棉籽油回色的影響因素及棉胚制備工藝分析

張 樂(lè)

（新疆工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)校，新疆 烏魯木齊 830013）

棉籽油的色澤是判斷其精煉程度和品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。精煉后的棉籽油一般色澤較淺，呈淡黃色；但在以后的儲(chǔ)存過(guò)程中，又會(huì)逐漸著色，即向著未精煉前的油色轉(zhuǎn)變，甚至完全變回原有的毛棉油色澤，呈深棕色甚至赤褐色，這種著色現(xiàn)象稱(chēng)為“回色”。棉籽油回色的程度反映了其精煉油的品質(zhì)穩(wěn)定性。

1 棉籽油回色的產(chǎn)生原因

精制食用油儲(chǔ)存后一般都會(huì)出現(xiàn)回色現(xiàn)象，其原因是油中所含有的特異組分如生育酚在空氣、熱、光、微量金屬元素的作用下，氧化成色滿5，6-醌類(lèi)色素?；厣潭纫騼?chǔ)存條件不同而異，時(shí)間上也因條件不同而異，回色較快的出現(xiàn)在幾個(gè)小時(shí)之后，慢的在數(shù)月甚至半年之后。相同條件下，不同油品的回色程度也不同，其中回色現(xiàn)象最突出的是棉籽油。棉籽油的回色油中的色素復(fù)合物是受氧化作用而引起的?；厣偷纳珴煞€(wěn)定性若減弱，受外界影響，稍被氧化，其色澤就會(huì)加深，影響精制棉籽油的穩(wěn)定性。

2 油脂回色的影響因素

2.1 油脂的組成

2.1.1 脂肪酸組成及分布

油脂由多種脂肪酸組成，油脂出現(xiàn)回色與其脂肪酸的組成，即脂肪酸的碳鏈長(zhǎng)度及不飽和度有關(guān)，與脂肪酸在甘油基上的分布位置也有關(guān)。各種不同碳鏈長(zhǎng)度和不飽和度脂肪酸的氧化速度比較如表1 所示，為了方便起見(jiàn)，把亞麻酸的氧化速度定為100 來(lái)比較其他脂肪酸的氧化速度[1]。

表1 各種脂肪酸氧化速度比較

從表1 可以看出，脂肪酸的碳鏈越短，不飽和度越高，穩(wěn)定性就越差。食用油中的半干性油脂比不干性油脂的安全性差。另外，碳鏈位于甘油基的α-和α’-位時(shí)，其活度越高，越易被氧化。不管哪類(lèi)油脂，其穩(wěn)定性一般均隨碘值的升高而降低，但并非呈絕對(duì)關(guān)系，因?yàn)橛椭刑烊豢寡趸瘎┑亩嗌僖矔?huì)影響油脂的穩(wěn)定性。

2.1.2 天然抗氧化劑

植物油比動(dòng)物油的不飽和度高，但比動(dòng)物油的穩(wěn)定性好，其中一個(gè)原因就是在食用油脂所含的類(lèi)脂物中，有不少成分在一定的儲(chǔ)存期內(nèi)對(duì)油脂起著抗氧化作用。有的起終止游離基的作用，有的起淬滅單線態(tài)氧、避光及奪氧等作用，有的則對(duì)酚型抗氧化劑起增效作用。其中，廣泛存在于植物油中的生育酚（維生素E）就是一種天然的抗氧化劑，它既有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，也是良好的天然抗氧化劑[2]。為了盡可能延長(zhǎng)精制油脂的穩(wěn)定周期，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，在精煉棉籽油時(shí)應(yīng)盡可能保留生育酚等天然抗氧化劑。

2.1.3 微量金屬

微量金屬在光照下會(huì)加速油脂的自動(dòng)氧化及氫化物的分解。油中銅和鐵的濃度分別達(dá)到0.01mg·kg-1和0.1mg·kg-1時(shí)，即可引起油脂的回色。使油脂的保存期減半的各種金屬的量如表2 所示。微量金屬對(duì)油脂氧化回色的催化作用是很強(qiáng)的，在儲(chǔ)存油脂時(shí)應(yīng)重視和防止金屬離子的催氧化作用，以保證油脂的安全性。

