稻米油制取工藝和脫酸方法的研究

周俊梅

(國(guó)糧武漢科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430079)

稻米油制取工藝和脫酸方法的研究

周俊梅

(國(guó)糧武漢科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430079)

稻米油是一種健康的營(yíng)養(yǎng)植物油，稻米油的生產(chǎn)加工越來(lái)越受到重視。稻米油的提取是加工的關(guān)鍵技術(shù)，脫酸是精煉中最重要的環(huán)節(jié)。對(duì)近5年國(guó)內(nèi)稻米油加工的制取工藝和毛油脫酸方法進(jìn)行了歸納與對(duì)比分析，以期為稻米油的加工發(fā)展提供理論依據(jù)。

稻米油；制?。惶崛÷?；脫酸；酸價(jià)

我國(guó)稻谷產(chǎn)量和種植面積均居世界第一位，近年來(lái)年均產(chǎn)量已超過(guò)2億t。2016年稻谷產(chǎn)量20 693萬(wàn)t，按較低的出糠率5%計(jì)算，米糠產(chǎn)量就超過(guò)1 000萬(wàn)t，米糠含油約18%，這是一個(gè)含油量豐富的油料資源。

為了更好的推廣米糠油這個(gè)油種，使之良性發(fā)展，中國(guó)糧油學(xué)會(huì)于2009年將“米糠油”更名為“稻米油”。眾所周知，稻米油是世界衛(wèi)生組織推薦的三大最健康油脂之一，獨(dú)含谷維素，并且植物甾醇、維生素E等含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其他食用油，是一種高品質(zhì)的天然健康食用油。

作為稻谷加工中的碾米工序產(chǎn)生的副產(chǎn)品，米糠自身的性質(zhì)不穩(wěn)定，碾米后激活了脂肪酶。在脂肪酶作用下，米糠所含油脂容易分解出游離脂肪酸，導(dǎo)致酸敗，其酸價(jià)以存儲(chǔ)5 d 3～5倍的速度遞增[1]，所以米糠毛油的酸價(jià)一般比較高。國(guó)內(nèi)近年有不少的研究人員對(duì)米糠如何預(yù)處理以保鮮或者在制取提油工藝中如何避免脂肪酶水解，在精煉中如何脫酸以盡可能的保持其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等幾個(gè)關(guān)鍵方面做了充分的研究。筆者研讀了近五年的相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)稻米油的制取和脫酸工藝的不同方法做了一個(gè)分析比較綜述，希望給稻米和油脂加工企業(yè)的生產(chǎn)從業(yè)者能帶來(lái)一些幫助。

1 稻米油制取工藝

米糠的含油率約為18%～20%，相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)大豆的含油量[2]，是重要的油料之一。從米糠原料中提取制備油脂的方法較多，國(guó)內(nèi)研究人員一直在不斷的研究和優(yōu)化制油工藝，以下根據(jù)文獻(xiàn)介紹并分析幾種常用的稻米油提取技術(shù)。

1.1液壓榨油

壓榨法是傳統(tǒng)的油料制油方法，有螺旋榨油機(jī)壓榨和液壓機(jī)壓榨兩種方式。左恩南[3]提出了一種適合小型米廠的大米加工兼稻米油的“米-油共建”模式生產(chǎn)稻米油的工藝。其工藝流程為：

米糠→清理→蒸炒→液壓預(yù)榨→壓榨→過(guò)濾→毛糠油。

建議在小型米廠推廣這種小型液壓機(jī)壓榨制油的“米-油共建”模式，就近就地快速獲取米糠原料，保持原料的新鮮，酸價(jià)可控，油品質(zhì)量好。這種制油方法出油率在12.5%左右(以米糠質(zhì)量為基數(shù))。

