油脂的精炼与深加工技术(二)
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油脂的精炼与深加工技术(二)
发布者：acr
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&4& 脂溶性杂质 &&& 主要有游离脂肪酸、色素、甾醇、生育酚、烃类、蜡、酮，还有微量金属和由于环境污染带来的有机磷、汞、多环芳烃、曲霉毒素等。 &&& 油脂中游离脂肪酸的存在，会影响油品的风味和食用价值，促使油脂酸败。生产上常采用碱炼、蒸馏的方法将其从油脂中除去。 &&& 色素能使油脂带较深的颜色，影响油的外观，可采用吸附脱色的方法将其从油中除去。某些油脂中还含有一些特殊成分，如棉子油中含棉酚，菜子油中含芥子甙分解产物等，它们不仅影响油品质量，还危害人体健康，也须在精炼过程中除去。 5& 微量杂质 &&& 这类杂质主要包括微量金属、农药、多环芳烃、黄曲霉毒素等，虽然它们在油中的含量极微，但对人体有一定毒性，因此须从油中除去。 油脂中的杂质并非对人体都有害，如生育酚和甾醇都是营养价值很高的物质。生育酚是合成生理激素的母体，有延迟人体细胞衰老、保持青春等作用，它还是很好的天然抗氧化剂。甾醇在光的作用下能合成多种维生素D。因此，油脂精炼的目的是根据不同的用途与要求，除去油脂中的有害成分，并尽量减少中性油和有益成分的损失。 & 二、毛油中机械杂质的去除 1& 沉降法 &&& 凡利用油和杂质之间的密度不同并借助重力将它们自然分开的方法称为沉降法。所用设备简单，凡能存油的容器均可利用。但这种方法沉降时间长，效率低，生产实践中已很少采用。 2& 过滤法 &&& 借助重力、压力、真空或离心力的作用，在一定温度条件下使用滤布过滤的方法统称为过滤法。油能通过滤布而杂质留存在滤布表面从而达到分离的目的。 3& 离心分离法 &&& 凡利用离心力的作用进行过滤分离或沉降分离油渣的方法称离心分离法，离心分离效果好，生产连续化，处理能力大，而且滤渣中含油少，但设备成本较高。 & 三、脱胶 &&& 脱除油中胶体杂质的工艺过程称为脱胶，而粗油中的胶体杂质以磷脂为主，故油厂常将脱胶称为脱磷。脱胶的方法有水化法、加热法、加酸法以及吸附法等。 1& 水化法脱胶 && 1 ） 基本原理 &&& 水化法脱胶是利用磷脂等类脂物分子中含有的亲水基，将一定数量的热水或稀的酸、碱、盐及其他电解质水溶液加到油脂中，使胶体杂质吸水膨胀并凝聚，从油中沉降析出而与油脂分离的一种精炼方法，沉淀出来的胶质称为油脚。 &&& 在磷脂的分子结构中既有疏水的非极性基团，又有亲水的极性基团。当粗油脂中含水量很少时，磷脂呈内盐式结构，此时极性很弱，能溶于油中，不到临界温度，不会凝聚沉降析出。当毛油中加入一定量的水后，磷脂的亲水极性基团与水接触，使其投入水相，疏水基团则投入了油相之中。水分子与原子集团结合，化学结构由内盐式转变为水化式。这时磷脂分子中的亲水基团(游离态羟基)具有更强的吸水能力，随着吸水量的增加，磷脂由最初的极性基团进入水中呈含水胶束，然后转变为有规则的定向排列。分子中的疏水基团伸入油相尾尾相接；亲水基团伸向水相，形成脂质分子层。水化后的磷脂和其他胶体物质、极性基团周围吸引了许多水分子后，在油脂之中的溶解度减小。小颗粒的胶体在极性引力作用下，相碰后又形成絮凝状胶团。双分子层中夹带了一定数量的水分子，相对密度的增大为沉降和离心分离创造了条件。 && 2 ） 影响因素 &&& (1)加水量影响& 在有适量水的情况下，才能形成稳定的水化脂质双分子层结构，坚实如絮凝胶颗粒。加水量(m)与粗油胶质含量(W)有如下关系： &&& 低温水化(20～30℃)m=(0．5～1)W &&& 中温水化(60～65℃)m=(2～3)W &&& 高温水化(85～95℃)m=(3～3．5)W &&& (2)操作温度操作温度是影响水化脱胶效果好坏的重要因素之一，它与加水量瓦相配合，相辅相成。水化时，磷脂等胶体吸水膨胀为胶粒之后，胶粒分散相在诸因素影响之下开始凝聚时的温度，称为凝聚的的临界温度。加水量越大，胶体颗粒越大，要求的凝聚临界温度亦愈高。 &&& (3)混合强度& 由于水比油重，油水不相溶，水化作用发生在油相和水相的界面上，因此水化开始时，必须有较高的混合强度，造成水有足够高的分散度，使水化均匀而完全，但也要防止乳化。 &&& (4)电解质对于胶质物中分子结构对称而不亲水的部分B一磷脂、钙、镁复盐式磷脂等物质，同水发生水合作用而成为被水包围着的水膜颗粒，具有较大的电斥性，导致水化时不易凝聚。对这类分散相胶粒，应添加食盐、明矾、硅酸钠、磷酸、氢氧化钠等电解质或电解质的稀溶液，中和电荷，促进凝聚。如间歇水化，常加食盐或食盐的热水溶液，加盐量为油量的0．5％～1 ％，并且往往在乳化时才加入磷酸三钠约为油量的0．3％；选用明矾和食盐，其量则各占油量的O．05％。连续脱胶常按油量的0．05 ％～0．2％添加磷酸(85％)，这样可以大大提高脱胶效果。 &&& (5)粗油的质量粗油本身含水量过大，难以准确确定加水量，水化效果难以控制。粗油含饼末量过多，一定要过滤后再进行水化，否则因机械杂质含量过多，会导致乳化或油脚含中性油脂过高。 && 3 ）脱胶工艺 &&& (1)水化脱胶其工艺分为间歇式和连续式2种。间歇式脱胶的工艺流程如图8―1所示。 & &&& 过滤毛油一预热一加水水化一静置沉淀(保温)一分离一水化油一加水脱水一脱胶 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&↓ &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 粗磷脂油脚一回收中性一粗磷脂 & 图8一l& 间歇式脱胶的工艺流程 & &&& (2)加酸脱胶加酸脱胶就是在毛油中加一定量的无机酸或有机酸，使油中的非亲水性磷脂转化为亲水性磷脂或使油中的胶质结构变得紧密，达到容易沉淀和分离的目的的一种脱胶方法。 &&& 磷酸脱胶是在毛油中加入磷酸后能将非亲水性磷脂转变为亲水性磷脂，从而易于沉降分离。操作过程是添加油量的0．1％～1％的85％磷酸，在60～80℃温度下充分搅拌。接触时间视设备条件和生产方式而定。然后将混合液送入离心机进行分离脱除胶质。 &&& 浓硫酸脱胶是利用浓硫酸的作用，将蛋白质和黏液质树脂化而沉淀。具体操作过程是在油温30℃以下，加入油量的0．5％～1．5％的浓硫酸，经强力搅拌，待油色变淡(浓硫酸能破坏部分色素)，胶质开始凝聚时，添加1％～4％的热水稀释，静止2～3 h，即可分离油脂，分离得到的油脂再以水洗2或3次。 &&& 稀硫酸脱胶加入油中的硫酸质量分数为2％～5％。 (3)其他脱胶包括采用加柠檬酸、醋酐等凝聚磷脂或以磷酸凝聚结合白土吸附等方法脱胶。 & 四、脱酸 （一）& 碱炼法 && 1、 碱炼法是利用加碱中和油脂中的游离脂肪酸，生成脂肪酸盐(肥皂)和水，肥皂吸附部分杂质而从油中沉降分离的一种精炼方法。形成的沉淀物称皂脚。用于中和游离脂肪酸的碱有氢氧化钠(烧碱)、碳酸钠(纯碱)和氢氧化钙等。油脂工业生产上普遍采用的是烧碱。 && 2、 碱炼脱酸过程的主要作用为：烧碱能中和粗油中绝大部分的游离脂肪酸，生成的脂钠盐(钠皂)在油中不易溶解，成为絮凝胶状物而沉降；中和生成的钠皂为一表面活性物质，吸附和吸收能力强，可将相当数量的其他杂质(如蛋白质、黏液物、色素有磷脂及带有羟基或酚基的物质)带入沉降物内，甚至悬浮杂质也可被絮状皂团挟带下来。