棉籽油色泽固化及高品质棉籽油制取的研究

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中国棉籽年产量约1300万吨,为制取棉籽油提供丰富的资源,但由于其存在色泽固化现象以及受加工技术的制约,成品棉籽油出现“得率低、品质差”的问题。本文对棉籽油色泽固化原因进行探讨,并对高水分蒸坯预处理和混合油精炼工艺进行研究。通过模拟棉籽油色泽固化发现:游离棉酚在高温下易发生变性生成变性棉酚,对棉籽油有很深的着色能力。采用紫外-可见光全波段扫描和红外光谱对变性前后游离棉酚进行分析,结果表明高温下游离棉酚的醛基和羟基脱水缩合生成聚合棉酚,颜色加深,呈中性,不能再与碱起中和反应,从而无法通过碱炼、脱色工艺脱除,造成色泽固化;高温下游离棉酚极易与磷脂结合生成磷脂结合棉酚,比变性棉酚有更强的着色能力且同样无法脱除。研究蒸发溶剂过程对棉籽毛油色泽固化的影响发现:色泽固化现象随着蒸发温度的升高和时间的增加而严重,在90oC、50min条件下,棉籽毛油的R值达到11.3。通过对比双溶剂萃取和单一溶剂萃取得到的棉籽毛油质量发现,游离棉酚和磷脂是造成色泽固化现象的主要因素。对已固化棉籽油进行碱炼,发现即使通过提高碱液浓度、增加超量碱也很难将色泽降至很低,并且会导致大量的中性油被皂化。对棉籽坯进行高水分蒸坯预处理,实验结果表明:20%水分蒸坯处理得到的毛油中游离棉酚和磷脂含量为0.075%和0.87%,相比初始水分蒸坯分别降低了49.3%和46.6%。对高水分蒸坯工艺进行优化,最佳条件为:蒸坯水分20%,蒸坯温度95oC,蒸坯时间65min,在此条件下,棉籽毛油中游离棉酚含量为0.073%,磷脂含量为0.84%。对浸出棉籽混合毛油进行水化脱胶,在磷酸用量0.25-0.30%、脱胶时间20-30min、脱胶温度55-65oC条件下,脱胶率可达80%以上。考察混合油浓度、碱液浓度、超量碱量、反应温度和反应时间对混合油碱炼过程酸值炼耗比(L/A)和脱酸油R值的影响,发现混合油碱炼可以将脱酸油R值降至8以下。以酸值炼耗比为指标,通过响应面优化法得出:混合油浓度60.5%、碱液浓度17.1°Bé、超量碱量0.34%、反应温度55oC、反应时间40min为最佳工艺条件,在此条件下酸值炼耗比(L/A)实测值为2.41,与理论值吻合。对混合油精炼和常规精炼得到的两种棉籽脱酸油进行脱色处理。结果表明:吸附剂用量为2.0%时,混合油精炼脱酸油R值可降至3.3,达到国家一级棉籽油标准。超过2.0%时,脱色油R值下降均不明显,且在相同吸附剂添加量时,常规精炼脱色油的R值要比混合油精炼脱色油高1.4-2.0,这表明常规精炼比混合油精炼更容易产生色泽固化物且难以在脱色阶段通过添加过量的吸附剂去除。
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