大豆毛油中非水合磷含量傳統(tǒng)測定方法的優(yōu)化

劉大偉，黃 丹，黃振偉

(中儲糧油脂工業(yè)盤錦有限公司，遼寧 盤錦 124000)

大豆毛油中的磷脂分為水合磷脂和非水合磷脂。水合磷脂可以根據自身的親水性通過水合除去，非水合磷脂具有疏水性，不能通過水合除去，且非水合磷脂會影響油脂色澤及酸價，大幅降低油品品質[1-3]，所以在油脂精煉過程中需要在酸化條件下除去大部分的非水合磷脂。

毛油中的非水合磷脂含量在油脂加工行業(yè)一般用非水合磷含量表示。非水合磷含量的傳統(tǒng)測定方法為模擬水化脫膠工藝，在加熱條件下向油中注入熱水，并通過攪拌促進水與親水性磷脂結合，保溫8～12 h，使水合磷脂充分析出，并通過離心分離，得到上層的油樣，上層油樣的總磷量即為非水合磷含量。非水合磷含量的高低直接影響油脂精煉的工藝參數和精煉得率，而傳統(tǒng)水浴加熱法測定非水合磷含量用時較長，結果有一定的滯后性，無法滿足車間調整工藝的需要，因此優(yōu)化非水合磷含量測定方法有重要的意義。

目前，對非水合磷的研究主要集中于微波處理及磷脂酶脫除處理的研究上[4-5]，而對采用超聲波法優(yōu)化非水合磷含量測定方法的研究卻鮮有報道。超聲波作為一種彈性機械波，在物質中進行機械振動，起到加熱作用、空化作用和機械傳質作用[6]，可以提升反應物質的接觸效率，從而縮短物質反應時間。本實驗在非水合磷含量測定的前處理中，采用超聲波法可以有效促進磷脂的水合反應，與傳統(tǒng)水浴加熱法相比，具有反應充分、迅速等優(yōu)點，可以為車間生產提供更及時有效的參考數據，對車間生產工藝調整具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

大豆毛油，中儲糧油脂工業(yè)盤錦有限公司罐區(qū)。硫酸肼、鉬酸鈉、氧化鋅、氫氧化鉀、鹽酸，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；磷酸二氫鉀，光譜純，國藥集團化學試劑有限公司。

TD4N臺式低速離心機，湘儀離心機儀器有限公司；CMAG-HS7磁力加熱攪拌器，德國IKA公司；UV-2600紫外分光光度計，島津儀器有限公司；HWS-26恒溫水浴鍋，上海一恒科學儀器有限公司；KQ-500DB超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 標準曲線的繪制[7-8]

準確稱取干燥的磷酸二氫鉀0.438 7 g，用蒸餾水稀釋定容至1 000 mL，此溶液為標準儲備液，磷含量0.1 mg/mL；用移液管吸取標準儲備液10 mL至100 mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋并定容，此溶液為磷酸鹽標準溶液，磷含量0.01 mg/mL。取6個規(guī)格為50 mL的比色管，分別加入磷含量為0.01 mg/mL磷酸鹽標準溶液0、1、2、4、6、8 mL，加入蒸餾水補齊至10 mL。同時分別加入8 mL硫酸肼溶液(0.015%)和2 mL 2.5%鉬酸鈉稀硫酸溶液，加塞，振搖混勻溶液，取下塞子，將比色管放入沸水浴中加熱10 min，取出，冷卻至室溫。用水稀釋至刻度，搖勻，靜置10 min。將溶液移液到潔凈、干燥的比色皿中，用空白試樣調零，并在波長650 nm處分別測定吸光度。以吸光度為縱坐標，以磷含量(0.00、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08 mg)為橫坐標繪制標準曲線，得回歸方程為y=5.505 3x+0.007 3，r=0.999 6。