因此，碱炼本身具有脱酸、脱胶、脱杂质和脱色等综合作用。 && 3、 碱炼的基本原理 碱炼过程中的化学反应主要有以下几种类型： 中和的化学反应式为： &&& RCOOH上NaOH――RCOONa+H20 &&& RCOOH+Na2C03――RCOONa+NaHCO3 &&& 2RCOOH+Na2C03――2RCOONa+C02+H20 不完全中和的化学反应式为： &&& 2RCOOH+NaOH――RCOOH?RCOONa+H20 水解的化学反应式为： 2RCOONa+H20――RCOONa?RCOOH+NaOH &&& 碱炼的非均态反应是因为脂肪酸是具有亲水和疏水基团的极性物质，当其与碱液接触时，由于亲水基团的物理化学特性使脂肪酸的亲水基团会定向围包在碱滴的表面而进行界面化学反应。 &&& 碱炼的扩散作用是中和反应在界面发生时，碱分子自碱滴中心向界面转移的过程，反应生成的水和皂围包界面形成一层隔离脂肪酸与碱滴的皂膜，膜的厚度称之为扩散距离。 &&& 碱炼过程中，随着单分子皂膜在碱滴表面的形成，碱滴中的部分水分和反应产生的水分渗透到皂膜内，形成水化皂膜，使游离脂肪酸分子在其周围作定向排列(羟基向内，烃基向外)。被包围在皂膜里的碱滴，受浓度差的影响，不断扩散到水化皂膜的外层，继续与游离脂肪酸反应，使皂膜不断加厚，逐渐形成较稳定的胶态离子膜。同时，皂膜的烃基间分布着中性油分子。随着中和反应的不断进行，胶态离子膜不断吸收反应所产生的水而逐渐膨胀扩大，使自身结构松散。此时，胶膜里的碱滴因相对密度大，受重力影响，将胶粒拉长，在搅拌的情况下，它因机械剪切力而与胶膜分离。分离出来的碱滴又与游离脂肪酸反应形成新的皂膜。如此周而复始地进行，直至碱耗完为止，这种现象为皂膜絮凝。 &&& 4、& 影响碱炼的因素 &&& (1)中和碱及其用量油脂脱酸可供应用的中和剂较多，在工业生产应用最广的是烧碱。碱炼时，耗用的总碱量包括2个部分：一部分是游离脂肪酸的碱量，通常称为理论碱量，可通过计算求得；另一部分则是为了满足工艺要求而额外超加的碱，称之为超量碱。 &&& 理论碱量：理论碱量可按粗油的酸值或游离脂肪酸的百分含量计算。当粗油的游离脂肪酸以酸值表示时，则中和所需理论碱量为： 理论碱量=O．731×酸价值 &&& 酸价值一般以每吨油中含有烧碱的质量(以kg为单位)表示。 &&& 超碱量：对于间歇式碱炼常以纯氢氧化钠占粗油量的百分数表示，选择范围一般0?05％～0?25％，质量特劣的粗油可控制在0．5％以内。对于连续式的碱炼工艺，超量碱则以占理论碱的百分数表示，选择范围一般为10％～50％，油、碱接触时间长的工艺应偏低选取。 &&& (2)碱液浓度粗油的酸值及色泽是决定碱液浓度的最主要的依据。粗油酸值高、色深的应选用浓碱；粗油酸值低、色浅的则选用淡碱。 & (3)碱炼温度碱炼操作温度是影响工艺效果的重要因素。操作时，一定要控制为油与皂脚明显分离时的温度，升温速度体现加速反应、促进皂脚絮凝过程的快慢。碱炼操作温度与粗油品质、碱炼工艺及碱液浓度等有关。 &&& (4)混合搅拌& 碱炼脱酸时，烧碱与游离脂肪酸的反应发生在碱滴的表面，碱滴分散得愈细，碱液的总表面积愈大，从而增加了碱液与游离脂肪酸的接触机会，加快了反应速度，缩短了碱炼过程，有利于精炼率的提高。混合搅拌的作用首先就在于使碱液在油相中高度地分散。为达到此目的，投碱时，混合或搅拌的强度必须强烈些。 &&& (5)杂质的影响& 粗油中除游离脂肪酸杂质以外，特别是一些胶溶性杂质、羟基化合物和色素等，对碱炼的效果也有重要的影响。这些杂质中有的(磷脂、蛋白质)以影响胶态离子膜结构的形式增大炼耗；有的(如甘油一酯、甘油二酯)以其表面活性促使碱持久乳化；有的(如棉酚及其他色素)则因带给油脂深的色泽，造成因脱色．而增大了中性油的皂化几率。 && 5、 碱炼工艺 碱炼工艺分间歇式和连续式2种。间歇式用于小型企业，其工艺过程如图8―2所示。 & &&&&&&&&&&&&&&& 碱液 &&&&&&&&&&&&&&&& ↓ 过滤毛油一精炼一中和一静置沉降一含皂脱酸油一洗涤一静置沉降一净油一干燥 ↓&&&&&&& &&&&&&&&&&&↓&&&& ↓&&&&&& ↓ &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ↓&&&&&&&&&&&&&&&&& 废水&& 废水&&& 脱酸油 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ↓ &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 富油皂脚一皂脚处理一回收油一皂脚 & &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图8-2间歇式碱炼工艺流程 & &&& (1)原料要求& 采用此法，粗油应是含胶质量低的浅色油，含杂质量应在0．2％以下。 &&& (2)中和& 碱液在过程开始后的5～10 min一次加人，搅拌速度为60～70r／min。全部液加完后搅拌40～50 min，完成中和反应后，速度降到30 r／min。继续搅拌10多分钟，使皂粒絮凝。用间接蒸汽将油迅速升温到90～95℃，并根据皂粒絮凝情况加强搅拌或改用气流搅拌。驱散皂粒内水分，促使皂粒絮凝。当皂粒明显沉降时，停止搅拌，静置沉降。静置时要注意保温。 &&& (3)分皂脚& 在沉降分皂过程中，若采用间歇法处理，静置时间不少于4 h；若采用连续脱皂机分皂，静置时间可缩短到3 h。 &&& (4)洗涤最好是在每次专用洗涤罐内搅拌洗涤，油水温度不低于85℃。洗涤水最好用软水，每次加水量为油量的10％～15％。搅拌强度应适中，使油水混合均匀。洗涤2或3次，以除去油中残留的碱液和肥皂，直到油中残留皂量符合工艺要求。 &&& 如果发现油中有少量皂粒时，要注意严格控制操作条件，用食盐水或淡碱水洗涤。如果发现有乳化现象，可向油内撒细粒食盐或投入盐酸溶液破乳。正常操作时，油水沉降时间为0．5～1 h。 &&& (5)皂脚处理皂脚中除肥皂水外，还含有不少中性油，应回收这部分油脂。在皂脚罐中加入一些中性油、食盐或食盐溶液，将皂脚调和到可分离的稠度，然后送离心机分离出中性油。得到的处理皂脚可进行综合利用。 （二）蒸馏脱酸 &&& 蒸馏脱酸法又称为物理精炼，这种脱酸法不用碱液中和，而是借甘油三酸酯和游离脂肪酸相对挥发度的不同，在高温、高真空下进行水蒸气蒸馏，使游离脂肪酸与低分子物质随着蒸汽一起排出，这种方法适合于高酸价油脂。 &&& 蒸馏脱酸的优点是：不用碱液中和，中性油损失少；辅助材料消耗少，降低废水对环境的污染；工艺简单，设备少，精炼率高；同时具脱臭作用；成品油风味好。但由于高温蒸馏难以去除胶质与机械杂质，所以蒸馏脱酸前必先经过滤、脱胶程序。对于高酸价毛油，也可采用蒸汽蒸馏与碱炼相结合的方法。 蒸馏脱酸对于椰子油、棕榈油、动物脂肪等低胶质油脂的精炼尤为理想。 & 五、油脂的脱色 &&& 纯净的甘油三酸酯呈液态时无色，呈固态时为白色。但常见的各种油脂都带有不同的颜色，影响油脂的外观和稳定性，这是因为油脂中含有数量和品种都不相同的色素物质所致，这些色素有些是天然色素，主要有叶绿素、类胡萝卜素、黄酮色素等，有些是油料在储藏、加工过程中糖类、蛋白质的降解产物等。