1.2浸提

有機(jī)溶劑浸提油脂是應(yīng)用最廣泛的制油方法。常見(jiàn)的有機(jī)溶劑有正己烷、異丙醇、6號(hào)溶劑、無(wú)水乙醇等。

寇蕓蕓等[4]以正己烷作為提取溶劑，考察溫度、料液比、萃取次數(shù)對(duì)提取率的影響，得出最佳工藝條件為溫度70℃、料液比1∶5、萃取3次，此時(shí)提取率為18.81%(以米糠質(zhì)量為基數(shù))。肖信錦等[5]用超聲輔助異丙醇提取米糠油，確定了料液比1∶25、超聲功率150 W、超聲時(shí)間14 min的最佳提取條件，得到的提取率為87.33%(以米糠中油脂質(zhì)量為基數(shù))。劉瑞利等[6]采用混合溶劑(正己烷∶環(huán)己烷為4∶1)為提取溶劑，提取溫度70℃、提取時(shí)間2.0 h、液料比為20∶1時(shí)，米糠油提取率為79.81%(以米糠中油脂質(zhì)量為基數(shù))。張金健等[7]分別用正己烷、無(wú)水乙醇浸提和低溫破壁壓榨制備米糠油，提取率分別為14%、9%和7%(均以米糠質(zhì)量為基數(shù))。

對(duì)以上幾種不同溶劑浸提工藝的提取率指標(biāo)(換算成以米糠質(zhì)量為基數(shù))作一比較，見(jiàn)表1。

表1 不同溶劑提取稻米油的提取率指標(biāo)

由表1可知，單純采用正己烷萃取或者用超聲輔助溶劑方式得到的出油率較高，但是相對(duì)而言正己烷有一定的污染，異丙醇的出油品質(zhì)較穩(wěn)定，所以建議傾向采用異丙醇作為萃取溶劑，輔助超聲效果較好。

1.3酶法

酶法提油越來(lái)越受重視，此法工藝條件溫和，提油的同時(shí)不會(huì)破壞原料中的蛋白質(zhì)等其他有用物質(zhì)。

任悅等[8]研究了直接在糙米中水酶法提油，采用纖維素酶和中性蛋白酶兩種酶(比例7∶3)，加酶量1.6%，溫度45℃，時(shí)間50 min，料液比為1∶4時(shí)糙米出油率69.85%(以米糠中油脂質(zhì)量為基數(shù))，并且油脂的酸價(jià)低，品質(zhì)較好。魏明等[9]對(duì)碾米后的米糠原料采用纖維素酶、中性蛋白酶和淀粉酶三種酶(比例1∶1∶1)共同作用，并且超聲輔助，在料液比1∶6、復(fù)合酶添加量1.5%、溫度39.5℃、時(shí)間3 h、超聲功率198 W、超聲時(shí)間15 min的最佳工藝條件下提取率為88.3%(以米糠中油脂質(zhì)量為基數(shù))。趙新乾等[10]和周麟依等[11]用擠壓膨化后的米糠原料，前者采用Protex-6L酶，其原料含水率14%、擠壓溫度110℃、模孔直徑18 mm、螺桿轉(zhuǎn)速105 r/min時(shí)，米糠油提取率為89.61%(以米糠中油脂質(zhì)量為基數(shù))；后者采用蛋白酶，在加酶量2%、液料比1∶7、溫度56.15℃、時(shí)間1.98 h條件下，提油率為85.28%(以米糠中油脂質(zhì)量為基數(shù))。唐卿雁等[12]利用果膠酶和纖維素酶輔助催化后再用溶劑對(duì)米糠進(jìn)行浸提，其工藝過(guò)程為：米糠→過(guò)篩→配液→熱處理→冷卻→酶解→滅酶→溶劑浸出→分離→蒸餾出溶劑→米糠毛油。得到最佳工藝條件為：果膠酶用量1.5%、纖維素酶用量2.0%、酶解溫度55℃、時(shí)間6.0 h，米糠油的提取率為63.87%(以米糠中油脂質(zhì)量為基數(shù))。

對(duì)以上幾種不同酶法提油工藝的提取率(以米糠原料中總含油量為基數(shù))指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表2。

表2 不同酶提取稻米油的提取率指標(biāo)

