齊 穎,邵 弘,孫 博,周曉丹,于殿宇,*
(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江哈爾濱150030;2.國(guó)家大豆工程技術(shù)研究中心,黑龍江哈爾濱150050)
大豆?jié)櫥涂寡趸缘难芯?/p>
齊 穎1,邵 弘2,孫 博1,周曉丹1,于殿宇1,*
(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江哈爾濱150030;2.國(guó)家大豆工程技術(shù)研究中心,黑龍江哈爾濱150050)
利用氫化后的大豆油作為食品加工行業(yè)中的綠色潤(rùn)滑油基油,研究其在不同條件下的抗氧化性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:化學(xué)改性后的大豆?jié)櫥驮?5℃、避光下保存較為適宜;其在使用過(guò)程中的抗氧化性明顯要比大豆油好,隨著溫度的升高,過(guò)氧化值和酸值都升高。在60℃下添加6%的TBHQ作為潤(rùn)滑油添加劑,效果最佳,抗氧化性顯著增強(qiáng),保證了無(wú)毒性,使用周期預(yù)計(jì)為六個(gè)月。
大豆油,潤(rùn)滑油,過(guò)氧化值,酸值
近年來(lái),食品安全問(wèn)題已經(jīng)成為全球熱點(diǎn)。食品安全問(wèn)題涉及到經(jīng)濟(jì)、法律甚至國(guó)際間的貿(mào)易。由此可見(jiàn),食品安全的重要性不容忽視。隨著人類社會(huì)進(jìn)步,綠色環(huán)??稍偕Y源的開(kāi)發(fā)顯得尤為重要,尤其在食品加工過(guò)程中,由于潤(rùn)滑油的飛濺、泄漏使食品安全受到了嚴(yán)重威脅。目前為止,對(duì)植物油研制綠色潤(rùn)滑油基油的研究工作已經(jīng)有了很大進(jìn)展。綠色潤(rùn)滑油是指其在滿足潤(rùn)滑油使用性能基礎(chǔ)上,潤(rùn)滑油本身及耗損產(chǎn)物對(duì)生態(tài)環(huán)境不造成危害,或在一定程度上為環(huán)境所容許,并且自身是可再生資源[1]。潤(rùn)滑油由基礎(chǔ)油和添加劑組成,一般情況下基礎(chǔ)油占86%以上[2]。利用植物油制取潤(rùn)滑油基油具有以下優(yōu)點(diǎn):植物油是可再生資源[3],具有極好的生物降解性[4];具有良好的潤(rùn)滑性能[5-6];無(wú)毒性,是一種清潔而豐富的原料。但由于其氧化穩(wěn)定性較差,植物油一般不直接用作潤(rùn)滑油[7]。大豆油具有良好的潤(rùn)滑性能及高粘度指數(shù)和低揮發(fā)性,是一種新型可替代能源。大豆油中富含多不飽和脂肪酸,容易被氧化。因此,大豆油不能直接作為潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油使用,需要對(duì)其進(jìn)行改性?;瘜W(xué)改性后的大豆油抗氧化穩(wěn)定性加強(qiáng),可用于食品加工機(jī)械中,為食品安全提供保障。本課題旨在以化學(xué)改性后研制成的大豆?jié)櫥蜑檠芯繉?duì)象,在不同條件下對(duì)其過(guò)氧化值和酸值進(jìn)行測(cè)定,研究其過(guò)氧化值和酸值的變化趨勢(shì),為大豆?jié)櫥驮谑秤眯蜋C(jī)械運(yùn)作的應(yīng)用中提供依據(jù)。
1.1 材料與設(shè)備
氫氣 純度>99.9%,哈爾濱黎明氣體有限公司;硫代硫酸鈉、95%乙醇、TBHQ 天津市東麗區(qū)天力化學(xué)試劑有限公司;碘化鉀 天津市永大化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心;乙醚 天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心;氫氧化鉀 天津市東天正精細(xì)化學(xué)試劑廠;鈀碳上海迅凱化工科技有限公司;可溶性淀粉 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;以上試劑均為分析純;Pd/C工業(yè)品,上海迅凱化工科技有限公司。
恒溫水浴鍋 上海申生科技有限公司;YHW1104遠(yuǎn)紅外恒溫干燥箱 天津北華儀器廠;低速離心機(jī) 北京醫(yī)用離心機(jī)廠;電子分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;自制高壓釜。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 原料及質(zhì)量指標(biāo) 大豆三級(jí)油(九三糧油工業(yè)集團(tuán)有限公司)。指標(biāo)如下:酸值(AV):0.8mg KOH/g;過(guò)氧化值(POV):5.5mmol/kg;水分及揮發(fā)物:0.07%;不溶性雜質(zhì):0.04%;溶劑殘留量(mg/kg):無(wú)。
1.2.2 樣品制備 取90g大豆三級(jí)油和0.06%的催化劑鈀碳置于自制高壓釜中,氫化后放入70℃恒溫水浴鍋中預(yù)熱30min,轉(zhuǎn)速為3000r/min,反應(yīng)30min后離心10min,轉(zhuǎn)速為4000r/min。取出上層清液,即得到大豆?jié)櫥蜆悠?5g。共制取4次,得300g試樣。制取的大豆?jié)櫥椭笜?biāo):過(guò)氧化值5.6mmol/kg;粘度23Pa·s。
1.2.3 實(shí)驗(yàn)方法 取7個(gè)250mL燒杯各加入35g試樣,分別置于常溫和60、80、100℃的恒溫干燥箱中,其余三個(gè)試樣分別加入添加劑TBHQ3%、6%和9%(用1mL無(wú)水乙醇溶解TBHQ后加入到試樣中),置于60℃恒溫干燥箱中,每隔1周測(cè)定各試樣的過(guò)氧化值以及測(cè)定沒(méi)有添加抗氧化劑試樣的酸值,共測(cè)6周。以原料大豆油做空白實(shí)驗(yàn)。
1.2.4 過(guò)氧化值(POV)的測(cè)定 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5538-95執(zhí)行,結(jié)果表示為每千克油脂中過(guò)氧化物氧的毫摩爾數(shù)(mmol/kg)。