1.2.2 非水合磷含量的測定

傳統(tǒng)測定方法：稱取油樣約100 g，加熱至80～90℃，并在攪拌下緩慢加入5～8 mL高于油溫1～2℃的熱蒸餾水。將其置于80～90℃的磁力加熱攪拌器上，以中速攪拌15 min，再低速攪拌20 min，置于85℃恒溫水浴鍋中8～12 h。將上部油樣離心，取上清液，在(105±2)℃的烘箱中烘干2 h后取出，檢測其非水合磷含量[9-10]。磷含量的測定方法參照GB/T 5537—2008《糧油檢驗 磷脂含量的測定》。

超聲波測定方法：用超聲波清洗器測定替換傳統(tǒng)測定方法中恒溫水浴鍋低速攪拌20 min，在一定的超聲溫度和超聲功率條件下處理一定時間，其余步驟保持不變。

非水合磷含量按下式計算。

P=(C×V1×103)/(V2×M)

式中：P為非水合磷含量，mg/kg；C為由標準曲線查得的被測液的磷含量，mg；V1為樣品灰化后稀釋的體積， mL；V2為比色時所取的被測液體積， mL；M為試樣質量，g。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

實驗中除考察因素外其他因素均保持恒定，在考察超聲溫度時，超聲時間為1.5 h，超聲功率為250 W；考察超聲時間時，超聲溫度為80℃，超聲功率為250 W；考察超聲波功率時，超聲時間為1.5 h，超聲溫度為80℃。單因素實驗結果見圖1～圖3。

圖1 超聲溫度對非水合磷含量的影響

圖2 超聲時間對非水合磷含量的影響

圖3 超聲功率對非水合磷含量的影響

由圖1～圖3可以看出：在超聲時間和超聲功率恒定的情況下，在70～90℃范圍內，隨著超聲溫度的升高，水合效果越來越充分，在80℃逐漸趨于平穩(wěn)，至85℃水合效果變化很?。辉诔暅囟群统暪β屎愣ǖ那闆r下，隨著超聲時間的延長，水合效果越來越充分，在2.0 h時逐漸趨于平穩(wěn)；在超聲溫度和超聲時間恒定的情況下，超聲功率越大，水合效果越來越充分，在超聲功率升至250 W以后水合效果逐漸趨于平穩(wěn)。綜合考慮實驗結果及實驗成本，以超聲溫度75、80、85℃，超聲時間1.5、2.0、2.5 h，超聲功率200、250、300 W設計正交實驗確定最佳工藝條件。

2.2 正交實驗

在單因素實驗的基礎上，以超聲溫度、超聲時間、超聲功率為考察因素，非水合磷含量為考核指標，采用正交實驗優(yōu)化工藝條件。正交實驗設計及結果見表1。

表1 正交實驗設計及結果

由表1可以看出，各種因素對大豆毛油非水合磷含量的影響順序為超聲時間>超聲溫度>超聲功率，最佳工藝條件為A3B2C3，即超聲溫度85℃、超聲時間2 h、超聲功率300 W。在最佳工藝條件下，測得大豆毛油中非水合磷含量為78.36 mg/kg。

2.3 測定方法可行性驗證

抽取10份不同大豆毛油的樣品，采用最佳的超聲波測定方法與傳統(tǒng)方法對10份樣品非水合磷含量進行測定，結果見表2。

GB/T 5537—2008《糧油檢驗 磷脂含量的測定》中要求兩次獨立測定結果的絕對差值不得超過算數平均值的10%，即相對偏差小于10%。由表2可知，測定同一樣品大豆毛油中非水合磷含量，兩種方法的相對偏差均小于10%，因此該實驗方法可用于測定大豆毛油中非水合磷含量。

表2 傳統(tǒng)方法與本實驗方法結果對比

3 結 論

超聲波法前處理測定非水合磷含量的最佳工藝條件為超聲溫度85℃、超聲時間2 h、超聲功率300 W，在此條件下測得的非水合磷含量結果與傳統(tǒng)檢測方法基本一致，且大幅縮短了測定時間，提高結果及時性、有效性，方便車間及時調整生產工藝參數，為指導車間生產提供理論依據。