。上述脫色柱的制備方法，包括如下步驟
(1)硅膠經(jīng)甲醇浸泡后，抽濾回收甲醇，用3 5倍于甲醇體積的去離子水沖洗硅 膠，濾去水分后置于100 110°C下加熱12 15小時(shí)進(jìn)行活化得到活化硅膠；(2)將硅藻土 545與活性炭按質(zhì)量比1 1 4攪拌混勻得到硅藻土 545與活性 炭的混合物；將硅藻土 545與蔗糖按質(zhì)量比1 1 4攪拌混勻得到硅藻土 545與蔗糖的 混合物；(3)將步驟(2)得到的硅藻土 545與活性炭的混合物以及硅藻土 545與蔗糖的混 合物分別浸泡在正己烷中，反復(fù)用正己烷洗濾直至洗液檢測(cè)不到過(guò)氧化值(POV)；(4)活化硅膠、硅藻土 545與活性炭的混合物、硅藻土 545與蔗糖的混合物、活化硅 膠按質(zhì)量比0.5 2 0.5 1.5 0.5 1.5 0. 5 2分別浸泡在正己烷當(dāng)中；采用 濕法填柱，從柱底至柱頂依次填入活化硅膠、硅藻土 545與活性炭的混合物、硅藻土 545與 蔗糖的混合物、活化硅膠，脫色柱高徑比為10 20 1 ；(5)用正己烷洗脫色柱直至洗脫液檢測(cè)不到過(guò)氧化值(POV)。步驟(4)中，每層材料填入時(shí)加壓0. 1 0. 5Mpa,以使填料壓實(shí)。利用上述脫色柱進(jìn)行DHA油脂的常溫脫色方法，將堿煉后的DHA油脂按1 1 4的體積比溶于正己烷中，注入脫色柱中純氮加壓洗脫或者減壓抽濾，然后加入正己烷繼續(xù) 洗脫直洗脫液中不含油脂(即將洗脫液滴在濾紙上沒(méi)有油跡表明洗脫液不含油脂)，收集 洗脫液，回收正己烷后得到淺色DHA油脂。其中，加壓洗脫的壓力條件為0. 1 0. 5Mpa。其中，減壓抽濾的壓力條件為-0. 05 -0. IMpa0其中，從洗脫液中回收正己烷的條件為-0. IMpa, 30 60°C。上述脫色工藝得到的淺色DHA油脂經(jīng)常規(guī)工藝進(jìn)行汽提脫臭，溫度為130 150°C，時(shí)間30 60分鐘，即得DHA精油。本發(fā)明采用硅膠作為一種填料是因?yàn)槠渚哂袠O性，其微孔結(jié)構(gòu)易于吸附油脂中的 極性組分如游離脂肪酸、磷脂、甘一(二)酯、極性色素、油脂氧化產(chǎn)物等。選擇活性炭作為 填料是因?yàn)槠浔缺砻娣e大，吸附速度快等特點(diǎn)，再加上其本身為一種非極性固體吸附劑，極 易吸附油脂中的極性小的組分，如非極性色素、烷烴、氣味物質(zhì)等。硅藻土 545具有松散、多 孔、吸著力和滲透性強(qiáng)而且顆粒細(xì)小等特點(diǎn)，在本發(fā)明中其兼有吸附劑和助濾劑兩種作用。 蔗糖因其結(jié)晶顆粒細(xì)小堅(jiān)硬，在本發(fā)明中充當(dāng)助濾劑。因?yàn)椴捎脝我还枘z填柱，走樣因阻力 大而洗脫速度慢，且只能吸附部分色素；采用單一活性炭填柱，同樣走柱時(shí)阻力大，常溫下 脫色效果不明顯，且洗脫液中有微小活性炭顆粒并伴有特殊的焦炭氣味。本發(fā)明在層析柱 柱頂設(shè)置硅膠層在于使油脂中的極性組分優(yōu)先被吸附；其下再設(shè)置硅藻土 545/蔗糖混合 層在于其助濾作用，減緩單一硅膠走柱時(shí)的阻力；再下層設(shè)置硅藻土 545/活性炭混合層在 于吸附油脂中的弱極性組分；最底層再次設(shè)置硅膠層在于吸附未除盡的微組分并阻止活性 炭顆粒及具有焦炭氣味的物質(zhì)進(jìn)入最終的洗脫液中，起到再吸附作用。有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明為微藻產(chǎn)DHA油脂提供了一種低溫的多層填料析層析法高效脫色工藝， 降低了后續(xù)脫臭工序的溫度及脫臭時(shí)間，避免反式脂肪酸的形成，降低了能耗，并有效地除 去了色素、氫過(guò)氧化物及腥異味，提高了 DHA油脂的品質(zhì)。2、本發(fā)明是基于活化硅膠，硅藻土及活性炭有很強(qiáng)的吸附能力，針對(duì)經(jīng)過(guò)脫膠及
4堿煉工藝的DHA油脂，采用多層填料層析柱于常溫加壓(或減壓抽濾)下進(jìn)行高效吸附脫 色，降低氫過(guò)氧化物及腥異味，減少了 DHA油脂在后續(xù)高溫脫臭工序中的停留時(shí)間，避免了 高溫脫色脫臭環(huán)節(jié)中反式脂肪酸的形成。
