关键词：
邻苯二甲酸酯类塑化剂
食用植物油
油脂蒸馏脱臭
分子蒸馏
液-液萃取
吸附剂净化-吸附脱除
摘要：
邻苯二甲酸酯类塑化剂(PAEs)是一种环境类激素物质,对人体虽然没有急性毒性,但在人体内长期积累的慢性毒性尤其对生殖发育的毒性不容忽视。在对食用油脂中塑化剂污染情况的研究中发现,无论是油料原料,还是在食用油加工生产过程中,植物油脂都不可避免的会受到邻苯二甲酸酯类塑化剂(PAEs)的污染,最终造成食用植物油成品中PAEs超标。因此,对油脂中塑化剂的脱除研究对保障食用油脂安全性具有重要意义。本课题首先在不同水蒸汽蒸馏脱臭工艺条件下对葵花籽油进行水蒸气蒸馏脱臭,研究脱臭温度、脱臭时间对油脂中塑化剂脱除效果的影响,研究基于塑化剂不同程度脱除的油脂水蒸汽蒸馏脱臭条件。结果表明,在真空度、蒸汽通量一定的条件下,脱臭温度、脱臭时间对PAEs、PAHs各组分的脱除率以及VE、甾醇保留率和反式脂肪酸(TFA)生成率均有极显著的影响。在实验室水平下,采用260℃、40 min,220-240℃、100 min的优化脱臭条件,可使葵花籽油中PAEs、PAHs残留量较低,BaP、PAH4残留量均符合国标限量,兼顾VE和甾醇的高保留率及反式脂肪酸的低生成率,同时酸值、过氧化值、烟点、色泽均达到国标对葵花籽一级油的质量要求;经260℃、100 min脱臭后,BaP、PAH4残留量低于欧盟限量,PAEs、PAHs深度脱除,得到高品质葵花籽油。其次以受塑化剂污染严重的沙棘果油为原料,分别采用两级水蒸汽蒸馏和两级分子蒸馏对其中的高浓度塑化剂进行脱除,经两级单温水蒸汽蒸馏后DBP残留量为0.293mg/kg,低于国标限量水平,DEHP残留量为3.700 mg/kg,仍然高于国标限量水平;经两级分子蒸馏,DBP残留量为0.036 mg/kg,DEHP残留量为0.668 mg/kg,显著低于国标限量。结果表明,相较与两级水蒸汽蒸馏,两级分子蒸馏技术能有效脱除沙棘果油中高浓度的PAEs,并对油脂中的其他有害成分多环芳烃、3-氯丙醇酯和缩水甘油酯有很好的脱除作用,油脂脂肪酸组成没有显著变化,不会产生反式脂肪酸,但会造成沙棘果油中VE、甾醇、黄酮类等营养成分的较严重损失。研究结果明确了对塑化剂超标率很高的食用植物油中塑化剂的精准脱除工艺技术,对油脂精准加工技术的发展及食用植物油安全品质的提升具有重要意义。然后以乙醇为萃取溶剂,对食用植物油中的PAEs进行液-液萃取脱除,同时考察乙醇萃取对油脂中活性成分如VE、甾醇含量的影响,以及危害因子如反式脂肪酸百分含量的影响,以期找到除蒸馏之外的脱除油脂中高浓度塑化剂的方法。以95乙醇为萃取溶剂对可食用植物油中的邻苯二甲酸酯类塑化剂进行液-液萃取脱除,通过单因素试验和正交试验对萃取料液比,萃取温度,萃取时间和萃取次数进行优化。结果表明,在料液比1:5,温度55℃,时间50 min的脱除条件下,三次溶剂萃取最高可脱除食用植物油中96%的DBP和93%的DEHP。最后用乙醇溶剂对受塑化剂污染严重的吸附剂进行萃取净化脱除PAEs,比较净化前后吸附剂对油脂中PAEs脱除效果差异,以期通过净化吸附剂,提高脱色工序对油脂中塑化剂的脱除水平。为了降低吸附剂自身对脱除效果的影响,先用乙醇对吸附剂中塑化剂萃取净化,结合上一章实验结果,在料液比1:5,温度55℃,时间50 min的脱除条件下,萃取净化三次后H-2型活性炭中DBP、DEHP、DINP、∑8PAEs残留量分别降为0.546、0.476、0.673、2.691 mg/kg,用净化后的活性炭对油脂中的塑化剂吸附脱除,与未净化的活性炭相比,在同样的脱色工艺条件下,对DBP、DEHP、DINP和∑8PAEs的脱除率分别提升了17,33,25,25个百分点,通过溶剂净化吸附剂,可以提升吸附脱色阶段对塑化剂的脱除效率。综上,水蒸汽蒸馏脱臭温度和脱臭时间对油脂的综合品质影响显著,提高脱臭温度和延长脱臭时间会提高油脂中塑化剂的脱除率,降低营养成分的保留率;与水蒸汽蒸馏相比,分子蒸馏对油脂中的塑化剂脱除效率明显增高,并对油脂中的其他有害成分多环芳烃、3-氯丙醇酯和缩水甘油酯有更好地脱除效果,但会造成油脂中维生素E、甾醇等营养成分的严重损失;在最优条件下,乙醇液-液萃取能有效脱除油脂中的塑化剂,且萃取溶剂乙醇可以循环使用,此方法也会造成食用油中的维生素E,甾醇等活性成分的损失;通过用乙醇对吸附剂进行萃取净化,可提高吸附剂在脱色阶段对塑化剂的脱除率。本文的研究结果对不同种类不同塑化剂污染水平食用植物油中塑化剂的脱除方式提供了选择依据,对优化油脂生产工艺,保障食用油质量安全有重要意义。
