玉米油精炼过程氯离子含量变化及其对3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量的影响

对取自安徽、河北、山东等地玉米油加工厂的玉米油毛油、待脱臭油和成品油中的氯离子、3-氯丙醇（3-monochloro-1,2-propanediol,3-MCPD）酯和缩水甘油酯（glycidyl esters,GEs）含量进行检测,并在实验室明确可控的条件下对玉米毛油进行精炼,检测精炼过程氯离子、3-MCPD酯和GEs含量,与玉米油加工厂实际精炼过程的含量变化情况进行对比分析,研究玉米油精炼过程中氯离子含量变化及其对3-MCPD酯和GEs含量变化的影响。结果表明：所检测的所有玉米油样品中均含有氯离子、3-MCPD酯和GEs,其中毛油中氯离子含量最高,为0.628～2.029 mg/kg,毛油中3-MCPD酯和GEs含量分别为0.547～1.083 mg/kg和0.246～0.721 mg/kg;待脱臭玉米油中氯离子含量为0.110～0.374 mg/kg,较毛油中含量明显降低,3-MCPD酯和GEs含量分别为0.933～1.422 mg/kg和0.246～0.432 mg/kg,3-MCPD酯较毛油中含量有所升高,GEs含量变化不明显。脱臭油中3-MCPD酯和GEs含量分别为3.523～4.541 mg/kg和1.501～13.584 mg/kg,较待脱臭油中含量大幅升高,其中一个油样中含量分别增加3.5 倍和32.1 倍,同时该油样中氯离子含量的降幅也最大（0.287 mg/kg）。对实验室精炼过程及工厂精炼过程的玉米油样品检测分析显示,无论是实验室精炼还是工厂实际生产,氯离子含量均随精炼过程逐渐减少,其中降幅最大的是水化脱胶和碱炼脱酸工序（降幅为76.1%～81.3%）;3-MCPD酯和GEs在水化脱胶、碱炼脱酸及吸附脱色过程的含量变化不大,经脱臭后含量大幅升高,同时伴随脱臭过程氯离子含量的降低,并且氯离子含量降幅越大3-MCPD酯的升幅越高。研究结果明确了玉米油精炼过程氯离子和3-MCPD酯及GEs含量的变化规律,以及待脱臭玉米油中氯离子含量对脱臭油脂中3-MCPD酯和GEs含量的影响,对玉米油精炼乃至其他植物油生产中3-MCPD酯和GEs的风险防范和控制都具有指导意义。     

工艺软水中氯离子含量对油脂中氯离子、3-氯丙醇酯 和缩水甘油酯含量的影响

从不同油脂加工厂采集3个工艺软水样品进行氯离子含量测定,并分别进行油脂精炼,研究软水中氯离子含量对精炼油脂中氯离子、3-氯丙醇酯（3-MCPD酯）和缩水甘油酯（GEs）含量的影响。在油脂浸出生产中采用盐水进行混合油沉降除粕末处理,考察其对浸出毛油中氯离子含量的影响。结果表明：3个工艺软水中氯离子含量为0.746~1 091.205 mg/kg,差异显著;脱胶油和碱炼油中氯离子含量与所用软水中氯离子含量直接相关,碱炼油经水洗后氯离子含量与所用软水中氯离子含量的相关系数为0.996 2;软水中氯离子含量决定了碱炼脱酸和碱炼油水洗过程氯离子的迁移方向和迁移量,氯离子含量低的1号软水碱炼油和水洗油中氯离子含量降低率分别为13.43%和9.33%,氯离子含量高的3号软水碱炼油和水洗油中氯离子含量升高量分别为毛油中含量的0.873倍和3.756倍。脱臭油中3-MCPD酯含量与精炼所用软水中氯离子含量呈正相关,相关系数为0.999 9,采用氯离子含量高的软水对油脂进行精炼,脱臭油中3-MCPD酯含量（16946 mg/kg）约是氯离子含量低的软水精炼后脱臭油中3-MCPD酯含量（2.369 mg/kg）的7倍。GEs含量未显示随所用软水中氯离子含量增加而升高的趋势。采用盐水进行混合油沉降除粕末处理再经蒸发脱溶会造成浸出毛油中氯离子含量升高2.13倍, GEs含量升高1.69倍,3-MCPD酯从未检出升高至0.262 mg/kg。     

