油脂精煉是油脂加工的重要手段，可去除加工過程產生的水分、蛋白質、膠質、色素等一系列影響油脂品質的雜質。精煉技術一般為脫膠、脫酸、脫色、脫臭，包含物理和化學多種方法。為改善傳統技術的不足，實現油脂適度、綠色加工，國內外學者對新型精煉技術進行了廣泛研究。
一、脫膠
脫膠是指將毛油中所含磷脂等膠質去除。脫膠工藝被認為是油脂精煉加工中最重要的環節之一。脫膠效果的好壞將直接影響成品油脂的質量和產量。在化學精煉時，因為脫膠之后伴隨的脫酸工序可以進一步將殘余磷脂等膠質去除，所以在化學精煉中脫膠工序后磷脂等物質允許有一定的殘留量；但是物理精煉過程中，如果脫膠后的磷脂殘留量超標，往往在其后工序中很難完全去除，會影響最終產品的風味和氧化穩定性。所以相對化學精煉，物理精煉方法雖然無需脫酸，可減少廢棄物的產生，有利于環境保護，但是因其對脫膠效果要求極高，目前應用并不多。
1、膜過濾脫膠
膜分離技術在油脂脫膠和脫酸工藝中具有極大的應用潛力。與傳統脫膠方式相比，膜分離技術具有工藝環節簡單、節能高效、經濟性好、無二次污染等優點，其在油脂領域適用性廣，經過膜法脫膠和脫酸后，油脂品質可得到顯著提升。
在油脂脫膠工藝中，膜分離技術常被用來分離磷脂膠束。傳統的水化脫膠一般只能除去毛油中 80%~90%(相對質量分數)總磷脂，很難去除非水化磷脂。由于磷脂同時具有親水和疏水末端，在非溶液環境中會形成球狀結構的反向膠束，導致其相對分子質量增加，因此可應用超濾膜將磷脂分離。對于新型膜材料的開發，提升膜的適用性、耐用性和回收再利用，并解決使用過程中的污染問題，是目前膜法脫膠工藝有待解決的重點和難點。
2、酶法脫膠
酶法脫膠是采用磷脂酶特異性水解油脂中的磷脂分子，進而達到脫膠效果的一種方法。脫膠磷脂酶主要有磷脂酶 A1(PLA1)、磷脂酶 A2(PLA2)、磷脂酶 B(PLB)、磷脂酶 C(
PLC)和磷脂酶 D(PLD)。磷脂酶種類不同，其特異性脫膠位點不同。
PLA1、PLA2和PLB的脫膠原理是通過磷脂酶水解掉非水化磷脂分子中的一個脂肪酸，生成具有較強親水性的溶血磷脂，進而通過水化作用除去；PLC 則是直接水解掉磷脂分子中的有機磷酸酯，生成甘二酯和不具乳化性的磷酸基化合物，含磷化合物隨后通過水洗去除。
酶法脫膠工藝可將磷含量降低至10 mg/kg 以下，更適合油脂后續的物理精煉，具有經濟效益高、油脂品質好、綠色環保等優點。酶法脫膠是一種具有替代傳統脫膠法潛能的新型油脂加工工藝。但考慮到脫膠時間和酶制劑成本問題，后續需要在高催化活性、低成本的磷脂酶開發以及酶制劑重復利用等方面進行突破。
二、脫酸
脫酸的目的是去除油脂中游離脂肪酸。傳統脫酸方法一般是利用酸堿中和原理，應用最多的堿是氫氧化鈉，但此過程會產生大量廢水，處理不當會污染環境并增加成本。為了解決存在的問題，研究人員不斷對新的脫酸工藝進行探索，如氫氧化鉀工藝，氫氧化鉀的價格高于氫氧化鈉，看似不夠經濟，實則采用氨或氫氧化銨對脫酸廢水進行處理可得到含 N-P-K 的液體營養肥料。
1、酶法脫酸
酶法脫酸主要是脂肪酸和醇在脂肪酶的催化作用下發生酯化反應，將游離脂肪酸轉變成酯的形式，從而達到降低酸價的目的，特別適用于高酸價油脂脫酸。脫酸脂肪酶分為甘油三酯脂肪酶和偏甘油酯脂肪酶兩類。偏甘油酯脂肪酶是一種新型脂肪酶，僅選擇性作用于單甘酯或甘油二酯，但甘油三酯脂肪酶目前應用更為普遍。采用生物酶法代替傳統的物理和化學脫酸技術可實現油脂脫酸工藝的節能減排，達到綠色環保之目的，但未來在酶資源挖掘和固定化酶技術開發等方面需進一步深入。
2、分子蒸餾脫酸
分子蒸餾是一種在高真空度下進行分離操作的連續蒸餾過程，具有真空度高、物料不易氧化損傷、操作溫度低、物料受熱時間短、傳熱效率高、分離程度高、分離徹底等優點，主要應用于高沸點、熱敏性和易氧化物質的分離。分子蒸餾技術具有多種優勢，特別適合于特色油脂的精煉，在高效脫除游離脂肪酸的同時，還能夠有效保留微量活性成分。
3、納米中和脫酸
納米中和技術是利用高壓泵，使脫膠后的油脂和堿液在高壓下進入納米反應器形成高速湍流，液體層間產生高剪切力，使得油脂與堿液在納米反應器中充分混合，破壞其中的分子團，促使快速高效地完成酸堿中和反應，從而達到去除游離脂肪酸的目的。納米中和脫酸是一項新技術，可以提高油脂得率，并在保證脫酸效果的同時，降低酸、堿等化學品消耗，在油脂精煉工藝中已有成功應用，但是這一技術在國內應用尚不廣泛。