在棉子油中含有棕红色的棉酚色腺体，是一种有毒成分。植物油中的各种色素物质性质不同，需专门的脱色工序处理。 &&& 油脂脱色的方法很多，工业生产中应用最广泛的是吸附脱色法，此外还有加热脱色法、氧化脱色法、化学试剂脱色法等。 & && &吸附脱色就是利用某些具有吸附能力强的表面活性物质加入油中，在一定的工艺条件下吸附油脂中色素及其他杂质，经过滤除去吸附剂及杂质，达到油脂脱色净化目的的过程。 && 1& 吸附剂 &&& (1)对吸附剂的要求& 吸附力强，选择性好，吸油率低，对油脂不发生化学反应，无特殊气味和滋味以及价格低，来源丰富。 &&& (2)吸附剂种类①天然漂土，一种膨润土，其中主要含蒙脱土，呈酸性，又称为酸性白土；②活性白土，以膨润土为原料经加工而成的活性较高的吸附剂，具有很强的吸附能力，在油脂工业的脱色中被广泛应用；③活性炭，由树枝、皮壳等炭化后，再经活化处理而成，一般不单独使用，往往与活性白土混合使用，活性炭与活性白土的比例为1：(10～20)。 && 2& 吸附原理 &&& (1)吸附剂的表面性& 吸附剂的颗粒很小，可获得大的表面能。 &&& (2)物理吸附& 物理吸附是靠分子间的范德华力进行吸附的，它无选择性，具多层性，吸附热很低，吸附速度和解吸速度都快。 &&& (3)化学吸附& 即在吸附剂的表面和被吸附物间发生了某种化学反应，这种反应一般都是比较低级的化学反应，凡是被化学吸附的物质解吸下来时，都要发生化学结构方面的变化，如异构化等。 &&& 3& 影响脱色的因素 u&&&&&& 温度：在吸附剂表面生成“吸附剂一色素”化合物，需要一定的能量，所以必须有一定的温度，才能提供足够的能量使它们发生反应。温度太高，生成的热无法放出。温度太低，吸附反应无法进行。吸附温度为80～110℃，一般控制在80℃，不超过85℃。 u&&&&&& 压力：脱色操作分常压和减压。常压脱色时，油脂热氧化反应总是伴随着吸附作用；减压脱色(压力为6．7～8．o kPa即真空度93．3～94．7 kPa)可防止油脂氧化，水分蒸发速度(吸附剂的水分)加快，由于吸附剂被水屏蔽，只有去除水分，吸附剂才能吸附色素。 u&&&&&& 搅拌：搅拌速度≤80 r／min，使色素与吸附剂充分接触，使吸附剂在油中分布均匀。 u&&&&&& 时间：脱色时间一般为10～30 min，间歇式操作15～30 min，连续脱色5～10min，加入酸性白土后，随着时间的加长，油脂的氧化程度、酸价回升速度都会提高。 u&&&&&& 吸附剂用量：不同种类的色素所需的白土量不同。目前，国内大宗油脂的脱色，均使用市售的白土。达到高烹油、色拉油标准所需的白土量为油重的1％～3％，最多不大于7％。 u&&&&&& 油的色度：油的色度不同，选用白土量亦不同。 u&&&&&& 含水量：油中水分也影响白土对色素的吸附作用，因此油在脱色前，必须先进行脱水，使水含量在0．1％以下。 u&&&&&& 油中的胶杂：白土和胶杂的相互吸附能力强，白土首先和胶杂作用，使白土中毒，这大大影响了白土的用量和白土的吸附能力，故在脱色中应尽量减少胶杂。 u&&&&&& 油中残皂：残皂增加了白土的用量，影响了白土的吸附能力，使油脂酸价增加。 u&&&&&& 油中的金属离子：脱色可以大大降低油中的金属离子，油中金属离子的浓度大，也将大大影响油脂的脱色．。 & 六、脱臭 纯净的甘油三酸酯是没有气味的，但各种植物油脂都有其特有的风味和气味，而这些气味一般都是由挥发性物质所组成的，主要包括某种微量的非甘油酯成分，例如酮类、醛类、烃类等的氧化物，油料中的不纯物，油中含有的不饱和脂肪酸甘油酯所分解的氧化物等。另外，在制油工艺过程中，也会产生一些新的气味，例如浸出油脂中的溶剂味，碱炼油脂中的肥皂味和脱色油脂中的泥土味等。所有这些为人们所不喜欢的气味，都统称为“臭味”。 脱臭的目的主要是除去油脂中引起臭味的物质。除去这些不良气味的工序称脱臭。 脱臭的方法有真空蒸汽脱臭法、气体吹入法、加氢法、聚合法和化学药品脱臭法等几种。其中真空蒸汽脱臭法是目前国内外应用得最为广泛、效果较好的一种方法。它是利用油脂内的臭味物质和甘油三酸酯的挥发度的极大差异，在高温高真空条件下，借助水蒸气蒸馏的原理，使油脂中引起臭味的挥发性物质在脱臭器内与水蒸气一起逸出而达到脱臭的目的。气体吹人法是将油脂放置在直立的圆筒罐内，先加热到一定温度(即不起聚合作用的温度范围内)，然后吹入与油脂不起反应的惰性气体，如二氧化碳、氮气等，油脂中所含挥发性物质便随气体的挥发而除去。 & 七、脱蜡 &&& 某些油脂中含有较多的蜡质，如米糠油、葵花子油等。蜡质是一种一元脂肪酸和一元醇结合的高分子酯类，具有熔点较高、油中溶解性差、人体不能吸收等特点，其存在影响油脂的透明度和气味，也不利于加工。为了提高食用油脂的质量并综合利用植物油脂蜡源，应对油脂进行脱蜡处理。脱蜡是根据蜡与油脂的熔点差及蜡在油脂中的溶解度随温度降低而变小的物性，通过冷却析出晶体蜡，再经过滤或离心分离而达到蜡油分离的目的。 脱蜡从工艺上可分为常规法、碱炼法、表面活性剂法、凝聚剂法、静点法及综合法等。米糠油脱蜡及商品糠蜡的制备见第2章。 & 八、菜子油的精炼(工艺实例) 1& 过滤 &&& 毛油升温至30～32℃，并以60 r／min的速度进行搅拌，以除去油中气泡。加入油重0．1％～0．2％的磷酸(质量分数为0．5％的工业磷酸)再搅拌30 min左右。 2& 加碱中和 &&& 以160波美度，质量为油质量1．5％的液体烧碱和油质量0．5％的液体泡花碱混合液进行碱炼。先快速(60 r／min)搅拌10～15 min，继以慢速(27 r／min)搅拌40min。 3& 静置沉淀 &&& 中和慢搅40 min后升温至50～52℃，继续慢速搅拌约10 min，待油皂分离后即停止搅拌，并关闭间接蒸汽。静置沉淀6 h左右，再将油皂分离。 4& 水洗 &&& 将分离皂脚后的净油在搅拌下升温至85℃，然后加入油质量15％而温度为90℃的盐碱水(含0．4%烧碱和O．4％的工业用盐)。加水完毕后即停止搅拌，静置30 min后可放出下层废水。废水放尽后仍控制油温在35℃，再喷入15％的沸水(清水)。同样加水完毕后即停止搅拌，静置0．5 h后再放掉下层废水。如此水洗2或3次。 5& 预脱色 &&& 开动真空泵将碱炼后的净油吸入预脱色锅内，升温至90℃。在99 kPa的真空度下干燥脱水30 min。然后吸人少量酸性白土，搅拌20 min。预脱色后，在真空下将油冷却至70℃，再用齿轮泵送入压滤机过滤。 6& 脱色 &&& 将预脱色后的油吸人脱色锅内，在99 kPa(740 mm Hg)以上的真空度下，将油升温至90℃，并吸入酸性白土100 kg，活性白土60 kg(按6 t油计)，继续搅拌10 min。脱色后，在真空下将油冷却至70℃，也以齿轮泵送入压滤机过滤。 7& 脱臭 开动真空泵将脱色油吸入脱臭锅内。当间接蒸汽将油加热至90～100℃时，开始喷直接蒸汽，而油温升至185C时，开始以三级蒸汽喷射泵抽真空，维持残压在400～666 Pa，油温仍为185℃，脱臭约5 h。脱臭后在真空下将油冷却至30℃，过滤后即得精炼菜子油。 & & 第二节& 油脂氢化 一、油脂氢化的基本原理 1、在金属催化剂的作用下，把氢加到甘油三酸酯的不饱和脂肪双键上，这种化学反应称为油脂的氢化反应，简称油脂氢化。 