米糠油的特性及其精炼技术的研究进展.pdf

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1、油脂工程 米糠油的特性及其精炼技术的研究进展 霍建聪杨坚欧丽兰 （西南农业大学食品学院） 【摘要】水稻是世界上最主要的粮食作物，稻谷的副产品米糠是一种未被充分利用的资源。国 内只有不到! #的米糠用来进行深加工。米糠油是主要的米糠深加工产品。米糠油具有丰富的营养 价值和良好的保健功能。发展米糠油产业对于延长农业产业化链条，增加农民收入，增进人民身体 健康意义重大。本文综述了米糠油的特性和近年来出现的米糠油精炼工艺。 【关键词】米糠油；特性；精炼技术 中图分类号：! # # $ % ) ! ! ! ! ! ! ! ( 9 ! ) ! ! 6! 6 9 ) + ! ); ) ! ! ! ! ! 6

2、 9 ! ! 3 - 3 3 ? =）的试验组病人，头颈部肿瘤的复发率 明显降低。流行病学统计结果也表明，抗氧化剂! +生育 酚可预防头颈部肿瘤的复发。 ! # 甾醇 甾醇是毛糠油中非皂化物的主要成分之一，以谷甾 醇、菜油甾醇和豆甾醇为主。它本身属于天然物质，没有 毒性，具有抗炎等特性。植物甾醇和动物甾醇似乎在小肠 的同一个位置吸收，并且植物甾醇存在的竞争性抑制阻碍 了动物甾醇的吸收，因而选择食物种类对于心血管疾病患 者有某种重要意义。但绝大部分甾醇在米糠油精炼过程中 以下脚物的形式提取出来。如何将其从下脚物中分离纯 化，再添加到精炼米糠油中目前尚无相关报道，有待进一 步研究。 # 米糠油的精

3、炼技术 毛糠油中含有较多游离脂肪酸，这是由于米糠中含有 脂解酶，这些酶在米糠的贮藏加工中对油脂进行水解。有 资料表明：新加工的米糠中含有的游离脂肪酸在合适的条 件下1 =可增加A B$C B。据6 ( =时间油脂即可全部分解，使米 糠的出油率降低，品质变劣，即使作为猪的饲料也将影响 猪仔的育肥成长。取油时残存的脂解酶会继续水解油脂。 针对脂解酶的特性，采用挤压膨化工艺钝化脂解酶是比较 新的一种方法。该方法采用高压（!1 2 A 4 G ,） 、高温 （1 3 A $ 1 3 F） 、短时（8 3 *）处理原料米糠，使其水分最 终为C B$ H B。处理过的米糠中的脂解酶全部破坏，米糠 在贮藏过

4、程中性质稳定。米糠油的传统加工方法采用碱炼 法或普通的物理精炼方法。但化学碱炼法会破坏谷维素、 维生素!等有效物质；普通物理精炼法存在耗能过大、 效率低下的弊端。近年来米糠油加工领域还涌现出了一些 先进的精炼方法，如微生物脱酸脱色、膜分离脱色、分子 蒸馏等。 # $ 短程蒸馏法（5 3 F） 、短时（E 3$ E 8 3 G ,）条件下处理毛糠油，可除去大量游离脂肪酸及臭 味，冷却后即得成品油和混合脂肪酸。 # ! 生物脱酸法 用来自微生物的脂肪酶脱除游离脂肪酸，降低米糠油 中游离脂肪酸的含量是近年来出现的一种新方法。9 +特效 脂肪酶）将大部分脂肪酸转化成为甘油酯。在他们的试验 中，反应1

5、3 B降低到 1 H 2 ; E B；E 烧杯中注入4 2 - 3 ;毛糠油，烧杯中预 先放置可调速搅拌器。脱胶过程在不同温度（0 5! .） ，提胶时间为4 -!4 6 - 3 ( +，搅拌速度为 , - ! - - 3 ( +，所有试验重复0次。脱胶完成后，混合物 的温度稳定在2 2 =，以, - - - 3 ( +的转速离心4 2 3 ( +，将 脱胶后的油慢慢倒入另一个烧杯，然后干燥剩下的湿胶。 通过试验发现，时间、温度、转速和加水量都影响胶的产 量。温度升高时胶产量下降，时间越长脱胶效果越差；与 此相反，加水量似乎越多越好。试验证明，加水量在 . 时效果最好。最终确定合适的条件为：温