由表2可知，對(duì)米糠采用酶法制取稻米油,提取率都在80%以上。直接用未碾磨糙米和酶催化兩種方式,出油率較低，但是得到的油品質(zhì)量較好，酸價(jià)相對(duì)較低，方便后序精煉。

1.4其他方法

除了傳統(tǒng)的壓榨、浸出法，新興的酶法提油之外，不少研究人員還探討了水劑法同步提取米糠中的蛋白和油脂，反膠束萃取油脂與蛋白，超聲波或者微波輔助法，CO2超臨界萃取等方法，由于這些方法目前大多在實(shí)驗(yàn)室小試階段，條件要求高，設(shè)備投資較大，離工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)還有一段距離，有待繼續(xù)研究。

2 稻米油脫酸方法

稻米油的制取和精煉是所有食用植物油中最復(fù)雜的，毛油的酸價(jià)較高，品質(zhì)較差，如何有效地去除游離脂肪酸，是稻米油精煉工藝中重要的環(huán)節(jié)[2]。

2.1蒸餾脫酸

蘭波等[13]提出了一種純物理脫酸的新工藝，先用分子蒸餾一級(jí)分提脫除油脂中的色素和少量脂肪酸，再用分子蒸餾二級(jí)分提脫除游離脂肪酸。確定的一級(jí)分提最佳條件是蒸餾溫度180℃、刮膜器轉(zhuǎn)速420 r/min、物料速度40滴/min；二級(jí)分提最佳條件是蒸餾溫度190℃、刮膜器轉(zhuǎn)速420 r/min、物料速度40滴/min。這種新工藝生產(chǎn)的稻米油質(zhì)量好，比傳統(tǒng)蒸餾方法溫度稍低，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和活性物質(zhì)破壞少，保留多，產(chǎn)品酸價(jià)低至0.15 mg/g。

2.2酯化脫酸

聶留俊等[14]研究了一種適用于高酸價(jià)米糠毛油的脫酸工藝，用氧化鋅催化甘油酯化脫酸，在反應(yīng)時(shí)間為6 h、反應(yīng)溫度200℃、催化劑的添加量為0.2%、甘油添加量為200%的最佳條件下使酸價(jià)由37 mg/g降到3.6 mg/g以下，降低了接近10倍的量。萬(wàn)聰?shù)萚15-16]對(duì)同一批高酸價(jià)毛油進(jìn)行了兩種酯化脫酸工藝的研究：一種是采用氧化鋅催化甘油酯化的方法脫酸，在反應(yīng)時(shí)間4 h、反應(yīng)溫度215℃、甘油添加量為理論甘油的115%、催化劑添加量為0.3%的條件下，酸價(jià)從39.81 mg/g降至3.26 mg/g；另一種是采用固定化脂肪酶Lipozyme435催化甘油酯化脫酸，在反應(yīng)時(shí)間10 h、反應(yīng)溫度70℃、脂肪酶Lipozyme435添加量為米糠油質(zhì)量的3%、甘油添加量為理論甘油質(zhì)量的250%的條件下，酸價(jià)從39.81 mg/g降至2.06 mg/g，脫酸效果更好。

2.3堿煉脫酸

劉玉蘭等[17]分析對(duì)比了一次堿煉和兩次堿煉脫酸的效果，都是在溫度55℃、加堿量為理論加堿量加0.3%超量堿(占油質(zhì)量)的條件下將高酸價(jià)米糠毛油的酸值由46.21 mg/g降到1 mg/g以下，研究試驗(yàn)中重點(diǎn)考察了堿液濃度對(duì)堿煉得率和脫色率效果的影響，結(jié)果表明兩次堿煉有優(yōu)勢(shì)，堿煉得率和脫色率高的同時(shí)谷維素和甾醇損失率低，二道堿煉時(shí)堿液濃度對(duì)堿煉得率和脫色率的影響不顯著。陳園順等[18]分析對(duì)比了米糠毛油和米糠混合油堿煉脫酸的效果，最佳的米糠混合油堿煉脫酸工藝條件為堿煉溫度55℃、加堿量為理論加堿量加0.3%超量堿(占油質(zhì)量)、混合油質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%、堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)11.06%，將高酸價(jià)米糠毛油的酸值由39.1 mg/g降到1 mg/g以下時(shí)，混合油堿煉比毛油堿煉得率高，谷維素和甾醇損失率低，可以在工業(yè)化生產(chǎn)中進(jìn)行推廣，降低混合油脫溶的投入。