具體實(shí)施例方式根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí) 施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限 制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。實(shí)施例1 脫色柱的制備。(1) 120g硅膠(粗孔，100 200目，青島海洋化工廠)經(jīng)500mL甲醇浸泡1小時(shí) 后，抽濾回收甲醇，用4倍于甲醇體積的去離子水沖洗硅膠，濾去水分后置于loo iio°c下 加熱12小時(shí)以上進(jìn)行活化得到活化硅膠；(2)將硅藻土 545與活性炭按質(zhì)量比1 2攪拌混勻得到硅藻土 545與活性炭 (100目)的混合物；將硅藻土 545與蔗糖按質(zhì)量比1 2攪拌混勻得到硅藻土 545與蔗糖 的混合物；(3)將步驟(2)得到的硅藻土 545與活性炭的混合物以及硅藻土 545與蔗糖的混 合物分別浸泡在正己烷中，反復(fù)用正己烷洗濾直至洗液檢測(cè)不到過(guò)氧化值(POV)；(4)將50g活化硅膠、50g硅藻土 545與活性炭的混合物、50g硅藻土 545與蔗糖的 混合物、50g活化硅膠分別浸泡在正己烷當(dāng)中；采用濕法填柱，選用4cm i.dX60cm層析柱， 從柱底至柱頂依次填入活化硅膠、硅藻土 545與活性炭的混合物、硅藻土 545與蔗糖的混合 物、活化硅膠，并通過(guò)加壓(0. 05Mpa)洗柱使填料壓實(shí)。 (5)用正己烷洗脫色柱直至洗脫液過(guò)氧化值為O。實(shí)施例2 脫色柱的制備。(1) 120g硅膠(粗孔，100 200目，青島海洋化工廠)經(jīng)500mL甲醇浸泡1小時(shí) 后，抽濾回收甲醇，用3倍于甲醇體積的去離子水沖洗硅膠，濾去水分后置于100°C下加熱 12小時(shí)以上進(jìn)行活化得到活化硅膠；(2)將硅藻土 545與活性炭按質(zhì)量比1 1攪拌混勻得到硅藻土 545與活性炭 (200目)的混合物；將硅藻土 545與蔗糖按質(zhì)量比1 2攪拌混勻得到硅藻土 545與蔗糖 的混合物；(3)將步驟(2)得到的硅藻土 545與活性炭的混合物以及硅藻土 545與蔗糖的混 合物分別浸泡在正己烷中，反復(fù)用正己烷洗濾直至洗液檢測(cè)不到過(guò)氧化值(POV)；(4)將20g活化硅膠、60g硅藻土 545與活性炭的混合物、20g硅藻土 545與蔗糖 的混合物、60g活化硅膠分別浸泡在正己烷當(dāng)中；采用濕法填柱，選用3. 5cmi. dX50cm層析 柱，從柱底至柱頂依次填入活化硅膠、硅藻土 545與活性炭的混合物、硅藻土 545與蔗糖的 混合物、活化硅膠，并通過(guò)加壓(0. 05Mpa)洗柱使填料壓實(shí)。(5)用正己烷洗脫色柱直至洗脫液過(guò)氧化值為O。實(shí)施例3 脫色柱的制備。(1) 120g硅膠(粗孔，100 200目，青島海洋化工廠)經(jīng)500mL甲醇浸泡1小時(shí) 后，抽濾回收甲醇，用3倍于甲醇體積的去離子水沖洗硅膠，濾去水分后置于iio°c下加熱12小時(shí)以上進(jìn)行活化得到活化硅膠；(2)將硅藻土 545與活性炭按質(zhì)量比1 1攪拌混勻得到硅藻土 545與活性炭(50 目)的混合物；將硅藻土 545與蔗糖按質(zhì)量比1 2攪拌混勻得到硅藻土 545與蔗糖的混 合物；(3)將步驟(2)得到的硅藻土 545與活性炭的混合物以及硅藻土 545與蔗糖的混 合物分別浸泡在正己烷中，反復(fù)用正己烷洗濾直至洗脫液檢測(cè)不到過(guò)氧化值(POV)；(4)將60g活化硅膠、15g硅藻土 545與活性炭的混合物、15g硅藻土 545與蔗糖的 混合物、60g活化硅膠分別浸泡在正己烷中；采用濕法填柱，選用3. 5cm i. dX 50cm層析柱， 從柱底至柱頂依次填入活化硅膠、硅藻土 545與活性炭的混合物、硅藻土 545與蔗糖的混合 物、活化硅膠，并通過(guò)加壓(0. 05Mpa)洗柱使填料壓實(shí)。(5)用正己烷洗脫色柱直至洗脫液過(guò)氧化值為0。實(shí)施例4 =DHA油脂的常溫脫色。