6、度5 =、时间 0 5 1 .、转速, 5 - 3 ( +。 ! $ 膜分离技术 膜分离技术起步于0 -世纪5 -年代。随着4 2 -年? A : $制成第一个有使用价值的离子交换膜，膜技术迅猛发 展。它是材料科学与介质分离技术的交叉结合点。膜分离 过程无相态变化，基本在常温下进行，因此特别适用于对 热敏感的物料。膜分离技术具有分离效率高、分离范围 广、设备简单、节能无污染的特点，广泛应用于食品行 业。膜分离按照膜孔径的大小可分为纳滤（B C，! 4 + 3） 、 超滤（D C，4 ! 4 - - + 3） 、微滤（E C，- 1 4 ! 4 - 3）和反渗 透（F G， 4 + 3） 。反渗

7、透多用在水处理方面，一般除去 分子量为4 2 - ! 0 - -的有机物。就油脂精炼而言，一般用 到超滤。目前国内外膜分离在油脂精炼上的应用主要是有 机膜，无机膜在国外也是一项新技术。但不论是有机膜还 是无机膜，其分离杂质的原理都是相同的。有研究表明， 甘油三酯和磷脂的平均分子量均为6 - -左右，不能被超滤 膜截留，但当油中的磷脂以胶束状态存在时，它的分子量 会达到0 - - - -!2 - - - - -，这样就可以用超滤膜进行处 理，大分子的磷脂被膜截留，油质顺利通过膜从而达到脱 胶的目的。，; $ 3 # H?OPQ H $ % I *R H + H S ( I ) SR $ + (

8、+* 3 $ + I ( I ( + ?P K H H $ % C :O % :，4 4 0 21 , 陈宗道、阚健全P食用油脂化学EP重庆：西南师范大学出 版社，4 C F Y B ( # ( :M W H P C :Z H W * + % L V，4 1 2 ; ( W * I H + ) I H ( +YQ，Y ) 3 $ +;E，K $ $ ) W ，H I $ % P F ( W HT $ +G ( % K + A ) 3 # I ( +$ + : % $ ) 3 $; ( # ( :; H N H % )( +3 : H $ I H % VQ V # H W * % H ) I W

9、 ， % H 3 ( WQ 3 $ + )?P Y I H ( ) W % H Z * 3，4 ，4 ：2 ! 2 2 5 1 5 高宁，叶建峰P维生素的抗肿瘤作用?P国外医学卫生学分 册，4 ，0 5（4） ：0 ! , 0 1 / T $ ( $ I ( 9 H I $ % P T % % K $ + W H F $ : ( I * H ，4 5，6 ,（4） ：4 0 ! 4 5 1 6 刘志皋P食品营养学EP北京：轻工业出版社，4 4 1 - ! 4 1 4 - M P T * $ I I $ W * $ V $，UP） ：! : ! ! : ; 8 2 麻建国，周建军8超声波技术在食

10、品检测中的应用98食品与 发酵工业，! 6 6 :，2 ;（%） ：% 2 ! % : 8 7 周如金，胡爱军，宁正祥等8不同方法提取核桃仁油的研究 98粮油加工与食品机械，2 7， （7） ：7 ! 7 6 8 ; 毕红卫8 0亚麻酸提取方法的改进98南都学坛（自然科学 版） ，! 6 6 6，! 6（=） ：; 6 ! % 2 8 % 唐韶坤，李淑芬，叶春皓等8超临界二氧化碳萃取葡萄籽油的研 究98高校化学工程学报，2 ;，! :（!） ：2 7 ! 2 8 广州：华南理工大学博士论文，2 7 8 % 8 收稿日期：2 ; 0 6 0 作者简介：罗登林（! 6 = 0） ，男，湖北人，华南