2.4溶劑萃取脫酸

胡健華等[19]采用95%無(wú)水乙醇連續(xù)多級(jí)逆流萃取脫酸，在料液比1∶2.5、萃取時(shí)間40 min、溫度60℃、萃取次數(shù)4次等條件下將高酸價(jià)米糠毛油的酸值由41.81 mg/g降到0.23 mg/g，天然活性物質(zhì)的保留率較高，缺點(diǎn)是油的得率較低。王亞?wèn)|等[20]用甲醇作溶劑萃取脫酸，在萃取時(shí)間20 min、溫度30℃、萃取次數(shù)3次等條件下把高酸價(jià)米糠毛油的酸值由57.92 mg/g降到5.24 mg/g。

對(duì)以上幾種不同方法脫酸工藝的游離脂肪酸(FFA)脫除效果指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表3。

表3 不同脫酸方法的FFA脫除率指標(biāo)

由表3可知，幾種不同的脫酸方法都能達(dá)到很好的脫除效果。根據(jù)報(bào)道，幾種方法主要區(qū)別在于對(duì)得油率的影響，脫色的效果，以及谷維素和甾醇等活性物質(zhì)損失量的大小。在生產(chǎn)實(shí)踐中，要綜合考慮，從投資、能耗、維護(hù)、操作等各方面衡量，選擇合適的工藝方法。

3 結(jié)論與展望

我們對(duì)國(guó)內(nèi)近五年的部分研究成果做了歸納和對(duì)比分析，一些好的提取工藝和脫酸方法在某種程度上能達(dá)到較好的效果，但是要綜合考慮多種因素，在得到品質(zhì)較好的米糠毛油的同時(shí)盡可能的保留其他營(yíng)養(yǎng)成分及活性物質(zhì)，最重要的是要有利于推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)。

我國(guó)稻米加工企業(yè)數(shù)量多，有些中小型加工企業(yè)重視稻米的加工工藝和質(zhì)量，而忽略了米糠的質(zhì)量，使得米糠作為油脂原料由于酸敗導(dǎo)致油品差。近幾年，越來(lái)越多的大型稻米和油脂加工企業(yè)尋找米糠的保鮮方法，采用低溫環(huán)境保存法、熱處理鈍化酶法、擠壓膨化處理、生物化學(xué)法等等穩(wěn)定化處理來(lái)抑制米糠中的脂肪酶，避免或延緩它的酶解酸敗作用。

2017-08，第四屆國(guó)際稻米油大會(huì)的召開(kāi)強(qiáng)調(diào)了發(fā)展稻米油產(chǎn)業(yè)的重要性，提出水稻循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，實(shí)現(xiàn)稻米油三產(chǎn)融合，使精深加工走“分散保鮮、集中提取、集中精煉”的模式。這種模式在一定范圍內(nèi)建立穩(wěn)定的供應(yīng)合作關(guān)系，及時(shí)快速地采購(gòu)新鮮的米糠原料，集中制油和精煉。這標(biāo)志著稻米油產(chǎn)業(yè)的科技進(jìn)步，對(duì)于集約化、規(guī)模化生產(chǎn)稻米油具有重要的示范作用，建議在全國(guó)盡快推廣。

[1] 龍次民,范志勇,張石蕊，等.米糠在不同季節(jié)和包裝方式下酸價(jià)的變化規(guī)律[J].糧食與油脂,2015，28(5):11-14.

[2] 王瑞元.中國(guó)稻米油發(fā)展的現(xiàn)狀與展望[J].糧食與食品工業(yè),2015,22(2):1-2.

[3] 左恩南.“米-油共建”模式中液壓榨米糠油工藝[J].糧食加工,2014(7):20-22.