小米糠(胚)制油及油脂品质研究

小米糠按谷子加工过程的工序不同可分为细糠和抛光粉两部分,两部分混合后的混合糠即小米糠全糠,因其中含有小米胚,因此也称小米胚。细糠和抛光粉中主要组分的质量分数分别为粗脂肪11.56%和8.6%,粗蛋白10.63%和12.41%,粗纤维20.5%和2.25%;分别采用压榨法和溶剂浸出法提取细糠、抛光粉和混合糠中的油脂,检测结果显示,小米糠油的酸价为17.58～45.43 mgKOH/g,过氧化值为0.083～0.226g/100 g,其中抛光粉所制取小米糠油的酸价和过氧化值明显高于细糠及混合糠所制取小米糠油;小米糠油中含量最多的是亚油酸(67.13%～68.81%),其次为油酸(12.86%～14.71%)、棕榈酸(7.43%～8.21%)。小米糠油中8种VE组分齐全,α-生育酚和γ-生育酚含量较高,VE总含量为789～1287 mg/kg;谷维素质量分数为0.40%～0.59%;甾醇质量分数为1.68%～2.08%,其中谷甾醇含量最高(779～932 mg/100 g),其次是谷甾烷醇;角鲨烯含量为102.45～126.22 mg/kg。小米糠油是营养丰富的食用植物油。此外,小米糠蛋白质中除赖氨酸外其余的必需氨基酸评分(AAS)均大于100,小米糠蛋白是一种优质的蛋白质资源。     

煎炸方式和煎炸食材对花生煎炸油中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量的影响

以花生油为煎炸油,采用不同煎炸方式（连续煎炸32 h、间歇煎炸15 h）对不同食材（油条、薯条、鸡翅、豆腐）进行煎炸实验,并对煎炸过程所取油样中3-氯丙醇酯（3-monochloropropane-1,2-diol esters,3-MCPDE）、缩水甘油酯（glycidyl esters,GEs）含量和极性组分（polar components,PC）质量分数进行检测,分析煎炸方式和煎炸食材对花生煎炸油中3-MCPDE和GEs含量的影响。结果表明：在32 h连续煎炸过程中,油条、薯条、豆腐、鸡翅及空白煎炸油中3-MCPDE含量由初始的0.84 mg/kg分别于煎炸12、4、12、16、8 h时达到最大值（分别为2.08、2.96、17.45、7.12、8.02 mg/kg）,之后呈现下降趋势;GEs含量从初始的2.43 mg/kg至连续煎炸32 h时分别升高至20.80、7.20、5.00、2.10、66.34 mg/kg;PC质量分数达到27%的限量时,不同食材煎炸油中3-MCPDE和GEs总量排序为：空白煎炸油（66.51 mg/kg）＞油条煎炸油（21.48 mg/kg）＞豆腐煎炸油（12.93 mg/kg）＞薯条煎炸油（8.51 mg/kg）＞鸡翅煎炸油（6.60 mg/kg）。在15 h间歇煎炸过程中,煎炸开始3 h后,油条、薯条、豆腐、鸡翅及空白煎炸油中3-MCPDE含量由最初的0.84 mg/kg分别升高至9.96、2.17、4.60、11.02、5.41 mg/kg,至15 h煎炸结束时,其含量又分别变化为3.51、1.58、12.88、11.81、3.72 mg/kg;GEs含量由最初的2.43 mg/kg分别增加至46.47、9.06、9.00、40.36、47.05 mg/kg;经15 h间歇煎炸,5 种煎炸油PC质量分数均未超标,此时3-MCPDE和GEs总量排序为：鸡翅煎炸油（52.17 mg/kg）＞空白煎炸油（50.87 mg/kg）＞油条煎炸油（49.98 mg/kg）＞豆腐煎炸油（21.88 mg/kg）＞薯条煎炸油（10.64 mg/kg）。同样的煎炸方式、不同食材煎炸油中3-MCPDE、GEs及PC 3 种组分的总相对含量增幅排序为：32 h连续煎炸时,空白煎炸油＞油条煎炸油＞薯条煎炸油＞鸡翅煎炸油＞豆腐煎炸油;15 h间歇煎炸时,鸡翅煎炸油＞油条煎炸油＞空白煎炸油＞豆腐煎炸油＞薯条煎炸油。同样的煎炸食材,煎炸时长相近（间歇煎炸15 h、连续煎炸16 h）时,连续煎炸油中3-MCPDE、GEs及PC 3 种组分总相对含量的增幅普遍低于间歇煎炸。综上,油脂煎炸过程中形成3-MCPDE和GEs的含量及其安全风险应引起高度关注。     