11、理工大学轻工与食 品学院博士研究生，研究方向为天然产物声化工技术和超临界流体 萃取。 通讯地址： （% ! = ; ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ）广州五山 （上接第; 页） ! ! 徐远明，李星8高烹米糠油物理精炼新工艺的研究98南昌 大学学报，2 ;，2 %（;） ：7 ; ! 7 6 $ ! 2 黄显慈8简介保留与富集谷维素两种米糠油脱酸新方法98 粮食与油脂，2 7，

12、 （=） ：% 7 $ ! 7 刘茉娥8膜分离技术 王俊籽8我国食用植物油供求分析及发展态势展望8粮油加工 与食品机械，2 ;， （7） ：! ! ! 2 $ ! % 刘忠岫8我国食用植物油产销格局变化及趋势98现代化农 业，2 7， （! ） ：; 2 ! ; 7 $ 收稿日期：2 ; 0 ! ! 0 ; 作者简介：霍建聪（! 6 : ! 0） ，男，河北石家庄人，西南农业大学食 品学院在读研究生，研究方向为制茶工程与贸易。 通讯地址： （; ! =）重庆市西南农业大学 ! 粮油加工与食品机械! #年第$期 万方数据 米糠油的特性及其精炼技术的研究进展米糠油的特性及其精炼技术的研究进展 作者

13、：霍建聪， 杨坚， 欧丽兰 作者单位：西南农业大学食品学院 刊名： 粮油加工与食品机械 英文刊名：MACHINERY FOR CEREALS OIL AND FOOD PROCESSING 年，卷(期)：2005，(3) 引用次数：1次 参考文献(15条)参考文献(15条) 1.Slavin J L.Lampe J W Health benefits of bran in human nutrition 1992 2.Wea-shang Fuh.Been-Huang Chiang Dephytinsation of rice bran and manufactuer a new food in

14、gredient 2001 3.陈宗道.阚健全 食用油脂化学 1997 4.FRANK T.ORTHOEFER Rice Bran Oil: Healthy Lipid Source 1996 5.Lichtenstein A H.Ausman L M.Carrasco Rice Bran Oil Consumption and Plasma Lipid Levels in moderately Hypercholestcro,lemic Humans 1994 6.高宁 维生素E的抗肿瘤作用期刊论文-国外医学(卫生学分册) 1999(1) 7.Bairati I 查看详情 1996(1) 8

15、.刘志皋 食品营养学 1991 9.黄亮 米糠制油膨化预处理工艺应用与探讨期刊论文-粮食与油脂 2002(3) 10.S. Bhattacharrya.D. K Bhattacharrya Biorefining of High Acid Rice Bran oil 1989 11.徐远明.李星 高烹米糠油物理精炼新工艺的研究期刊论文-南昌大学学报(理科版) 2001(4) 12.黄显慈 简介保留与富集谷维素两种米糠油脱酸新方法期刊论文-粮食与油脂 2003(6) 13.刘茉娥 膜分离技术 1998 14.王俊籽 我国食用植物油供求分析及发展态势展望期刊论文-粮油加工与食品机械 2004(3)

16、 15.刘忠岫 我国食用植物油产销格局变化及趋势期刊论文-现代化农业 2003(10) 相似文献(10条)相似文献(10条) 1.期刊论文 董英.林琳.徐斌.Dong Ying.Lin Lin.Xu Bin 柴油-米糠油生物柴油-甲、乙醇混合燃料特性实验 -农业 机械学报2007,38(11) 利用三元相图研究了柴油-米糠油生物柴油-乙醇混合燃料在不同温度和不同乙醇质量分数下的稳定性.选取不同配比的混合燃料对其燃料特性以及在发 动机上燃用时燃烧和排放状况进行了研究,并与普通柴油进行了比较.研究表明随着温度降低,三相系统的稳定性降低;乙醇的含水率对系统稳定性有很大影响 ,含水率越大系统稳定性越差