[4] 寇蕓蕓,陳 新,王 旭，等.米糠油萃取工藝優(yōu)化[J].武漢輕工大學(xué)學(xué)報(bào),2014,33(4):24-26.

[5] 肖信錦,李陽(yáng)洋,鐘盛華.響應(yīng)面法優(yōu)化超聲輔助提取米糠油的工藝研究[J].糧食與油脂,2016,29(7):26-29.

[6] 劉瑞利,張傳許,占劍峰.有機(jī)溶劑法提取米糠油工藝的研究[J].中國(guó)釀造,2015,34(10):121-124.

[7] 張金健,唐思煜,趙優(yōu)萍，等.低溫破壁法與溶劑浸出法制備米糠油研究[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào),2016,28(6):450-455.

[8] 任 悅,王文華,王玉琦，等.糙米狀態(tài)下水酶法提取米糠油的方法研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2016,31(8):48-53.

[9] 魏 明,趙世光,錢森和.超聲輔助水酶法提取米糠油的研究[J].中國(guó)油脂,2014,39(10):6-9.

[10] 趙新乾,孫培靈,傅巖州，等.擠壓膨化參數(shù)對(duì)水酶法提取米糠油得率的影響[J].農(nóng)機(jī)化研究,2014(8):134-138.

[11] 周麟依,肖志剛,于金平，等.擠壓膨化輔助水酶法提取米糠油工藝研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2014,29(7):68-72.

[12] 唐卿雁,高瑞霞,黃 閏，等.酶法輔助提取米糠油的工藝條件探討[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2015,36(23):103-105.

[13] 蘭 波,陳 安,周 遠(yuǎn)，等.分子蒸餾分提生產(chǎn)稻米油技術(shù)的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2015(11):4-7.

[14] 聶留俊,李桂華,毛程鑫.高酸價(jià)米糠油酯化脫酸技術(shù)的研究[J].糧油食品科技,2013,21(2):29-32.

[15] 萬(wàn) 聰,何東平,胡傳榮，等.基于響應(yīng)面分析法優(yōu)化高酸值米糠油化學(xué)法酯化脫酸工藝[J].糧食與油脂,2016,29(9):42-46.

[16] 萬(wàn) 聰,彭 輝,楊 潔，等.無(wú)溶劑體系高酸值米糠油酶法酯化脫酸工藝優(yōu)化研究[J].中國(guó)油脂,2016,41(4):10-13.

[17] 劉玉蘭,陳園順,劉 璐，等.堿煉脫酸工藝條件對(duì)高酸值米糠油堿煉效果的影響[J].糧食與食品工業(yè),2014,21(3):7-11.

[18] 陳園順,劉玉蘭,董 婷，等.米糠混合油堿煉脫酸工藝效果的研究[J].中國(guó)油脂,2014,39(1):7-9.

[19] 胡健華,張星星.高酸值米糠油脫酸脫蠟新工藝研究[J].武漢輕工大學(xué)學(xué)報(bào),2016,35(1):95-98.

[20] 王亞?wèn)|,梁少華,楊國(guó)龍，等.米糠油甲醇萃取脫酸工藝條件的研究[J].中國(guó)油脂,2013,38(5):5-8.

Researchonextractionanddeacidificationofricebranoil

ZHOU Jun-mei

(China Grain Wuhan Scientific Research & Design Institute. Co Ltd, Wuhan 430079,China)

Rice bran oil is a kind of healthy and nutritional vegetable oil. Production and processing of rice bran oil are more attentioned. The key of processing is extraction. The most important link of refining is deacidification. Extration and deacidification of rice bran oil in the past five years were introduced and compared, to provide a reference for the processing and development of rice bran oil.

rice bran oil;extraction;oil extraction rate;deacidification;acid value

2017-07-16；

2017-09-19

周俊梅(1980-)，女，工程師，主要從事糧油加工方面的設(shè)計(jì)工作。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.10.001

TS212.4

A

1003-6202(2017)10-0001-04

(責(zé)任編輯梅竹)