脱臭工艺和脱臭条件对菜籽油综合品质的影响

对菜籽油进行不同温度(210℃、230℃、250℃、270℃)、不同时间(60 min、80 min、100 min、100 min)的常规脱臭及双温脱臭(190℃/50 min+230℃、240℃、250℃、260℃、270℃/30 min),检测脱臭前后菜籽油中多环芳烃(PAHs)、3-氯丙醇酯(3-MCPD酯)、缩水甘油酯(GEs)、维生素E、植物甾醇、反式脂肪酸含量,分析研究不同脱臭工艺和脱臭条件对菜籽油综合品质的影响。结果表明：在常规脱臭工艺中,随脱臭温度升高和脱臭时间延长,PAHs脱除率提高,苯并芘(BaP)脱除率10.04%~45.08%;在适度脱臭条件下(230℃、60~120min),3-MCPD酯含量升幅均在0.3 mg/kg之内(从0.5升高至0.73 mg/kg),GEs含量升幅均在0.9 mg/kg之内(从1.19升高至2.04 mg/kg);230℃/60 min维生素E损失率为13.09%,230℃/120 min甾醇损失率15.86%,反式脂肪酸含量升高0.51%。采用190℃/50 min+260℃/30 min的双温脱臭工艺,BaP脱除率为36%;190℃/50 min+230℃/30 min双温脱臭后,3-MCPD酯和GEs含量为0.74、0.87 mg/kg,维生素E和甾醇损失率分别为7.20%、3.47%,未有反式酸生成。与单温脱臭工艺相比,双温脱臭对提升菜籽油综合品质有明显优势。     

多温区加热炉新型解耦网络及模糊PID控制

针对加热炉多变量、非线性、强耦合、参数摄动及带时滞等特点,研究了一种基于新型解耦网络和模糊PID控制的系统结构,其中新型解耦网络由BP神经网络和信号加权合成器构成。详细分析了新型解耦网络的学习算法,并设计了模糊PID控制算法。以多温区加热炉为例,在Matlab/Simulink平台上进行了编程和仿真实验,结果表明:在加热炉发生大幅度参数摄动时,系统具有良好的解耦能力和动、静态控制性能。     

油脂脱臭过程氯离子含量对3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的影响

对油脂脱臭用直接蒸汽水源中氯离子含量和待脱臭油脂中氯离子含量进行检测分析,并采用不同氯离子含量的直接蒸汽对油脂进行蒸馏脱臭,检测脱臭前后油脂中3-氯丙醇酯（3-monochloro-1,2-propanediol ester,3-MCPD酯）和缩水甘油酯（glycidyl esters,GEs）含量及氯离子含量,研究油脂脱臭过程氯离子含量对脱臭油脂中3-MCPD酯和GEs的影响。结果表明：油脂脱臭用直接蒸汽中氯离子含量随其水源中氯离子含量增加而升高,水源中氯离子含量在对应饱和蒸汽中的保留率约为0.1%;当油脂脱臭用直接蒸汽水源中氯离子质量浓度达到50～200?mg/L时,脱臭油脂中3-MCPD酯含量大幅升高至低质量浓度氯离子水源（1～10?mg/L）脱臭油脂中含量的2.6?倍,但脱臭油脂中氯离子含量并未升高;待脱臭油脂中氯离子含量升高会导致脱臭后油脂中3-MCPD酯和GEs含量的升高。在待脱臭油脂中添加质量浓度为100?mg/L的氯化钠溶液0.5～5?mL时（相当于油脂中添加量1～10?mg/kg）,脱臭后油脂中3-MCPD酯和GEs生成量分别为4.49～7.84?mg/kg和14.88～19.84?mg/kg,是待脱臭油脂含量的5.5～9.5?倍和5.8～7.7?倍。因此,控制和减少油脂脱臭过程氯离子含量对降低脱臭油脂中3-MCPD酯和GEs含量有重要作用。     

大豆油吸附脱色过程氯离子含量变化及对脱臭油中 3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的影响

参照土壤中氯离子检测方法,对常见油脂脱色吸附剂中氯离子的超声提取时间进行优化,并对其氯离子含量进行检测。利用常见的吸附剂对大豆油进行吸附脱色,检测吸附脱色前后油脂中氯离子含量,对不同吸附剂脱色后的油脂进行蒸馏脱臭,检测脱臭油中3-氯丙醇酯(3-MCPD酯)和缩水甘油酯(GEs)含量,分析研究不同吸附剂对油脂吸附脱色过程氯离子含量的影响以及对脱臭油中3-MCPD酯和GEs的影响。结果表明:吸附剂中氯离子的最佳超声提取时间为30 min,10个吸附剂样品中氯离子含量为11. 93～187. 881 mg/kg,差异很大;几种吸附剂在油脂吸附脱色过程对氯离子有不同程度的脱除作用,其中脱除效果最好的YS-900活性炭能使油脂中氯离子含量降低83. 21%。对比未进行吸附脱色处理的大豆油,经吸附脱色的大豆油再经脱臭后3-MCPD酯与GEs生成量均有所降低,并且随吸附过程氯离子降低幅度不同,脱臭油中3-MCPD酯与GEs生成量不同:当脱色油中氯离子含量降幅较小时,经脱臭过程GEs生成量明显低于3-MCPD酯;当脱色油中氯离子含量降幅很大时,经脱臭过程3-MCPD酯的生成量低于GEs。以同时降低脱臭过程3-MCPD酯和GEs的生成量为目标,H-2活性炭作为吸附剂是最好的。