17、;混合燃料的燃料特性和普通柴油有一定差别,但总体上并不十分明显;随着混合燃料中乙醇含量增加,发动机输出功率降低,有效 燃油消耗率增加,但与普通柴油相差并不大;CO、HC、NOx的排放量也随着乙醇含量增加而增加.掺入米糠油生物柴油可以明显改善柴油醇的燃料特性以及燃烧 和排放状况. 2.期刊论文 董英.林琳.徐自明.徐斌.Dong Ying.Lin Lin.Xu Ziming.Xu Bin 米糠油制备生物柴油的工艺优化和燃料 特性 -农业机械学报2007,38(10) 研究了米糠油在KOH为催化剂的作用下通过甲酯化反应制备生物柴油的工艺.考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间对转化率的影

18、响,采 用气相色谱测定了反应体系中脂肪酸甲酯的转化率.应用正交实验确定了米糠油酯交换的最佳反应条件为:醇油摩尔比6、催化剂质量分数0.9%、反应温度 50、反应时间45 min.通过实验对其燃料性能进行研究,将各项燃料性能和美国ATSM或德国DIN标准进行比较,均达到相关标准.测定了燃用生物柴油的柴油 机输出功率、油耗及其排放性能,并与0号柴油进行了比较,其燃料性能和0号柴油相当,并可显著降低CO、HC排放量,而NOx排放量略有升高. 3.期刊论文 吴素萍.WU Su-ping 米糠油功能特性及其制取的研究现状 -江西科学2007,25(4) 主要对米糠油的营养成分、活性物质、功能特性及米糠油

19、的制取工艺、精炼过程等作了详细的综述,并对米糠油的研究现状进行了总结.米糠油具有丰富 的营养价值和优良的保健功能,实为一种潜在的理想食用油脂,米糠中提取米糠油是对这一再生资源的充分利用. 4.期刊论文 柴本旺.CHAI Benwang 米糠油脱蜡 -粮油食品科技2000,8(6) 本文概述了米糠油中糠蜡的主要成份、物化特性,介绍了采用常规冷冻法脱蜡工艺操作,分析了影响脱蜡的主要因素. 5.期刊论文 吴肖.刘通讯.Wu xiao.Liu Tongxun 米糠油及其在食品工业中的应用 -食品与发酵工业2000,26(4) 阐述了米糠油的特性、营养功能、提取工艺以及在食品工业中的应用,为进一步综合利

20、用农副产品提供了有效途径. 6.期刊论文 董英.林琳.徐自明.Dong Ying.Lin Lin.Xu Ziming 米糠油生物柴油-水乳化油的稳定性及燃料性能 -农 业机械学报2008,39(3) 采用乳化技术制备生物柴油-水乳化燃料,并对乳化液稳定性的影响因素,以及W/O和O/W/O乳化油的燃料特性和排放情况进行了实验研究.实验结果表明乳 化剂加入量0.5%,温度30,乳化剂HLB值为13时乳化液稳定性最好,HLB值为6时稳定性最差.在O/W/O乳化油中的分层情况也最为明显.乳化液的动力学粘度、 体积质量和残碳量均高于生物柴油.W/O乳化油比O/W/O乳化油的平均液滴尺寸小、分散相体积分数

21、小,扣除其中水的热量,其热值高于纯生物柴油和O/W/O乳化 油.乳化油的燃油消耗率高于生物柴油和普通柴油,CO排放量低于普通柴油,但高于生物柴油,而NO,x排放量低于生物柴油和普通柴油. 7.期刊论文 蔡忆昔.王攀.林琳.CAI Yi-xi.WANG Pan.LIN Lin 含氧燃料对柴油机尾气中颗粒理化特性的影响 -内燃 机工程2009,30(1) 利用气相色谱仪对米糠油生物柴油(rice bran biodiesel,RBD)的组成进行了研究,测定了RBD的各项特性,结果显示其各项指标均符合国际相关生物柴油 标准.在发动机台架上分别燃用0#柴油、RBD和RBD-乙醇混合燃料,利用扫描电镜和