1.2.5 酸值(AV)的測(cè)定 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5530-98執(zhí)行,結(jié)果表示為1g油脂消耗氫氧化鉀的質(zhì)量(mg)。
2.1 不同溫度下大豆?jié)櫥秃痛蠖褂涂寡趸缘难芯?/p>
存放溫度分別為25、60、80、100℃,結(jié)果如圖1~圖4所示。
圖1 不同溫度下大豆?jié)櫥蚉OV值的變化
圖2 不同溫度下大豆油POV值的變化
圖1~圖4表明,在不同溫度下,化學(xué)改性后的大豆?jié)櫥偷目寡趸员仍洗蠖褂偷囊?;隨著溫度的升高,大豆?jié)櫥秃痛蠖褂偷腜OV值和AV值都升高;溫度越高,升高的趨勢(shì)越快;在25℃時(shí),樣品油的酸值和抗氧化值升高得比較緩慢,所以樣品油可以在此溫度下較好保存。
圖3 不同溫度下大豆?jié)櫥虯V值的變化
圖4 不同溫度下大豆油AV值的變化
以上結(jié)果表明:在相同時(shí)間下,大豆?jié)櫥秃痛蠖褂偷腜OV值和AV值與加熱的溫度有關(guān)。原因可能是由于溫度越高,所產(chǎn)生的熱量越大,對(duì)油脂的穩(wěn)定性影響越大,脂肪酸尤其是不飽和脂肪酸的分解斷裂產(chǎn)生的小分子化合物進(jìn)一步氧化產(chǎn)生有機(jī)酸的緣故。
2.2 不同抗氧化劑加入量對(duì)大豆?jié)櫥涂寡趸缘挠绊?/p>
60℃時(shí),向樣品油中分別加入3%、6%、9%的抗氧化劑TBHQ(叔丁基對(duì)苯二酚),同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn),研究樣品油的抗氧化性,結(jié)果如圖5所示。
圖5 60℃時(shí)添加不同量的抗氧化劑對(duì)大豆?jié)櫥偷挠绊?/p>
根據(jù)圖5可以看出,添加抗氧化劑之后,大豆?jié)櫥偷目寡趸燥@著提高,6%和9%添加量的大豆?jié)櫥涂寡趸员忍砑?%的強(qiáng);6%和9%添加量的兩個(gè)油樣相對(duì)比,其POV值的變化差別不是很大。這可能是由于抗氧化劑的添加量達(dá)到一定量的時(shí)候,其抗氧化效果與其添加量已不成正比。因此,60℃時(shí),向大豆?jié)櫥椭刑砑?%的抗氧化劑TBHQ較適宜。
2.3 25℃條件下避光保存對(duì)大豆?jié)櫥涂寡趸缘挠绊?/p>
根據(jù)圖6可以看出,25℃時(shí)避光保存樣品油的抗氧化性比自然放置的稍強(qiáng),作用較明顯。這是因?yàn)榇蠖節(jié)櫥褪芄庹盏挠绊?,發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)變化,導(dǎo)致了油的劣變。因此,大豆?jié)櫥驮诔乇芄庀卤4孑^為適宜,這樣可延緩油的氧化速度。
圖6 25℃時(shí)避光保存對(duì)大豆?jié)櫥涂寡趸缘挠绊?/p>
大豆?jié)櫥捅然瘜W(xué)改性前的大豆油的抗氧化性能好,大豆?jié)櫥驮?5℃下避光保存較為適宜。在不同條件下大豆?jié)櫥偷腜OV值有明顯差異,隨著溫度的升高,時(shí)間的延長(zhǎng),POV值和AV值都上升,抗氧化性能下降。在食品加工機(jī)械溫度為60℃時(shí),向大豆?jié)櫥椭刑砑?%的抗氧化劑TBHQ,可以達(dá)到良好的抗氧化效果,而且保證了無(wú)毒性。使用周期預(yù)計(jì)為六個(gè)月。
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Study on anti-oxidation activity of soybean-lubricant oil
QI Ying1,SHAO Hong2,SUN Bo1,ZHOU Xiao-dan1,YU Dian-yu1,*
(1.School of Food Science and Technology,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2.National Research Center of Soybean Engineering and Technology,Harbin 150050,China)
Hydrogenated soybean oil was used as the green lubricant base oil in food processing industry,the oxidation resistance under different conditions was researched.Results showed that:it was more appropriate to save the hydrogenated soybean-lubricant oil at 25℃and dark.And it was more obvious than soybean oil on antioxidation activity in the process of using.POV and AV were elevated with the temprature increased.The optimum conditions were obtained that adding 6%TBHQ as the lubricant additive at 60℃,and the anti-oxidation activity enhanced obviously,it assured of non-toxic.The cycle time was expected within six months.
soybean oil;lubricant oil;POV;AV
TS225.1+3
A
1002-0306(2011)02-0121-03
2010-03-22 *通訊聯(lián)系人
齊穎(1985-),女,在讀碩士研究生,研究方向:糧食、油脂及植物蛋白工程。
黑龍江省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(GB07B404)。