2、氢化是使不饱和的液态脂肪酸加氢成为饱和固态的过程。反应后的油脂，碘值下降，熔点上升，固体脂数量增加，被称为氢化油或硬化油。对食用油脂的加工，氢化是变液态油为半固态酯、塑性酯以适应人造奶油、起酥油、煎炸油及代可可脂等生产需要的加工油脂。氢化还可以提高油脂的抗氧化稳定性及改善油脂色泽等目的。 3、根据加氢反应程度的不同，又有轻度氢化(选择性氢化)和深度(极度)氢化之分。 u&&&&&& 选择性氢化是指在氢化反应中，采用适当的温度、压强、搅拌速度和催化剂，使油脂中各种脂肪酸的反应速度具有一定的选择性的氢化过程，主要用来制取食用的油脂深加工产品的原料脂肪，如用于制取起酥油、人造奶油、代可可脂等的原料脂，产品要求有适当碘值、熔点、固体酯指数和气味。 u&&&&&& 极度氢化是指通过加氢，将油脂分子中的不饱和脂肪酸全部转变成饱和脂肪酸的氢化过程。极度氢化主要用于制取工业用油。其产品碘值低，熔点高。质量指标主要是要求达到一定的熔点。因此，极度氢化时温度、压力可较高，催化剂用量亦多一些。 4、油脂氢化反应可用下式表示： & 催化剂 一CH==CH一+H2------一CH2一CH2一十热 & 5、& 多相催化反应 &&& 反应物有三相：油脂& 液相、氢气一气相、催化剂一固相。只有当三相反应物碰在一起时，才能起氢化反应，因此需要设计机械搅拌装置。 6、& 氢化历程 &&& 油脂氢化的历程：①氢溶解在油和催化剂的混合物中；②反应物向催化剂表面扩散；⑧吸附；④表面反应；⑤解吸；⑥产物从催化剂表面向外扩散。 &&& 表面反应是分步进行的，一般不饱和甘油酯在活化中心只有一个双键首先被饱和，其余的逐步被饱和。 7、 选择性 &&& “选择性”应用于油脂氢化及其产品具有2种意义：一种是亚麻酸氢化成亚油酸、亚油酸氢化成油酸以及油酸氢化成硬脂酸几个转化过程相对快慢的比较，是相对于化学反应速率而得出的，亦称化学选择性。另一种是对催化剂而言的，如果某一种催化剂具有选择性，在它作用下生产的硬化油在给定的碘值下具有较低的稠度或熔点。 8、& 异构化 &&& 油脂氢化时，碳链上的双键被吸附到催化剂表面，双键首先与一个氢原子起反应，产生一个十分活泼的中间体，然后有2种可能：一种是中间体与另一个原子反应，双键被饱和，形成饱和分子；另一种是中间体不能与另一个氢原子反应，中间体重新脱除一个氢原子而产生异构化，既有位置异构(脱去的氢原子是邻位上时，双键位置发生改变)，也有几何异构(脱去的氢原子是原先加上的，形成反式异构体)。随着氢化的进行，异构化的双键倾向于沿着碳链转移到更远的位置上，反式异构体的含量将上升到单烯被饱和为止。 9、& 热效应 &&& 油脂氢化反应是放热反应，据测定，在氢化时，每降低一个碘价就使油脂本身的温度升高1．6～1．7℃，相对于每个双键被饱和时，放出约120 kJ的热量。 氢化反应需要使用催化剂。工业上一般以金属镍为基本催化剂，尤其在国外，镍单元催化剂的应用更为普遍。轻度硫毒化的催化剂(如荷兰SP～7型)用于氢化，则可大大提高氢化油中反式异构酸的含量。常用的催化剂有：镍一铁催化剂，铜一镍二元催化剂，铜一铬一锰三元催化剂，钯和铑催化剂等。 & 二、影响氢化反应的因素 & 1& 温度 &&& 与其他化学反应一样，温度是影响氢化反应速度的主要因素。温度高，分子动能大，传质速度、反应速度均较快。但温度过高，氢在油中的溶解度小，在催化剂上氢的吸附量减少，容易产生反式异构酸，反应反而受阻。操作中要力求控制反应温度适宜，才能获得好的工艺效果。 &&& 最佳反应温度的选择，必须按原情况和对最终产品的要求综合考虑。常用温度为100～180℃，脂肪酸深度氢化的温度高达200～220℃。选择性氢化常控制温度在130～150℃。 2& 压力 系统压力的大小直接影响到氢气在油中的溶解度。压力越大，浓度越高，催化剂上吸附的氢浓度越大，氢化速率以线性规律成倍增长，但当压力增大到一定程度后，反应速率增大已不显著，这是因为一定的压力已经使足够的氢进入油中进行氢化反应。选择性氢化压力按催化剂含量和其活性的不同一般为0．02～0．5 MPa。生产极低碘值的脂肪酸和工业用油，为缩短反应时间，工作压力可高达1．O～2．5MPa。 3& 搅拌速度 &&& 氢化反应中，催化剂必须呈悬浮状，气相、液相和固相之间必须进行有效的物质交换，反应放出的热量需要迅速引出机外，气相的氢气要迅速回到液相去，这些都要求反应过程需要强烈的搅拌。但搅拌速度过高会导致异构酸数量的增加，而且增大了动力消耗，因此应选择适当的搅拌速度。 4& 反应时间 &&& 反应时间取决于温度、催化剂的添加量及活性、工作压力等因素，其中有一个或几个因素上升，反应速度就会加快，得到同碘值产品所需要的时间也就加快。选择性氢化反应时间常为2～4 h。连续式和间歇式氢化工艺相比较，在氢化条件相同(如温度、压力催化剂含量和活性均相同)时，欲获得相同的碘值产品，连续式所需要的反应时间就稍长一些，原因是间歇式为塞流形反应，三相物可以反复搅拌混合反应，传质效果好。 5& 催化剂 &&& 氢化反应的反应速率与催化剂的用量及其表面性质有密切关系。催化剂的表面积大，活性好，反应速率快；催化剂的用量增加，反应速率也增加。不同产品要求选择不同特性的催化剂(表8―1)。 & 表8-1 催化剂种类与常用反应条件
氢化温度℃
氢气压强MPa
常压至0.29 & 三、氢化工艺与设备 1& 氢化工艺基本过程 &&& 油脂氢化工艺可分为间歇式及连续式2类。这2类工艺又可以根据选用设备的不同及氢与油脂混合接触方式的不同，衍生出不同特点的氢化工艺，如循环式、封闭式间歇氢化工艺、塔式及管道式连续氢化工艺等。这些氢化工艺虽然各有特点，但都包括以下基本过程： 原料一预处理一除氧脱水一氢化一过滤一后脱色一脱臭一成品氢化油 && 1 ） 预处理 &&& 为了保证氢化反应顺利进行，保证催化剂的活性及尽量减少其用量，在进入氢 化反应器之前，原料油脂中的杂质应尽量去除。这些杂质主要有水分、胶质、游离脂 肪酸、皂脚、色素、硫化物以及铜、铁等。 &&& 2 ） 除氧脱水 && &水分的存在会占据催化剂的活化中心，氧会在高温和催化剂的作用下与油脂起氧化反应，故油脂在氢化之前，必须先经除氧脱水。间歇式氢化工艺的除氧脱水一般在氢化反应器中进行，连续式氢化工艺则一般另加除氧器。除氧脱水的真空度为94．7 kPa(710 mmHg)，温度为140～150℃。 &&& 3 ）氢化&&& ‘ &&& 催化剂事先与部分原料油脂混匀，借真空将催化剂浆液吸入反应器，充分搅拌混合。停止抽真空，通入一定压力的氢气，这时反应开始进行。反应条件根据油脂的品种及氢化油产品质量的要求而定，一般情况下，温度150～200℃，氢气在140～150℃时开始加人，压力为0．1～O．5 MPa，催化剂用量O．01％～O．5％(镍／油)，搅拌速度600 r／min以上。例如，大豆油轻度氢化去除亚麻酸的反应条件：温度175℃，压力O．1 MPa，催化剂量0．02％(镍／油)，搅拌速度600 r／min。豆油选择性氢化，用做人造奶油原料，其反应条件为：温度180C±5℃，压力O．3 MPa，催化量0.1％(镍／油)，产品熔点为43℃±1℃。 &&& 4 ）过滤 &&& 过滤的目的是将氢化油与催化剂分离。过滤前，油及催化剂混合必须先在真空下冷却至70℃，然后进入过滤机。 &&& 5 ）后脱色 &&& 油中的催化剂残留量只通过过滤还达不到食用标准，必须借白土吸附和借加入柠檬酸钝化镍的办法进一步加以去除。故后脱色的目的是去除油中残留的镍。后脱色时，白土加入量0．4％～O．8％，反应温度100～110℃，时间10～15 min，压力6．7 kPa。后脱色处理后，油脂中镍残留量可由原来的50 mg／kg降至5 mg／kg。 &&& 6 ）脱臭 &&& 氢化过程中会出现少量的断链、醛酮化、环化等反应，因而氢化油具有异味，称为氢化臭。脱臭的目的是去除原有的异味以及氢化产生的氢化臭。脱臭完毕在油中加入0．02％柠檬酸作抗氧化剂，柠檬酸可与镍结合成柠檬酸镍，使油中游离镍含量接近于零。 & 2& 氢化设备 氢化设备主要有氢化反应器、催化剂混合器、除氧脱水器和过滤机等。氢化反应器其作用是使油、氢气、催化剂三相混合均匀，进行氢化反应。按工艺特点的不同，氢化反应器可分为间歇式和连续式2种，按设备构造特点的不同其又可分为封闭式、液相循环式、气相循环式及管式反应器等4类；催化剂混合器的作用是将催化剂与油脂混合，制成悬浮液；除氧脱水器连续式氢化工艺设置了专用的除氧脱水器，该设备有闪发式、喷射式等几种；过滤机的作用是将产品中的催化剂与氢化油分离，可采用叶式或板框式过滤机。过滤温度为80C，过滤后用蒸汽和压缩空气吹干滤饼，以回收残油。 & 第三节& 人造奶油 &&& 人造奶油系指精制食用油添加水及其他辅料，经乳化、急冷捏合成具有天然奶油特色的可塑性制品。油脂含量一般在80％左右，这是人造奶油的主要成分，也是传统的配方。近年国际上人造奶油新产品不断出现，其规格在很多方面已超过了传统规定，在营养价值及使用性能等方面超过了天然奶油。目前，人造奶油大部分是家庭用，一部分是行业用。我国人造奶油的起步较晚，产量不高，大部分用于食品工业。人造奶油在国外被称做Margarine，是从希腊语“珍珠’’(Margarin。)一词转化来的，这是根据人造奶油在制作过程中流动的油脂放出珍珠般的光泽而命名的。 一、人造奶油的定义 1& 国际标准的定义 &&& 人造奶油是有可塑性的液体乳化状食品，主要是油包水型(w／O)产品。原则上人造奶油应用食用油脂加工而成，这种食用油脂不主要是从乳中提取的。其具有以下3个特征：可塑性、液态、为w／O型乳状液。乳脂不是其主要成分。 & 2& 日本农林标准定义 &&& 人造奶油是指在食用油脂中添加水等辅料乳化后，急冷捏和或不经急冷捏和加工出来的具可塑性或流动性的油脂制品。 3& 中国专业标准定义 人造奶油系精制食用油添加水及其他辅料，经乳化、急冷捏合成的具有天然奶油特色的可塑性制品。&&&
& 二、人造奶油的种类 &&& 人造奶油可分为2大类：家庭用人造奶油和食品工业用人造奶油。 1& 家庭用人造奶油 直接涂抹在面包上食用，少量用于烹调。市场销售的多为小包装。家庭用人造奶油必须具备以下性质： &&& (1)保形性置于室温时，不熔化，不变形等。在外力作用下，易变形，可做成各种花样。 &&& (2)延展性置于低温时，在面包上仍易于涂抹。 &&& (3)口溶性置于口中应迅速熔化。 &&& (4)风味& 通过合理的配方和加工使具有愉快的滋味和香味。 &&& (5)营养价值营养价值一般包括2方面，一方面是其可作为人体热量的来源(一般100 g人造奶油可产生3 050 kJ热量)，另一方面是人造奶油应富含多不饱和脂肪酸(常用油脂中亚油酸对饱和脂肪酸的比率来表示)。 &&& 以上性质中前3项物理性质有些矛盾，例如延展性与口溶性很好的，置于桌上往往保形性较差。必须根据季节调节人造奶油的熔点。近年来，家庭中冷藏设备的逐渐普及，使这个问题得到解决。如软型人造奶油放在冷藏设备中保存，展延性、口溶性都很好。 &&& 目前国内外家庭用人造奶油主要有以下几种： &&& (1)硬型餐用人造奶油& 熔点与人的体温接近。国外20世纪50年以硬型人造奶油为主。 &&& (2)软型人造奶油& 特点是配方时使用较多的液体植物油，亚油酸在30％左右，改善了低温下的展延性。自20世纪60年代开始供场以来，由于涂抹方便及营养方面的优越性，发展很快。 &&& (3)高亚油酸型人造奶油& 这类人造奶油含亚油酸50 ％～63％。 &&& (4)低热量型人造奶油& 1974年国际人造奶油组织提出“低脂人造奶油的标准方案，其中规定脂肪含量39％～41％，乳脂1％以下，水50％以上。 2&& 食品工业用人造奶油 &&& 食品工业用人造奶油是以乳化液型出现的配酥油，它除具备起酥油的加工性能外，还能够利用水溶性的食盐、乳制品和其他水溶性增香剂改善食品的风味，使制品带上具有魅力的橙黄色等。 &&& (1)通用型人造奶油& 这类人造奶油属于万能型。可塑性和酪化性，熔点一般都较低。 && &(2)专用人造奶油& 面包用人造奶油，起层用人造奶油，油酥用人造奶油。 &&& (3)逆相人造奶油& 一般人造奶油是油包水型(W／O)乳状物，逆相人造奶油是水包油型(0／w)乳状物。由于水相在外侧，加工时不粘辊，延伸性好，这些优点对加工糕点有利。 &&& (4)双重乳化型人造奶油这种人造奶油产生于1970年，是O／w／O乳化物。由于O／w型人造奶油与鲜乳一样，水相为外相，此风味清淡，受到消费者的欢迎，但容易引起微生物侵蚀，而w／O人造奶油不易滋生微生物而且起泡性、保形性和保存性好。O／w／o人造奶油同时具备w／o型和O／w型的优点，既易于保存，又清淡可口，无油腻味。 三、人造奶油的原料、辅料及配方 1& 原料油脂 &&& (1)动物油& 牛脂、猪脂、羊脂，起酥性非常好，氧化稳定性及酪化性差。 &&& (2)动物氢化油鲸油、鱼油等海产动物油脂，其口溶性良好，稳定性差，高温加热会引起发臭。 &&& (3)植物油& 大豆油、棉子油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、红花油、米糠油、玉米油、葵花子油、菜子油、玉米胚芽油、花生油等。 &&& (4)植物氢化油& 用以上植物油经选择性氢化得到的油脂。 &&& 以上油脂必须是经很好碱炼、脱色、脱臭等处理的精炼植物油。 2& 辅料 &&& 辅料是为了改良制品的风味、外观组织、物理性质、营养价值和储存性等，以提高产品价值。 &&& (1)乳成分一般多使用牛奶和脱脂乳。新鲜牛奶须经过灭菌处理后直接使用，也可用发酵乳强化人造奶油的风味，还可以利用其乳化能力。其用量以乳的固形成分1％左右为宜。 &&& 乳成分易使细菌等微生物繁殖，使人造奶油变质。解决的办法是使用防腐剂和冷藏在10℃以下(最好5℃以下)。我国目前在配料中一般不用发酵乳和鲜牛奶，以利保存，在配料中一般加些脱脂奶粉或植物蛋白。 &&& (2)食盐& 家庭用人造奶油几乎都加食盐，加工糕点用人造奶油多不添加食盐。食盐能起到防腐和调味的作用。 &&& (3)乳化剂&&& 为了形成乳状液和防止油水分离，制人造奶油必须使用一定量的乳化剂。常使用的乳化剂为卵磷脂、单硬脂酸甘油酯、单脂肪酸蔗糖酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇酯等。单脂肪酸蔗糖酯常用于水包油型人造奶油的制取，单独使用一种乳化剂的并不多见，而是2种以上并用。乳化剂不仅可生成稳定的乳化物，而且用在食品中有抗老化的作用。卵磷脂可防烹调时油脂飞溅。