一种高效脱除植物油中的缩水甘油酯的方法与流程

文档序号:37170231发布日期:2024-03-01 12:15阅读:48来源:国知局

本发明涉及油脂加工领域,具体涉及一种高效脱除植物油中的缩水甘油酯(ges)的方法,该方法通过筛选提供了一种针对ges的高效吸附剂,通过利用该吸附剂,本发明的方法可以在采用低剂量吸附剂的情况下,对食用植物油中缩水甘油酯具有高效稳定脱除效率。


背景技术:

1、缩水甘油被联合国粮农组织/世界卫生组织(fao/who)报道为具有肾脏、生殖、遗传和神经毒性的物质,国际癌症研究机构(iarc)将其归为人类2a级致癌物质,其安全性也成为国内外食品领域的焦点。而缩水甘油则主要以缩水甘油酯(ges)的形式存在于食用植物油中,ges本身不具有致癌性,但是在人体内通过脂代谢产生的缩水甘油则具有基因毒性。

2、目前,欧盟对ges在食用植物油中的限量要求低于1mg/kg。我国也于2021年发布了《食品安全国家标准食品中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯污染控制规范》的征求意见,未来几年很有可能对ges做明显的限量要求。目前市售食用植物油中ges污染情况差异显著。其中,棕榈油中ges的含量最高,往往为3-12mg/kg,其次为菜籽油、大豆油等,远超欧盟限量要求。因此,控制食用植物油中ges的含量是健康饮食的迫切需求。

3、目前主要使用两种技术来控制食用植物油中ges的含量。一是预防控制技术:通过优化精炼工艺参数(脱臭的温度和时间)[1,2,3]、优选原料(新鲜原料、低dag含量的原料)[4]等方法,可以有效预防ges的生成。该方法适用于从油料端开始加工的未精炼的食用植物油,比如可容易获得油料作物(大豆、玉米胚芽、菜籽等)加工而成的大豆油、玉米油、菜籽油等。二是脱除控制技术:通过吸附脱除法(活性炭、活性白土等)[1,5,7,8]、分子蒸馏[6]等方法,可以有效脱除食用植物油中已经含有的大量ges。该方法更适用于已经精炼过且ges含量较高的食用植物油,比如高ges含量的稻米油、菜籽油、花生油、玉米油、棕榈油、大豆油、葵花籽油、红花籽油、橄榄油、核桃油、亚麻籽油、油茶籽油、杏仁油、牡丹籽油、紫苏籽油等。

4、对于吸附脱除法(活性炭、活性白土等)脱除ges,研究发现,不同类型吸附剂对ges吸附脱除效果相差较大;且同一类型的吸附剂(例如活性炭)对ges的吸附脱除效果也存在显著性差异。这种情况使得吸附脱除法不能有效地指导工业实际生产,选择了不合适的吸附剂可能导致ges的脱除效率变得极低,进而大量增加吸附剂的使用量,致使生产成本增加。

5、目前,吸附脱除法脱除ges的专利和文献有相应报道,但均未对吸附剂的指标(如ph、活性度、比表面积及其孔径结构等)做明确的要求与说明。即不是所有的活性白土、活性炭均能够高效的吸附脱除ges。中国专利申请号cn104159454a公开了一种从植物油中去除缩水甘油酯的方法,该方法宣称采用酸化活性白土均能有效的吸附脱除ges。但是,事实上,酸化处理是活性白土加工过程中的一个常规步骤,经该步骤制备的活性白土并非具有高效吸附脱除ges的能力。也有文献称酸洗棕榈木的吸附脱除效果较好,但并不是所有的酸性活化剂处理后的活性炭对ges的吸附具有高效的脱除效果。

6、在油脂加工领域中,不同性质和种类的吸附剂对不同的靶标物质可能会呈现出完全不同、或显著差异的吸附效果,这也大大限制了油脂中的靶标物质的脱除工艺的发展。而对于ges的脱除,研究人员至今未对能够高效吸附脱除ges的吸附剂的性能做进一步深入研究与探讨,缺少有效脱除ges的吸附剂指导性筛选方法和明确报道。