22、X衍射能谱仪研究了3种不同燃料对柴油机颗粒物排放的影响.研究结果表明 :在发动机不作任何调整的情况下,燃用RBD和混合燃料可以有效地降低柴油机的碳烟排放,混合燃料的有效燃油消耗率上升最高;燃用0#柴油生成的颗粒物形 貌呈疏松状球形粘结形态,RBD颗粒物粒径较小,排列比较细密;燃用混合燃料生成的颗粒物样品呈片状无定型结构;燃用RBD和混合燃料生成的颗粒物样品中金 属元素和氧元素含量较高. 8.学位论文 杨继国 植物油酶法脱胶的研究 2007 植物油精炼过程中，脱胶是非常重要的一步工序，脱胶效果的好坏直接影响到植物油精炼的效率和最终产品的质量。传统的脱胶方法常存在脱胶效果不 稳定、得率较低、废水废

23、物产生多等问题。植物油酶法脱胶工艺是现代工业生物催化技术在传统油脂行业中的应用，是对现有化学或物理脱胶工艺的改进 ，以提高过程的经济性、环保性和可靠性，具有重要的推广价值。本论文主要就运用新型脂肪酶Lecitase Ultra的植物油酶法脱胶工艺的过程优化和其中的 科学问题进行了系统深入的研究，重点研究了Lecitase Ultra在不同反应体系中的催化特异性及其调控规律，并在完成实验室工艺优化的基础上进行了工厂 规模的放大实验，为酶法脱胶的工业化应用提供最直接的参考依据。本文主要内容及结论如下： (1)在单一底物的反应体系中分别进行了脂肪酶 Lecitase Ultra催化水解甘油三酯和磷脂

24、的酶学特性和反应动力学等研究，证明了该酶具有催化水解甘油三酯和磷脂两种底物的活力，而且这两种活力的表 现受到反应体系条件的严格调控，其最适催化条件差异较大：在pH7.0、温度40时表现出最大脂肪酶酶活，在pH5.0、温度5060时表现出最大磷脂酶酶 活。由反应动力学参数可知，在各自的最适条件下，磷脂与Lecitase Ultra的亲和力比甘油三酯与Lecitase Ultra的亲和力要大一些：与Lecitase Ultra催 化甘油三酯水解的反应相比，Lecitase Ultra催化磷脂水解的反应要更容易发生，催化效率也要高一些。金属离子对Lecitase Ultra催化甘油三酯水解反应 的影

25、响较小，但对Leeitase Ultra催化磷脂水解反应的影响却很大，此时此酶表现出金属酶的特性。 (2)研究了Lecitase Ultra在二元竞争体系中的 催化特性和调控规律。在特定的二元竞争体系中，脂肪酶Lecitase Ultra的脂肪酶活力和磷脂酶活力的表现受到反应条件的调控，在反应条件为pH5.0、温 度50时，Lecitase Ultra能表现出特异的磷脂酶A活力，优先与磷脂反应，同时该酶表现出的脂肪酶活力又很低，只是与极少量的甘油三酯发生反应 ；在反应条件为pH7.0、温度40时，Lecitase Ultra能同时表现出较高的磷脂酶活力和脂肪酶活力。 (3)以主要的植物油种类大

26、豆油、菜籽油酶法脱 胶的过程为范例，论证Lecitase Ultra应用于植物油脱胶的可行性，并进行了酶法脱胶工艺过程优化的研究。实验结果证明了运用脂肪酶Lecitase Ultra的 酶法脱胶工艺是完全可以取代化学脱胶的一种可靠的脱胶方法，优化后的工艺条件为：酸预处理用油重0.060.08的柠檬酸(使用浓度为4045)在温度 7080的条件下处理2030min；酶反应条件为：温度50、pH4.75.0、加酶量20mg/kg、加水量2，反应时间为3-4h；应用现代统计优化方法中心组 合设计对主要的影响因素进行了深入的分析，在所取值范围内的各种因素中，加酶量和反应体系pH值对脱胶效果的影响最大；

27、得到了菜油酶法脱胶的最佳的 工艺条件以及一个能比较好的预测脱胶效果的二次模型方程。 (4) 以典型的米糠油脱胶为例，探讨了Lecitase Ultra应用于高酸值油脂精炼脱胶的效 果。在米糠油酶法脱胶的过程中，在优化的条件下，米糠油残留的含磷量仍高达25Smg/kg，说明米糠油中可能含有一些不与脂肪酶Lecitase Ultra反应的 含磷胶质，但是经过脱色水洗，含磷量就能降到7mg/kg。酶法脱胶-脱色-水洗这一工艺路线的确立，能将含磷量降到理想水平，为解决米糠油乃至高酸值油 的精炼困难、经济性和环保性差等问题提供一条切实可行的解决方案。 (5)在完成实验室阶段研究工作的基础上，进行了运用L