卵磷脂的用量为0．3％～0．5％，单硬脂酸甘油酯为O．1％～O．5 ％. &&& (4)防腐剂& 为了阻止微生物的繁殖，人造奶油中需加防腐剂。我国允许用苯甲酸或苯甲酸钠，用量为0．1％左右。此外，可降低乳清中的pH值，减少霉菌繁殖机会。 &&& (5)抗氧化剂& 为了防止原料油脂的酸败和变质，通常加维生素E、BHT、BHA、PG等抗氧化剂，也可添加柠檬酸作为增效剂。 &&& (6)香味剂& 为了使人造奶油的香味接近天然奶油香味加入少量像奶油味和香草一类的合成食用香料，来代替或增强乳香。可用来仿效奶油风味的香料有好几十种。它们的主要成分为丁二酮、丁酸、丁酸乙酯等。 &&& (7)着色剂& 人造奶油一般无需着色，天然奶油有一点微黄色，为了仿效天然奶油，有时需加入着色剂。主要使用的着色剂是B一胡萝卜素，也可使用柠檬黄等。此外，在有的小包装人造奶油中，加入一些糖，以满足甜食者要求。 & 四、人造奶油生产工艺 &&& 人造奶油生产工艺包括原料准备和冷却塑化2大部分，前道工序为油相和水相的分别混合、计量以及油相和水相的混合乳化，为后道工序做好供料准备；后道工序主要进行连续冷却塑化以及产品包装等，可分为原辅料的调和、乳化、急冷捏合、包装、熟成5个阶段。 1& 调和 &&& 原料油按一定比例经计量后进入调和锅调匀。油溶性添加物(乳化剂、着色剂、抗氧剂、香味剂、油溶性维生素等)用油溶解后混入调和锅。水溶性添加物用经杀菌处理的水溶解成均匀的溶液后备用。典型人造奶油的配方举例如下： 原料油脂&& 80％～82％&&&&&&& 水分&&&&&&&&& 14～17％ 食盐&&&&&& O～2％&&&&&&&&&&& 甘油单酸酯&&& O．2～O．3％ 卵磷脂&&&& 0．1％&&&&&&&&&&& 胡萝卜素&&&&& 微量 香精&&&&&& 0．1～0．2 mg／L& 脱氢醋酸& &&&&O～0．05％ 固体乳成分 O～2％ & 2& 乳化 &&&&&& 乳化的目的是使水相均匀而稳定地分散在油相中，而水相的分散程度对产品的品质影响很大。人造奶油的风味和水相颗粒的大小密切相关，微生物的繁殖是在水相中进行的，一般细菌的大小为1～5 um，故水滴在10～20 um以下可以限制细菌的繁殖，但水相分散过细，水滴过小也会使人造奶油油感重，风味较差，失去风味感；如分散不充分，水相颗粒过大会使人造奶油生产腐败变质，所以乳化操作应达到一定的分散程度。水相的分散度可通过显微镜观察。加工普通的w／O型人造奶油，可把乳化锅内的油脂加热至60℃，然后加入计量好的相同温度的水(含水溶性添加物)在乳化锅内迅速搅拌，形成油包水型乳化液。香料在乳化操作结束时加入。 3& 冷却塑化 &&& 以机械搅拌形成的乳状液很不稳定，停止搅拌后就可能产生油水分离现象，所以混合后的乳状液应立即送往后道工序进行冷却塑化加工。在冷却塑化工序中，主要是实现将油水的乳化状态通过激冷固定下来，并使制品进一步乳化和具有可塑性。现普遍采用密闭式连续激冷塑化装置。 &&& 1 ） 急冷 &&& 乳状液用高压泵送入激冷筒，利用液态氨或氟里昂激冷，使乳状液急速冷却，在冷却壁上冷冻析出的结晶被筒内的刮刀刮下。物料通过激冷筒时，温度降到10～20℃，此时料液已降至油脂熔点以下，油脂开始生成细小的结晶粒子，一般为1～5 gm。析出晶核，由于受到强有力的搅拌，成为过冷液。 &&& 2 ）机械捏合 &&& 过冷液虽已生成晶核，但如果让乳状液在静止状态下完成结晶，就会形成固体脂结晶的网状结构，结果使得被冷却的乳状液形成硬度很大的整体，不具可塑性。因而为取得具有一定塑性的人造奶油产品，必须在乳状液形成整体的网状结构之前，将网状结构用机械的方式打破，达到减稠的效果，并使产品具有可塑性。 &&& 食品工业用人造奶油必须通过高效的捏合机，打碎乳状液形成的网状结构使它重新结晶，降低稠度，增强可塑性，捏合操作对物料进行剧烈搅拌捏合，并慢慢形成结晶。家庭用软型人造奶油要求口溶性好，稠度较高，如果进行过度捏合，会有损其风味。 4&& 包装、熟成 从捏合机出来的人造奶油为半流体，要立即送往包装机。有些成型的制品则先经成型机后再包装。包装好的人造奶油置于比熔点低10℃的仓库中保存2～5 d，使结晶完成，这项工序称为熟成。 & 第四节& 起酥油 &&& 起酥油是19世纪末在美国作为猪油代用品出现的。1910年，美国从欧洲引进了氢化油技术，把植物油和海产动物油加工成硬脂肪，使起酥油生产进入一个新的时代。用氢化油制的起酥油，其加工面包、糕点的性能比猪油更好。猪油的酪化性差，稠度稍软，易氧化，因此猪油逐渐被起酥油所取代。日本起酥油生产是在1951年后开始的。我国工业生产起酥油起始于20世纪80年代初期。 &&& 传统的起酥油是具有可塑性的固体脂肪，它与人造奶油的区别主要在于起酥油没有水相。新开发的起酥油有流动状、粉末状产品，均具有可塑性产品相同的用途和性能。因此，起酥油的范围很广，下一个确切的定义比较困难，不同国家、不同地区起酥油的定义不尽相同。日本农林标准(JAS)中起酥油的定义为：起酥油是指精炼的动、植物油脂、氢化油或上述油脂的混合物，经急冷捏合制造的固态油脂或不经急冷捏合加工出来的固态或流动态的油脂产品。起酥油具有可塑性、起酥性、乳化性等加工性能。 &&& 起酥油一般不宜直接食用，而是用来加工糕点、面包或煎炸食品，要求具有良好的加工性能。 一、起酥油的种类 &&& 由于近代油脂加工技术水平的不断提高，起酥油的产品可满足食品工业及生活上多种要求，产品可以从多种角度进行分类。 1& 按原料种类分类 & &&有植物性起酥油、动物性起酥油、动植物混合型起酥油。 2& 按制造方法分类 &&& (1)全氢化型起酥油原料油全部由不同程度氢化的油脂所组成，其氧化稳定性特别好。不过由于天然不饱和脂肪酸含量较低，对营养价值有些影响，而且价格也较高。 &&& (2)混合型起酥油氢化油(或饱和程度高的动物脂)中添加一定比例的液体油作为原料油。这种起酥油可塑性范围较宽，可根据要求任意调节，价格便宜。 &&& (3)酯交换型起酥油& 用经酯交换的油脂作为原料制成。此种起酥油保持了原来油脂中不饱和脂肪酸的营养价值。 3& 按使用添加剂的不同分类 有非乳化型起酥油、乳化型起酥油。 & 4& 按性能分类 &&& (1)通用型起酥油应用范围广，主要用于加工面包、饼干等。 &&& (2)乳化型起酥油& 含乳化剂较多，通常含10％～20 %的单脂肪酸甘油酯等乳化剂。其加工性能较好，常用于加工西式糕点和配糖量多的重糖糕点。用这种起酥油加工的糕点体积大，松软，口感好，不易老化。 &&& (3)高稳定型起酥油& 可长期保存，不易氧化变质。全氢化起酥油多属于这种类型。 5& 按性状分类 &&& (1)可塑性起酥油， &&& (2)液体起酥油& 指在常温下可以进行加工和用泵输送，储藏过程中固体成分不被析出，具有流动性和加工特性的食用油脂。它又可分为三类：①流动型起酥油：油脂为乳白色，内有固体脂的悬浮物；②液体起酥油：油脂为透明液体；③O／w乳化型起酥油：含有水的乳化型油脂。 (3)粉末起酥油& 又称为粉末油脂，是在方便食品发展过程中产生的，一般含油脂量为50％～80％，也有的高达92％。可以添加到糕点、即席汤料和咖喱素等方便食品中使用。 & 二、起酥油的加工特性 &&& 由于起酥油是作为食品加工的原料油脂，所以其功能特性尤为重要，主要包括可塑性、起酥性、酪化性、乳化性、吸水性、氧化稳定性和油炸性。