7、参考文献

8、[1]任我行.油脂精炼过程3-mcpd酯和缩水甘油酯的控制与脱除研究[d].河南工业大学,2018。

9、[2]王风艳,周澍堃,刘孟涛,等.食用油加工过程中3-氯丙醇脂肪酸酯生成的影响因素研究[j].中国粮油学报.2017,32(10):106-110。

10、[3]李加辛.玉米油脱臭条件下3-氯丙醇酯和缩水甘油酯形成规律的研究[d].河南工业大学,2021。

11、[4]朱梦云.甘一酯甘二酯及油脂精炼过程对3-mcpdes和ges影响的研究[d].河南工业大学,2018。

12、[5]程威威.植物油精炼中缩水甘油酯生成及其吸附消除机制研究[d].华南理工大学,2019。

13、[6]刘玉兰,黄会娜,马宇翔,等.两级分子蒸馏深度脱除油脂中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯[j].中国油脂.2021,46(06):89-93。

14、[7]刘国琴,尹诗琴,等.一种用吸附剂降低食用油中缩水甘油酯含量的方法:,cn201510448556.1。

15、[8]k·巴格干,雅尼娜·卢韦勒·韦勒曼,等.处理植物油的方法:,cn201280063833.1。


技术实现思路

1、如上所述,现有技术中存在如下技术问题:并非全部类型的吸附剂均能够高效的吸附脱除ges,比如凹凸棒土、树脂、硅胶等普遍脱除ges效率较低;同一类型的吸附剂也不一定均能高效吸附脱除ges,以活性炭为例,并非全部种类的活性炭均对ges有高效的吸附脱除效果;吸附剂选择不当,易导致ges的脱除困难且脱除率低,难以实现90%以上的脱除率,难以有效脱除ges至1mg/kg以内,不能符合欧盟对ges的限量要求。

2、为了解决上述技术问题,本发明人经过大量深入研究发现,与对3-单氯丙烷-1,2-二醇酯(3-mcpde)、黄曲霉毒素和邻苯二甲酸酯(paes)等靶标物质不同的是,下述吸附剂对ges具有优异的特定吸附效果:(1)吸附剂(如活性白土、活性炭等)的ph需要呈酸性或者有较高的活性度,酸性越强、活性度越高,酸性活性位点越多,越有助于ges的吸附脱除;(2)吸附剂(如活性白土、活性炭等)的比表面积越大、介孔越丰富,越有助于ges的吸附脱除。

3、在研究过程中,发明人也利用上述吸附剂对3-单氯丙烷-1,2-二醇酯(3-mcpde)、黄曲霉毒素和邻苯二甲酸酯(paes)等靶标物质的吸附脱除效果进行了研究,实验结果表明,吸附剂的以上指标与3-mcpde、黄曲霉毒素和paes的脱除效果均无显著性关系。

4、在第一方面,本发明提供了一种高效脱除植物油中的缩水甘油酯的方法,其中,所述方法包括以下步骤:基于植物油的总重量,向所述植物油中加入0.05-2wt%的吸附剂并充分搅拌,其中,所述吸附剂的ph<4、活性度>120mol/kg、比表面积>120m2/g、介孔面积>40m2/g、介孔体积>0.13m3/g。另外,本发明人发现,在吸附脱除ges这一功能上,本发明的吸附剂的ph、活性度、比表面积、介孔面积和介孔体积是彼此相互支持、存在相互作用关系的特征,需要将它们整体看待。如果不满足上述特征的一项或多项要求,则难以实现ges的高效吸附脱除。现有技术并未报道同时控制吸附剂的ph、活性度、比表面积、介孔面积和介孔体积,能够实现ges的高效吸附脱除。

5、在第二方面,本发明提供了上述吸附剂在脱除植物油中的缩水甘油酯中的用途。

6、有益效果

7、不同性质和种类的吸附剂对不同的靶标物质可能会呈现出完全不同、或显著差异的吸附效果,而本发明发现了一种可以特定用于高效吸附ges的吸附剂,本发明通过使用这种ph值低、活性度高且介孔面积和孔容较大的吸附剂(例如活性炭或活性白土)对植物油进行处理,能够实现对植物油中的ges的高效吸附脱除效果。由此,通过本发明的方法通过使用这种特定的吸附剂,可高效稳定脱除ges,脱除率达90%甚至95%以上,经本发明所述的吸附剂处理后的植物油中的缩水甘油酯含量为1mg/kg以下(例如,0.8mg/kg以下、或0.5mg/kg以下、甚至可以达到0.3mg/kg以下),从而能够指导油脂的生产加工,准确、有效地使用低剂量的吸附剂对ges进行高效的吸附脱除,提供低ges含量的食用植物油。

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