表2 可使棉籽油保存期減半的各種金屬的量 單位：mg

2.2 儲(chǔ)存條件

2.2.1 空氣

空氣中的氧氣是油脂氧化的重要因子。因此，任何與空氣接觸，特別是空氣流通情況下儲(chǔ)存油脂是不科學(xué)的，應(yīng)進(jìn)行密閉儲(chǔ)存，有條件時(shí)應(yīng)充氮儲(chǔ)存，若無(wú)條件，儲(chǔ)油罐及盛具應(yīng)盡量裝滿，減少油面上的空間，以避免油與氧接觸的機(jī)會(huì)。比如，充氮貯存及滿罐貯油技術(shù)就是從隔絕空氣的目的出發(fā)設(shè)計(jì)而成的。包裝容器含氧包括制品溶氧及剩余空間存氧，氧氣主要源于包裝品內(nèi)存氧以及因包裝材料具有透氧性而進(jìn)入包裝品的氧，如果沒(méi)有做充氮等特殊處理，包裝容器內(nèi)就存在著氧，不同油品、不同包裝品的含氧量不同。油品溶氧量隨溫度的升高而上升。油中含氧量的安全值因等級(jí)的不同而不同，低檔油品安全值較高，高檔油品如色拉油之類(lèi)，只含微量的氧也會(huì)出現(xiàn)明顯氧化變質(zhì)，故其安全值很低。如將棉籽油明顯發(fā)生回色的過(guò)氧化值定為100meq/kg，總羰量為50meq/kg，沒(méi)有其他氧化物存在，則促成回色所需要的含氧量是棉籽油量的0.4%。

2.2.2 光線

光對(duì)油品質(zhì)量的影響僅次于氧氣。光對(duì)油的氧化起誘發(fā)及加速作用，如有葉綠素等光敏物質(zhì)的存在，油的氧化速度會(huì)加快。用紫外光照射豆油的研究表明：毛豆油對(duì)光的穩(wěn)定性優(yōu)于堿煉豆油，除去天然色素后油對(duì)光的穩(wěn)定性有所提高，而添加胡蘿卜素的脫色豆油穩(wěn)定性最差。去除生育酚等抗氧化劑后，油對(duì)光的穩(wěn)定性減弱。光線對(duì)油的促氧化作用隨波長(zhǎng)的不同而不同，波長(zhǎng)越短，促氧化能力越強(qiáng)。照射光線的光源可能來(lái)自照明燈光，也可能是太陽(yáng)光。

2.2.3 溫度

油脂的氧化因溫度上升而明顯加劇。一般而言，在20℃～60℃下，油溫每升高15℃，棉籽油的氧化速度會(huì)提高1 倍，故棉籽油要求在較低的溫度下貯存，這在冬天較易辦到，但在夏天，棉籽油產(chǎn)品就較易出現(xiàn)回色問(wèn)題。對(duì)于與空氣接觸的油品的貯存，其貯存溫度要求較低的同時(shí)，又要求不低于環(huán)境溫度，以免吸收空氣中的水分。

3 棉胚制備工藝

3.1 軋胚

軋胚是利用機(jī)械作用將油從粒狀壓成片狀的過(guò)程。軋胚后的油為薄片，被稱(chēng)為生胚。軋胚就是利用軋輥間的摩擦擠壓作用破壞顆粒油料的部分細(xì)胞壁，使其包裹的油脂容易流出。另外，將顆粒油料軋成薄片，使其表面積增大，厚度減薄，在隨后的蒸炒中易于吸水、吸熱，這樣可以更加徹底地破壞細(xì)胞和蛋白質(zhì)，以利于油脂提取。

軋胚的基本要求如下：料胚要薄且均勻，少成粉，不漏油。粉末度用篩孔φ1mm 的篩檢驗(yàn)，篩下物不超過(guò)15%。棉仁生胚的厚度必須在0.4mm 以下。

3.2 蒸炒

熟胚的制備，即蒸炒，是將軋胚所制得的生胚經(jīng)過(guò)加水（濕潤(rùn)）、加熱（蒸胚）、干燥（炒胚）等處理方式，使之成為熟胚的過(guò)程。蒸炒是制油工藝過(guò)程中非常重要的工序，蒸炒效果將直接影響棉籽油的色澤以及儲(chǔ)存期間回色現(xiàn)象的發(fā)生速度和程度。

3.2.1 蒸炒中棉酚的變化

棉酚在外界因素如蒸氣、日照、水等的作用下，會(huì)發(fā)生原有化學(xué)性質(zhì)的改變，生成變性棉酚。變性棉酚呈中性，性質(zhì)較穩(wěn)定，不易與酸堿發(fā)生反應(yīng)，色澤呈棕紅色或棕黑色。游離棉酚與磷脂作用生成結(jié)合棉酚，但這種結(jié)合棉酚對(duì)棉籽油色澤的影響比游離棉酚和變性棉酚更大。游離棉酚能與蛋白質(zhì)結(jié)合生成結(jié)合棉酚，著色能力也很強(qiáng)。但由于蛋白質(zhì)不溶于油或在油中的溶解度很小，因此與棉酚結(jié)合后只留于餅粕中，且已失去毒性，不會(huì)降低餅粕的飼料價(jià)值[3]。