研究發現，在納米中和脫酸工藝中，磷酸和檸檬酸的用量顯著降低(降低達90%)，堿的用量也顯著減少(超過30%)。這是由于在納米反應器中，高壓和高剪切力作用促進了毛油與堿液的高效混合，相比于常規的機械攪拌混合，可使中和反應充分進行，油脂中的游離脂肪酸幾乎被完全中和，極大地降低了堿用量。此外，這一新的脫酸工藝還可使非水化磷脂更容易被去除。
三、脫色
天然油脂含有一些色素物質，如葉綠素、葉黃素、類胡蘿卜素等。一般來說，動物油脂含有的色素物質較少，而植物油脂中色素物質含量一般較高。不同來源的植物油脂所含色素物質種類和含量都有所不同。這些色素物質的存在不僅會影響油脂的感官品質，而且在油脂的加工和貯藏過程中還很容易與其它成分發生化學反應，使油脂品質變差。
1、復合吸附劑脫色技術
吸附劑的種類和用量是影響油脂脫色效果的主要因素。常用吸附劑有活性白土、活性炭、凹凸棒土等。不同吸附劑對油脂中雜質的特異性吸附作用不同，成本也有差異。通過不同脫色劑進行合理配比，不僅能有效解決脫色效率低、吸附劑利用不充分等問題，還可以減少用量、降低脫色成本。
2、物理場輔助脫色技術
物理場輔助脫色是一種有效增強脫色效果的手段，其中超聲波輔助油脂脫色最為常用。由于超聲波的空化作用，在吸附脫色過程中，可使脫色劑微粒在油脂中劇烈運動和翻滾，讓脫色劑均勻分布在油脂中，增加脫色劑與待脫色油脂的接觸面積，進而提高油脂脫色效率和脫色劑利用率，有效縮短脫色時間、降低脫色溫度。
3、二氧化硅多級吸附脫色技術
二氧化硅水凝膠是由完全酸活化或部分酸活化的二氧化硅和水分(質量分數50%~65%)形成的可自由流動性白色粉料。這種吸附劑對油溶性色素的親和力較低，但可有效除去油脂中的磷脂、皂腳和微量金屬等極性雜質。研究發現，二氧化硅水凝膠和活性白土按照一定順序加入進行脫色時，基于兩者的互作效應，可以大大降低脫色溫度和時間。
二氧化硅水凝膠對油脂還有良好的預過濾效果，人們將這種工藝稱為二氧化硅多級吸附脫色。因為二氧化硅水凝膠對油脂的預處理作用有效提升了白土對色素的吸附能力，因此可以將白土用量減少 40%(質量分數)以上。該工藝的優點在于可高效脫除磷脂、皂腳和微量金屬元素，而對于色素的脫除能力仍存在一定不足，后續需要繼續深入優化。
四、脫臭
植物油脂普遍自帶其特征氣味，需通過脫臭去除。傳統脫臭工藝存在耗能高、損失微量營養素及半生風險因子嚴重等問題，新型脫臭工藝在一定程度上解決了以上問題。
1、干式—冷凝真空脫臭系統
目前大部分油脂脫臭工藝中均采用傳統蒸汽噴射泵真空脫臭系統，盡管前期投入費用低，但是僅脫臭階段所需蒸汽消耗約占總量的 60%~85%，能耗極高。
干式—冷凝真空脫臭技術是在水的三相點參數條件以下，將從脫臭塔中吸入的水蒸氣與游離脂肪酸等物質，采用干式—冷凝的方式，使之不經過液相狀態，在冷凝器冷卻管傳熱面上直接凍結成固相而附著在冷凝管表面，然后再將其除去。經過冷凝器后，實際上流向噴射泵的僅有空氣。
與傳統系統相比，具有真空度高、啟動時間短、成本低等優點。研究表明，食用油干式—冷凝真空脫臭工藝在能耗、環保、操作和土建維護等方面具有顯著優勢，可應用在油脂脫臭、脂肪酸蒸餾、甘油蒸餾工段和冷凍干燥工段等不同領域。
2、雙溫集成汽提脫臭技術
雙溫集成汽提脫臭技術是利用不同溫度的水蒸氣對油脂進行兩次脫臭處理。第一階段在較低溫度下，脫除大部分較低餾分臭味組分，時間較長；第二階段在較高溫度下，脫除高餾分臭味組分和熱脫色成分，時間很短。這種組合塔和獨立填料塔相結合的設備形式和優化的工藝條件，可保證良好的脫臭效果，也減少由于長時間高溫、高真空條件處理導致的反式脂肪酸的形成，以及維生素 E和植物甾醇等活性物質的損失。不僅如此，兩次蒸汽處理可以實現熱量的回收和循環利用，可顯著降低脫臭能耗。此外，雙溫集成汽提脫臭塔還具有降低負熱效應，有效脫除有害因子和揮發性臭味成分等效果。
參考資料：
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[3]葉展,徐勇將,劉元法.食用植物油脂制取與精煉技術研究進展[J].食品與生物技術學報,2022,41(06):1-12.
作者簡介
小泥沙，食品科技工作者，食品科學碩士，現就職于國內某大型藥物研發公司，從事營養食品的開發與研究。
來源：食品加工包裝在線
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