对其加工特性的要求因用途不同而重点各异。其中可塑性是最基本的特性。 1&& 可塑性√ &&& 可塑性是指在外力作用下可以改变其形状，甚至可以像液体一样流动，例如餐用人造奶油可以涂在面包上食用，这种涂布性就是其塑性流动的一例。从理论上讲，若使固态油脂具有一定的可塑性，必须在其成分中包括一定的固体油脂和液体油，固体油脂以极细的微粒分散在液体油中。由于内聚力的作用，使全部油脂结合在一起，由于固体微粒间的空隙很小，以致液体不能从固态脂中渗出。固体微粒越细、越多，可塑性越小；固体微粒越粗、越少，可塑性越大。因而固体和液体的比例必须适当才能得到所需的可塑性。可塑性还和温度有关，温度升高，部分固体脂肪熔化，可塑脂变软，可塑性变大，温度降低，部分液体油固化，未固化的液体油黏度增加，可塑脂变硬，可塑性变小。由此可见，可塑脂中固体脂肪含量以及结晶颗粒的大小等因素决定了它的可塑性。可塑性是起酥油的基本特性，并由此派生出其他一些特性。例如起酥油在食品加工中和面团混合时能形成细条及薄膜状，这是起酥油的可塑性所决定的；而在相同条件下液体油只能分散成粒状或球状。因而脂肪膜在面团中比同样数量的粒状液体油能润滑更大的面积，用可塑性好的起酥油加工面团时，面团的延展性好，因而制品的质地、体积和口感都比较理想。此外，起酥油和面团混合时能吸入或保持相当量的空气，这对烘烤食品或其他含糖较多的食品生产具有十分重要的起酥作用。 2&& 起酥性 &&& 起酥性是指烘焙糕点具有酥脆易碎的性质。各种饼干就是酥脆点心的代表。用起酥油调制食品时，油脂呈薄膜状分布在小麦粉颗粒的表面，阻碍面筋质相互粘结，使烘烤出来的点心松脆可口。一般说来，可塑性适度的起酥油，起酥性好。油脂过硬，在面团中呈块状，制品酥脆性差，而液体油在面团中，使制品多孔，显得粗糙。油脂的起酥性用起酥值表示，起酥值越小，起酥性越好。 3&& 酪化性 &&& 起酥油加到混合面浆中经高速搅打起泡时，空气中的细小气泡被起酥油吸入，油脂的这种含气性质称为酪化性。酪化性的大小可用酪化价(CV)表示。把1 g油脂中所含空气的毫升数的100倍表示酪化价。 &&& 起酥油的酪化性要比奶油和人造奶油好得多。加工蛋糕若不使用酪化性好的油脂，则不会产生大的体积。蛋糕的体积与面团内的含气量成正比。 4&& 乳化性 &&& 油和水互不相溶，但在食品加工中经常要将油相和水相混在一起，而且希望混得均匀而稳定，通常起酥油中含有一定量的乳化剂，因而它能与鸡蛋、牛奶、糖、水等乳化并均匀分散在面团中，促进体积的膨胀，而且能加工出风味良好的面包和点心。 5&& 氧化稳定性 与普通油脂相比，起酥油的氧化稳定性好。这是因为原料中使用了经选择性氢化的油。其中全氢化型植物性起酥油效果最好，动物性油脂则必须使用BHA或生育酚等抗氧化剂。 & 三、起酥油的原料及辅料 1&& 原料油脂． &&& 生产起酥油的原料油有两大类：植物性油脂如豆油、棉子油、菜子油、椰子油、棕榈油、米糠油及它们的氢化油；动物性油脂如猪油、牛油、鱼油及它们的氢化油。油脂都是经很好精炼的，氢化油必须是选择性氢化油。 2&& 辅料 &&& 起酥油的添加剂有乳化剂、消泡剂、着色剂和香料。 &&& (1)乳化剂①脂肪酸甘油酯：添加量为0．2％～1．0％。使用它可以提高起酥油的乳化性、酪化性和吸水性。与面粉、鸡蛋、水等分散均匀，增大食品体积。此外，单脂肪酸甘油酯与淀粉形成复合体，利于保持水分，防止食品老化。②脂肪酸蔗糖酯：它和单脂肪酸甘油酯有类似的作用。③大豆磷脂：一般不单独使用，多与单脂肪酸甘油酯等其他乳化剂配合使用。通用型起酥油中，大豆磷脂和脂肪酸甘油酯混合时的添加量为0．1 ％～O．3 ％。④脂肪酸丙二醇酯：通常是丙二醇和单脂肪酸甘油酯混合使用时具有增效作用，添加量为5％～10％。⑤脂肪酸山梨糖酯：是山梨糖的羟基与脂肪酸结合成的酯，具有较强的乳化能力。在高乳化型起酥油中添加量为5％～10％。 &&& (2)抗氧化剂起酥油中的抗氧化剂使用生育酚、叔丁基羟基茴香醚(BHA)、二叔丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)，添加量必须在食品卫生法规定的范围内。 &&& (3)消泡剂& 用于煎炸的起酥油需要消除气泡，一般添加聚甲基硅酮，添加量为2～5 mg／kg，加工面包和糕点用起酥油不使用消泡剂。 &&& (4)氮气& 每100 g速冷捏合的起酥油应含有20 mL以下氮气。对熔化后使用的煎炸油就不需压入氮气。 & 四、起酥油的生产 1&& 可塑性起酥油的生产工艺 &&& 可塑性起酥油的连续生产工艺过程包括原辅料的调和、急冷捏合、包装、熟成4个阶段。几种原料油按一定比例经计量后加入调和罐。添加物用油溶解后倒入调和罐。在调和罐内预先冷却到49℃，再用泵送到急冷机，用液氨迅速冷却到过冷状态(25℃)，部分油脂开始结晶。然后通过捏合机连续捏合并在此结晶，出口时30℃。 2&& 液体起酥油的生产 &&& 液体起酥油的品种有很多，大致有以下几种： &&& 把原料油脂及辅料掺合后用急冷机进行急冷，然后在贮罐存放16 h以上，搅拌使之流动化，装入容器；将硬脂或乳化剂磨碎成细微粉末，添加到作为基料的油脂中，用搅拌机搅拌均匀；将配好的原料加热到65℃使之熔化，慢慢搅拌，徐徐冷却使形成B型结晶，直到温度下降到装罐温度(约26℃)。 3&&& 粉末起酥油的生产 &&& 生产粉末起酥油的方法有很多种，目前大部分用喷雾干燥法生产。其制取过程是：将油脂、被覆物质、乳化剂和水一起乳化，然后喷雾干燥，呈粉末状态。使用的油脂通常是熔点30～35℃的植物氢化油，也有的使用部分猪油等动物油脂和液体油脂。使用的被覆物质包括蛋白质和碳水化合物。蛋白质有酪蛋白、动物胶、乳清、卵白等。碳水化合物是玉米、马铃薯等鲜淀粉，也有使用胶状淀粉、淀粉糖化物及乳糖等，还有的专利介绍使用纤维素或微结晶纤维素。乳化剂使用卵磷脂、单脂肪酸甘油酯、丙二醇酯和蔗糖酯等。 &&& 粉末油脂成分实例：脂肪79．5％～80．8 ％，蛋白质7．9 ％～8．1％，碳水化合物4．1％～4．6％，无机物3．5％～3．8％(K2HPO4，CaO等)，水分1．5％～1．7％。 & 第五节& 蛋黄酱 &&& 蛋黄酱是用食用植物油、蛋黄或全蛋、醋或柠檬为主要原料，并辅之以食盐、糖及香辛料，经调制、乳化混合制成的一种黏稠的半固体食品。它是不加任何合成着色剂、乳化剂、防腐剂的天然风味浓郁独特的高营养半固体状调味品。可浇在色拉(西式凉拌菜)、海鲜上，也可涂在面包、热狗等烘烤食品上，还可拌在米饭上，别具风味，深得各年龄组人们的欢迎。而这一美味食物第一次作为食品出售是在1912年的美国。此时，正值第一次世界大战爆发，为了缓和粮食的不足，美国政府奖励多吃生菜，从而开始了大批量的工业化生产蛋黄酱，使其成为蛋黄酱生产量最多、消费量最大的国家。目前美国每人每年消费量已达5 kg。亚洲的日本于1925年也开始制造出售蛋黄酱，但大批量的生产是在1955年以后；随着东西方的频繁交往，日本饮食的西方化，蛋黄酱的消费量成百倍递增。据报道：从年的2～3年中，平均每个家庭每年购买蛋黄酱达3．5～4 kg，成为目前仅次于美国、加拿大的第三大消费国。 一、制作原理 &&& 乳化是蛋黄酱制造的关键。油与水是互不相溶的液体，使两者形成稳定混合液的过程叫乳化。