將200g堿煉后的DHA油脂按1 1的體積比溶于正己烷中，注入實(shí)施例1制得的 脫色柱中純氮加壓(0. IMpa)洗脫，然后加入正己烷繼續(xù)洗脫直洗脫液滴在濾紙上沒(méi)有油 跡，收集洗脫液，45°C下真空(-0. IMpa)旋轉(zhuǎn)回收正己烷后得到淺色DHA油脂。所得脫色油 樣在130°C下，汽提脫臭30分鐘，即得DHA精油187g。所得精油測(cè)定其一級(jí)氧化指標(biāo)(POV)、 二級(jí)氧化指標(biāo)(TBARS)、酸價(jià)、色素吸光值列于表1，所得精油的脂肪酸組成列于表2。實(shí)施例5 =DHA油脂的常溫脫色。將150g堿煉后的DHA油脂按1 2的體積比溶于正己烷中，注入實(shí)施例2制得的 脫色柱中真空抽濾(-0. 05 -0. IMpa)，然后加入正己烷繼續(xù)洗脫直洗脫液滴在濾紙上沒(méi) 有油跡，收集洗脫液，55°C下真空(-0. IMpa)旋轉(zhuǎn)回收正己烷后得到淺色DHA油脂。所得脫 色油樣在150°C下，汽提脫臭30分鐘，即得DHA精油141g。所得精油測(cè)定其一級(jí)氧化指標(biāo) (POV)、二級(jí)氧化指標(biāo)(TBARS)、酸價(jià)、色素吸光值列于表1，所得精油的脂肪酸組成列于表 2。對(duì)比例1 200g硅膠(200目)經(jīng)500mL甲醇浸泡后，抽濾回收甲醇，用4倍于甲醇體積的去 離子水沖洗硅膠，濾去水分后置于100 110°C下加熱12小時(shí)以上進(jìn)行活化得到活化硅膠。 取200g活化硅膠浸泡在正己烷中，采用濕法填柱，選用4cm i. dX 60cm層析柱，并通過(guò)加壓 (0. 05Mpa)洗柱使填料壓實(shí)。用正己烷洗柱直至洗脫液過(guò)氧化值為0。將200g堿煉后的DHA油脂按1 1的體積比溶于正己烷中，注入上述硅膠柱中純 氮加壓(0. IMpa)洗脫，然后加入正己烷繼續(xù)洗脫直洗脫液滴在濾紙上沒(méi)有油跡，收集洗脫 液，45°C下真空(-0. IMpa)旋轉(zhuǎn)回收正己烷后得到淺色DHA油脂。所得脫色油樣在130°C 下，汽提脫臭30分鐘，即得DHA精油183g。所得精油測(cè)定其一級(jí)氧化指標(biāo)(POV)、二級(jí)氧化 指標(biāo)(TBARS)、酸價(jià)、色素吸光值列于表1，所得精油的脂肪酸組成列于表2。結(jié)果表明，采用 單一硅膠填柱脫色與多層填料脫色方法相比(1)不能完全降低DHA油脂的POV和TBARS ； ⑵脫色效果相對(duì)較弱；⑶所得DHA精油與堿煉DHA油脂的脂肪酸組成相比，多不飽和脂 肪酸總含量略有上升。對(duì)比例2:取200g活性炭(100目)浸泡在正己烷中，采用濕法填柱，選用4cm i.dX60cm層析柱，并通過(guò)加壓(0.05Mpa)洗柱使填料壓實(shí)。用正己烷洗柱直至洗脫液過(guò)氧化值為0。將200g堿煉后的DHA油脂按1 1的體積比溶于正己烷中，注入上述活性炭柱中表IDHA精油與堿煉油的化學(xué)性質(zhì)
表2DHA精油與堿煉油的脂肪酸組成(面積歸一法) 純氮加壓(0. IMpa)洗脫，然后加入正己烷繼續(xù)洗脫直洗脫液滴在濾紙上沒(méi)有油 跡，收集洗脫液，45°C下真空(-0. IMpa)旋轉(zhuǎn)回收正己烷后得到淺色DHA油脂。所得脫色油
7樣在130°C下，汽提脫臭30分鐘，即得DHA精油172g。所得精油測(cè)定其一級(jí)氧化指標(biāo)(POV)、 二級(jí)氧化指標(biāo)(TBARS)、酸價(jià)、色素吸光值列于表1，所得精油的脂肪酸組成列于表2。結(jié)果 表明，單一活性炭填柱脫色與多層填料脫色相比(1)并不能有效地降低DHA油脂的P0V、 TBARS及酸價(jià)，因而油樣仍有腥異味；(2)脫色效果不明顯；(3)所得DHA精油與堿煉DHA油 脂的脂肪酸組成相比，多不飽和脂肪酸總含量略有下降。
權(quán)利要求
一種脫色柱，其特征在于該脫色柱從柱底至柱頂分別填充活化硅膠、硅藻土545與活性炭的混合物、硅藻土545與蔗糖的混合物、活化硅膠；其中，活化硅膠、硅藻土545與活性炭的混合物、硅藻土545與蔗糖的混合物與活化硅膠的質(zhì)量比為0.5～2∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～2；硅藻土545與活性炭的混合物中，硅藻土545與活性炭的質(zhì)量比為1∶1～4；硅藻土545與蔗糖的混合物中，硅藻土545與蔗糖的質(zhì)量比為1∶1～4；脫色柱高徑比為10～20∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫色柱，其特征在于所述的硅膠為100 400目；所述活性 炭為50 200目。