在實(shí)際生產(chǎn)中，為了將棉酚和磷脂留在餅粕中，盡可能減少油中殘留，在蒸炒工藝環(huán)節(jié)要采用高水分蒸炒法。在蒸炒之初的濕潤(rùn)階段，先加足水分，讓其達(dá)到18%～22%。一方面，使磷脂吸水凝聚且留于料胚中，減少了其在毛油中的含量，從而減少與棉酚結(jié)合的機(jī)會(huì)；另一方面，使棉酚較容易與蛋白質(zhì)相結(jié)合生成結(jié)合棉酚，進(jìn)而被留于餅粕中。這樣既減少棉酚與蛋白質(zhì)結(jié)合的含量，又減少棉酚變性的含量，即棉酚與蛋白質(zhì)結(jié)合后，會(huì)大大提高毛油的質(zhì)量，避免或延緩后期出現(xiàn)回色現(xiàn)象。

3.2.2 高水分蒸炒工藝

1）高水分蒸胚，低水分入榨。蒸胚時(shí)采用水汽并用方式。可先在輸送紋龍中加水，然后在蒸炒鍋內(nèi)噴汽，能達(dá)到先濕后熱要求，料胚含水量達(dá)到18%～22%。炒胚后出來(lái)的棉仁熟胚水分控制在5%～8%。2）生熟均勻。熟胚的表面和內(nèi)部要生熟一致。在蒸炒過(guò)程中，生胚的厚度和粉末度以及蒸炒設(shè)備中裝料的高度、攪拌速度、攪拌翅的角度和蒸汽夾層的結(jié)構(gòu)等都要達(dá)到工藝參數(shù)的要求。3）高溫入榨。棉籽胚仁主要通過(guò)蒸炒工藝而獲得高溫，從而達(dá)到降低油脂黏度和調(diào)整熟胚的可塑性和抵抗力的性能指標(biāo)。在制油過(guò)程中，應(yīng)盡可能提高料胚溫度，但不要超過(guò)130℃，否則會(huì)使料胚焦化或糊化。4）保證足夠的蒸炒時(shí)間。為保證棉籽胚仁各種組分的變化符合油脂抽取工藝要求和后期油脂的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)于高水分蒸胚，更要有足夠的時(shí)間除去水分，以達(dá)到低水分入榨的要求，蒸炒時(shí)間通常以1.5h ～2h 為宜。

3.2.3 蒸炒工序常見(jiàn)問(wèn)題

1）料胚結(jié)團(tuán)。這是由于加水潤(rùn)濕料胚時(shí)，加水不均勻所致。結(jié)團(tuán)料胚在蒸炒過(guò)程中會(huì)受熱不均勻，最終導(dǎo)致料胚外焦里生。故一般采用潤(rùn)濕時(shí)采用噴淋方式進(jìn)行，保證炒胚里外水分均一。2）炒胚后料胚的溫度和水分達(dá)不到入榨要求。這是由于工藝控制不當(dāng)造成的，在生產(chǎn)過(guò)程中片面追求產(chǎn)量而忽視了工藝的控制和調(diào)節(jié)[4]。在蒸炒設(shè)備生產(chǎn)能力沒(méi)有得到有效提高的情況下，盲目將蒸炒產(chǎn)量提高，導(dǎo)致熟胚的溫度較低，水分較高，熟胚的抵抗力和塑性都達(dá)不到壓榨要求，最終會(huì)影響出油率和油脂品質(zhì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

棉籽油的回色現(xiàn)象會(huì)極大程度影響棉籽油的穩(wěn)定性和品質(zhì)。文章討論了棉籽油產(chǎn)生回色現(xiàn)象的主要影響因素，并從棉籽油自身?xiàng)l件通過(guò)在蒸炒工藝環(huán)節(jié)采用高水分蒸炒方式，著重通過(guò)控制水分、溫度及時(shí)間等工藝參數(shù)將棉酚留存于餅粕中，以期盡可能降低或減緩棉籽油發(fā)生回色現(xiàn)象，得到品質(zhì)穩(wěn)定的精制棉籽油。