通常把油相以极细微粒分散于水中形成的乳化液称为水中油型(O／w)乳化液；反之则称为油中水型(w／O)乳化液，蛋黄酱就是一种0／W型近于半固体状的乳化液。 &&& 乳化不仅需靠强烈搅拌使分散相微粒化，均匀分散于连续相中，而且还需有乳化剂的存在。乳化剂分子是由亲油的非极性基团和亲水的极性基团组成，因此乳化剂能为油水结合而起媒介作用，乳化剂它不仅可以降低油水两相间的表面张力，有利于分散相微粒化，同时也因乳化剂分布在微粒表面，防止了微粒的并合，因此乳化剂不仅能使乳化易于进行，而且能使形成的乳化液更稳定。蛋黄中含有30％～33％的脂肪，其中磷脂占32．8％，而磷脂的73％为卵磷脂。蛋黄酱正是利用了卵磷脂的乳化性能制成的。卵磷脂带有亲油基团和亲水基团如--N、---OH等，当它与油和醋(含水分)这两个不相溶的物质在机械搅动、转动切割时，亲油、亲水基团就将油、水形成了水包油型乳状液(O／W型)，也就是说亲油基团的尾端被附在油微粒的表面，形成了坚固的吸油滴带上负电荷与水相中的正离子(H+)平衡油滴之间由于静电作用，减少相互碰撞机会，从而形成了稳定的蛋黄酱。蛋黄中的其他蛋白质、磷脂、固醇等也具有一定的乳化作用，但是单独使用卵磷脂或磷蛋白质，其乳化能力就不能充分发挥。 二、原辅材料及其配比 &&& 蛋黄酱主要原料有植物油、蛋黄、食醋，辅料有砂糖、食盐、味精等调味料及芥子粉、白胡椒粉、辣椒粉等香辛料。 &&& (1)植物油在蛋黄酱中一般要求含量大于65％(以质量计)，常用的有大豆油、棉子油、菜子油、米糠油、玉米油、葵花子油、橄榄油等经精加工脱色、脱臭及氢化处理(除去高凝固点脂肪)的色拉油。这些植物油均含有丰富的人体必需而又不能为机体合成的亚油酸、亚麻酸等必需脂肪酸，它有助于降低体内过剩的胆固醇。 &&& (2)蛋黄蛋黄是蛋黄酱特有风味的主要成分，又是乳化剂，一般在蛋黄酱中的用量为6％～8％(以质量计)。选用新鲜的鸡蛋，蛋黄指数应大于O．4，其他禽蛋亦可。蛋黄要求新鲜，鲜度低其乳化性能差，易造成产品中油脂分离。也可以用加10％左右食盐的冷冻蛋黄，但不用冷冻淡蛋黄，因其黏度大、乳化性差导致产品的稳定性降低。 &&& (3)食醋醋是蛋黄酱独特风味的另一重要组成成分，一般多用糟醋、苹果醋、麦芽醋等酿造醋，风味好；但要求色泽浅，食用醋精为无色也可对水使用。食酣(含醋酸5 ％左右)用量10％左右。 (4)调味料及香辛料& 调味料一般用砂糖1％～2 %，食盐1％～2％，少许味精；香辛料主要有芥末、胡椒粉、辣椒粉、姜粉等，用量以1％～1．5％为宜。 & 三、生产工艺 蛋黄酱生产工艺流程如图8―4所示。 & 鲜蛋黄一消毒杀菌一搅拌混合一乳化一装罐密封一杀菌一成品 J&& I &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 精炼植物油，各种辅料 &&
&图8-4蛋黄酱生产工艺流程 & & 蛋黄酱生产工艺操作要点如下： &&& (1)蛋黄的制备选用新鲜蛋，用l％高锰酸钾溶液清洗，打蛋后分离出蛋黄。 &&& (2)蛋黄处理将蛋黄用容器装好，放在60℃的水浴中保温3～5 min作巴氏菌，以清除蛋内的沙门氏等菌。将蛋黄放在ZK型组织捣碎机内先搅拌1 min左右，再加入砂糖搅拌至食盐、糖溶解。 &&& (3)加调味料味精、花椒油、八角油等调味料一次加入搅拌1 min左右。 &&& (4)搅拌乳化将植物油和醋按量分次交替加入搅拌直至产生均匀细而稳定的蛋黄酱为止。乳化时将油在水相中分散成几十至几微米的微粒，其表面积将增大103～104倍，需消耗大量表面能，而蛋黄酱的黏度又很大，故乳化需强烈剪切作用的机械，通常用搅拌机和胶体磨。 &&& 搅拌机有立式双轴或单轴搅拌机，搅拌桨作行星运动，这样能使搅拌遍及桶内 全部物料。搅拌桨多用类似打蛋发泡型的霍巴特(Hobart)搅拌桨，转速为每分钟 几百至千余转。为防止搅拌时空气混入料液，以采用密闭真空液，以采用密闭真空 (绝压13～20 kPa，即100～150 mm Hg)搅拌或充氮置换搅拌。 (5)装罐密封倒出蛋黄酱分装于已清洗过的玻璃罐，每瓶250 g，密封盖。杀菌方式为15～30 min／120℃反压冷却，反压力为(0．118～O．147 MPa)。 & 第六节调和油 &&& 调和油就是将2种或2种以上的高级食用油脂，按科学的比例调配成的高级食用油。 一、调和油的品种 &&& 调和油的品种很多。根据我国人民的食用习惯和市场需求，可以生产出多种调和油。 &&& (1)风味调和油& 根据群众爱吃花生油、芝麻油的习惯，可把菜子油、米糠油、棉子油等经全精炼，然后与香味浓郁的花生油、芝麻油按一定比例调和，制成“轻味花生油”或“轻味芝麻油”供应市场。 &&& (2)营养调和油& 利用玉米胚芽油、葵花子油、红花子油、米油、大豆油配制而成，其亚油酸和维生素E含量都高，是比例均衡的营养健康油，供应高血压、冠心病患者以及患必需脂肪酸缺乏症者。 (3)煎炸调和油& 利用氢化油和经全精炼的棉油、菜子油、猪或其他油脂调配成脂肪酸可组成平衡、起酥性能好、烟点高的炸油。 & 二、调和油的加工 1&& 调和油的原料及配方 &&& 调和精炼油的原料油主要是高级烹调油或色拉油，并使用一些具有特殊营养功能的一级油，如玉米胚油、红花子油、紫苏油、浓香花生油等。而调和高级烹调油和调和色拉油的原料油则全部是高级烹调油或色拉油。各种油脂的调配比例主要是根据单一油脂的脂肪酸组成及其特性调配成不同营养功效的调和油，以满足不同人群的需要。在满足一定营养功效的前提下，尽量采用当地丰富的、价廉的油脂资源，以提高经济效益。此外，调和油中常加入少量的抗氧化剂及其他添加剂，应符合GB2760《食品添加剂使用卫生标准》的要求。 2&& 调和油的生产 &&& 调和油的技术含量主要在于配方，加工较简便，不需增添特殊设备。在一般的全精炼油车间均可调制。调制风味调和油时，先计量全精炼的油脂，将其在搅拌的情况下升温到35～40℃，按比例加入浓香味的油脂或其他油脂，继续搅拌30 min，即可储藏或包装。如要调制高亚油酸营养油，则需在常温下进行调和，并加入一定量的维生素E。如要调制饱和程度较高的煎炸油，则调和时温度要高些，一般为50～60℃，最好再按规定加入一定量的抗氧化剂。 粉末调味油的做法：将乳化剂溶解于调味油中，得油相。另外，将蛋白质、碳水化合物、六偏磷酸钠添加到水中，使之溶解。向水溶液中添加油相，同时不断搅拌进行预乳化。然后用高压均质机进行均质化处理，得到水包油型调味油乳化液。将乳化液喷雾干燥，得到粉末调味油。喷雾干燥可使用喷嘴式喷雾机(压力100～500kPa)或圆盘式喷雾机(转数15 000～3 000 r／min)。用喷雾机向200℃的热风中喷出乳化液，蒸发掉水分，得到粉末调味油。其中用甘油酯、山梨糖酯、蔗糖酯、丙二醇酯和磷脂等乳化剂。甘油酯的用量为O．5％～3％，最好为1％～2％。碳水化合物可用阿拉伯胶等天然胶质、糊精和玉米淀粉等。单独使用或混合使用均可。用量为9％～29％，用量低于9％，会使蛋白质量相对增多，调味油的风味不易散发，用量超过29％，粉末调味油易加热褐变，而且会浸油，降低粉末油脂的流动性。在调制水包油型乳化液时，为了提高蛋白质的分散性，需使用磷酸钠或六偏磷酸钠。用量为0．1％～l％，最好为O．3％～0．7％；蛋白质用量为1％～6％。
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