3.權(quán)利要求1所述的脫色柱的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)硅膠經(jīng)甲醇浸泡后，抽濾回收甲醇，用3 5倍于甲醇體積的去離子水沖洗硅膠，濾 去水分后置于100 110°C下加熱12 15小時(shí)進(jìn)行活化得到活化硅膠；(2)將硅藻土545與活性炭按質(zhì)量比1 1 4攪拌混勻得到硅藻土 545與活性炭混 合物；將硅藻土 545與蔗糖按質(zhì)量比1 1 4攪拌混勻得到硅藻土 545與蔗糖的混合物；(3)將步驟(2)得到的硅藻土545與活性炭的混合物以及硅藻土 545與蔗糖的混合物 分別浸泡在正己烷中，反復(fù)用正己烷洗濾直至洗液檢測(cè)不到過(guò)氧化值；(4)活化硅膠、硅藻土545與活性炭的混合物、硅藻土 545與蔗糖的混合物、活化硅膠按 質(zhì)量比0.5 2 0.5 1.5 0.5 1.5 0. 5 2分別浸泡在正己烷當(dāng)中；采用濕法 填柱，從柱底至柱頂依次填入活化硅膠、硅藻土 545與活性炭的混合物、、活化硅膠，脫色柱 高徑比為10 20 1 ；(5)用正己烷洗脫色柱直至洗脫液檢測(cè)不到過(guò)氧化值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脫色柱的制備方法，其特征在于步驟(4)中，每層材料填入時(shí) 力口壓 0. 1 0. 5Mpa。
5.利用權(quán)利要求1所述的脫色柱進(jìn)行DHA油脂的常溫脫色方法，其特征在于將堿煉 后的DHA油脂按1 1 4的體積比溶于正己烷中，注入脫色柱中純氮加壓洗脫或者減壓 抽濾，然后加入正己烷繼續(xù)洗脫直洗脫液中不含油脂，收集洗脫液，回收正己烷后得到淺色 DHA油脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用脫色柱進(jìn)行DHA油脂的常溫脫色方法，其特征在于加壓 洗脫的壓力條件為0. 1 0. 5Mpa。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用脫色柱進(jìn)行DHA油脂的常溫脫色方法，其特征在于減壓 抽濾的壓力條件為-0. 05 -0. IMpa0
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用脫色柱進(jìn)行DHA油脂的常溫脫色方法，其特征在于從洗 脫液中回收正己烷的條件為-0. IMpa, 30 60°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種脫色柱，該脫色柱從柱底至柱頂分別填充活化硅膠、硅藻土545與活性炭的混合物、硅藻土545與蔗糖的混合物、活化硅膠；其中，上述四種填料的質(zhì)量比為0.5～2∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～2。本發(fā)明還公開(kāi)了上述脫色柱的制備方法和利用該脫色柱進(jìn)行DHA油脂的常溫脫色方法。本發(fā)明的脫色過(guò)程是在常溫下進(jìn)行；脫色油接近無(wú)色，過(guò)氧化值、酸價(jià)及腥異味明顯減少；降低了后續(xù)脫臭工藝的溫度和時(shí)間，避免了高溫下多不飽和脂肪酸向反式脂肪酸的轉(zhuǎn)變，節(jié)省了能耗；DHA油脂的損失少且脂肪酸組成沒(méi)有明顯改變；油樣清澈且流動(dòng)性極好。因而此種方法可以提高DHA油脂的品質(zhì)。
文檔編號(hào)B01J20/20GK101879436SQ20101022793
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者張紅漫, 肖愛(ài)華, 胡耀池, 陳園力, 黃和, 龔東平 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)