28、ecitase Ultra的植物 油酶法脱胶工艺工厂规模的放大实验。从在南海油脂公司和东海粮油公司完成的工厂放大实验结果来看，新型脂肪酶Lecitase Ultra大规模应用于植物油的 脱胶是成功的，无论采用的是连续式工艺和还是间歇式工艺，只要满足有限的几个关键控制点的要求，就可以取得良好的脱胶效果，满足物理精炼的要求 ，而且，同其他的脱胶方法相比，酶法脱胶还具有工艺先进可靠、经济性提高、环保性更好等优点。 (6)对酶法脱胶副产物脱胶水固形物的主要成分 进行了分析，以揭示植物油脱胶过程中脂肪酶Lecitase Ultra催化磷脂反应的分子机理。质谱分析的结果表明，脱胶水固形物中存在着一定量的甘

29、油酰磷脂 ，揭示了在酶法脱胶过程中存在着溶血磷脂酰基转移及甘油酰磷脂生成的现象。在所研究脱胶水来源的酶法脱胶过程中磷脂有543的转变为溶血磷脂 ，有45.7的转变为甘油酰磷脂。 运用新型脂肪酶Lecitase Ultra的植物油酶法脱胶工艺，提供了经济节约，高效稳定、绿色环保的具有国际领先水 平的脱胶方法。酶法解决方案是植物油精炼未来发展的趋势，特别是随着物理精炼技术的不断发展，酶法脱胶工艺必将发挥越来越重要的作用。脂肪酶 Lecitase Ultra在植物油脱胶中的应用已经取得了阶段性成果，具备了大规模推广的条件，随着研究的不断深入和配套的工艺与设备的不断完善，酶法脱胶 的推广将会得到顺利实

30、施。 9.期刊论文 林琳.董英.徐自明.王忠.Lin Lin.Dong Ying.Xu Ziming.Wang Zhong 超声波辅助制备米糠生物柴油及其 燃料排放特性 -农业工程学报2008,24(8) 对超声波辅助碱催化米糠油与醇酯交换反应进行了一些列试验研究,并与传统机械搅拌法比较,论证其用于制备生物柴油的可行性.结果显示超声波辅助 方法可以缩短酯交换反应的时间1520 min.超声频率40 kHz条件下反应速度较28 kHz快,但是由于产物水洗分离困难而使得产物得率反而有所下降.超声辅 助酯交换法还可以减少催化剂的用量,当催化剂用量为质量分数0.5%时可得到最高的转化率和得率.轻型车排

31、放试验结果显示燃用米糠生物柴油可以显著降低 CO和HC排放,而Nox排放有少量增加. 10.期刊论文 王攀.蔡忆昔.王军.王静.李小华.Wang Pan.Cai Yixi.Wang Jun.Wang Jing.Li Xiaohua 米糠油发动机 颗粒物排放特性试验分析 -小型内燃机与摩托车2009,38(2) 利用气相色谱/质谱联用仪对米糠油样品进行了测定,确定了米糠油的主要成分.在柴油机台架试验基础上,运用扫描电镜和X射线能谱仪对柴油机燃用米 糠油和0#柴油排气中收集的颗粒物样品进行检测和分析,研究结果表明,米糠油属于富氧燃料,可使发动机燃烧室碳燃料充分燃烧,颗粒物样品中碳烟成分较少 ,并且颗粒粒径也较小;两个样品的差别在于从0#柴油颗粒物样品中检测出硫,而米糠油的颗粒物样品中未检测出硫成分.本次研究对米糠油的开发利用具有重 要的实际意义. 引证文献(1条)引证文献(1条) 1.吴素萍 米糠油功能特性及其制取的研究现状期刊论文-江西科学 2007(04) 本文链接： 下载时间：2010年4月2日