由于小品種油脂的高不飽和性,其油料在加工過程中容易氧化變質,使營養成分流失和活性物質受到破壞,另外常規的油脂精煉工藝還易使小品種油脂特有的香味損失。針對這些問題,需要采取特殊的加工方法。近幾年,我院開展了小品種油料制油工藝方面的研究開發,進行了幾個小品種油料制油廠的工藝設計,并取得了滿意的效果。其中包括在國內小品種植物油行業趨于領先地位的遼寧某特種營養油脂基地建設項目,該公司的產品有月見草油、琉璃苣油、南瓜籽油、亞麻籽油、紫蘇油、共軛亞油酸、GLA40、GLA70、沙棘籽油等。通過這些項目的設計和實踐,積累了一定的經驗。針對小品種油料制油品種多、規模小、不飽和程度高、易氧化等特點,介紹幾點工藝優化設計的建議,供大家參考。
1、小品種油脂典型加工工藝過程
幾種小品種油脂典型加工工藝過程見表1。
2、關鍵加工過程
2.1 預處理工段
小品種油料一般產量不大,預處理工段與常規油料的預處理工段基本相同,一般通過計量,振動篩除雜,去石機和磁選器進行清理,清理后的油料進入下一工段。但是加工廠根據市場需求和原料生產季節的不同往往交替加工多種原料,各種原料在大小、形狀、容重方面有較大差異,因此預處理設備的配置要兼顧多種原料以適應生產需要,如振動篩可根據不同品種的油料大小配置多種網孔形狀和規格的篩面,以便生產時靈活應用。
2.2榨油工段
為滿足不同消費者的需要和應對市場變化,根據原料品質,榨油工段可設置常規榨油和冷榨兩種工藝。有些需要保證產品有濃郁香氣的需采取常規榨油工藝,如南瓜籽油、芝麻油等。富含多不飽和脂肪酸和微量活性成分的小品種油脂,為了防止氧化變質多采取冷榨工藝。
目前,國內榨油機主要有立式液壓榨油機、臥式液壓榨油機、螺旋榨油機、螺旋榨油機改造機等。立式液壓榨油機的特點是結構比較簡單,操作使用方便。由于是間歇操作,裝卸餅勞動強度大,因此僅適合小型榨油廠使用。臥式液壓榨油機適用于軟質高油分油料的制漿連續成型壓榨,如可可仁、芝麻、花生仁的壓榨。這種臥式液壓榨油機的特點是餅塊橫置,流油通暢,清渣和卸餅自動化。螺旋榨油機是目前國內主要的榨油設備,分為單級、雙級以及一次壓榨、預榨、冷榨和小型榨油機多種形式。特點是連續化生產,單機處理量大,勞動強度低,出油率高,應用廣泛。螺旋榨油機改造機是指在冷榨機的榨膛外加冷卻循環水,以進一步提高冷榨油的品質。在榨油機的選擇上,需要根據不同油料品種、不同規模和產品的不同要求選擇不同的壓榨機。常規榨油一般選用螺旋榨油機,冷榨可選擇立式液壓榨油機、臥式液壓榨油機、螺旋冷榨機或加冷卻水的螺旋榨油機。
用于冷榨制油和低溫精煉的原料,對酸值、過氧化值、霉變率及農藥殘留等指標應有更嚴格的要求。采用冷榨工藝生產出來的油具有純天然特性,避免了高溫加工產生反式脂肪酸、油脂聚合物等有害物質的可能;保留了油中的生理活性物質,如維生素E、甾醇、γ-亞麻酸及功能性食品色素等有益物質。冷榨工藝中料坯不經高溫蒸炒,進料溫度在65℃以下,油溫也在65℃以下,壓榨餅的溫度70℃左右,殘油約8%。對于某些小品種油料,如核桃、杏仁等,其冷榨餅中蛋白破壞程度小,可進一步加工利用。
2.3 浸出工段
通過冷榨工段得到的冷榨餅殘油一般在8%左右,小品種油脂價值較高,為了避免浪費,需要將餅中的殘油盡可能地提取出來。因此,對于冷榨餅多通過浸出工段得到浸出毛油,對于某些蛋白附加值高的冷榨餅,還需要采取低溫浸出工藝。
2.4 精煉工段
精煉工段根據生產的連續性可分為連續精煉和間歇精煉兩種,根據工藝不同可分為全精煉和低溫精煉。一般來說,對于規模相對較大,原料來源穩定的油料,適合采用全連續精煉生產線。規模小、品種多的小品種油脂適合采用間歇式生產線。常規壓榨毛油和浸出毛油一般需要采用全精煉工藝,有些油脂還需要脫蠟,如亞麻籽油、茶籽油等。冷榨毛油需要低溫精煉。因此,精煉工段可根據實際需要進行設置。
低溫精煉避免了冷榨毛油與酸堿等化學物質接觸,避免了二次污染,保持了油品的純天然特性,并且低溫精煉降低了各種營養成分的分解與流失,保留了油品固有的香味,油的色澤不因精煉而變深,通過低溫精煉可以得到高品質的小品種成品油。
低溫精煉一般包括脫膠、脫水、過濾等工序。這些工序是為了脫除毛油中的膠體雜質,提高毛油質量,延長產品的貨架期。脫膠一般采用低溫或中溫水化工藝,為避免油脂高溫下的氧化等,在該工段也可添加活性炭吸附。活性炭主要用來吸附毛油中的殘留農藥、多環芳烴類物質,還可脫除毛油的澀味、苦味且達到一定的脫色效果,保證產品質量。以這種方式進行的脫膠和活性炭吸附,設備采用常規的煉油鍋。該工段過濾一般選用板框過濾機,板框過濾機過濾效果好,含渣量低,如在油茶籽毛油過濾中,采用板框過濾機的毛油含渣量一般在0.1%以下。低溫精煉可采取添加餅粉吸附脫水工藝,另外為進一步脫除毛油中的水分,還可采取閃蒸脫水,閃蒸脫水時真空度高、時間短,不會破壞小品種油脂中的功能性成分。目前,還有采用超速離心機的脫水工藝,這種脫水工藝可使水分降至產品的要求水分之下。
對于小品種浸出毛油,必須采取全連續精煉工藝才能達到質量要求。小品種浸出毛油的精煉與常規的全連續精煉工藝與設備基本相同,針對小品種油脂的特性,做了以下改進。首先,為了防止小品種油脂中的某些功能性脂肪酸受到破壞,脫臭塔的脫臭溫度一般控制在200℃以下,通過保證高真空度等達到脫臭要求。另外,在小品種油脂脫色工藝中可以采用活性炭代替白土,活性炭不僅有很好的脫色效果,還可吸附多環芳烴和殘留農藥等物質,也避免了白土的土腥味,提高了精煉油的質量。
小品種油脂的品種多、規模小。為了便于清洗并及時更換油品,在設計中要注意設備的容量不宜過大,尤其是罐類設備,可適當增加數量,多做中間儲罐;小品種油脂的精煉車間應設置CIP自動清洗系統。另外為了保證油品質量,應在油品儲罐等處設置充氮保護,以防油品與氧氣長時間接觸而產生氧化變質。
2.5 小包裝車間
以前,GMP只是針對藥品生產要求的,目前GMP不僅在藥品生產企業中推行,在食品、化妝品等多種行業中也是嚴格推行的。隨著人們對食品安全的日趨重視,一些小品種油廠已開始進行GMP認證。因此,小包裝車間一般建議按GMP標準設計。小包裝車間設立不同的功能房間,并且設置為潔凈區。小包裝車間的產品灌裝采取充氮灌裝,實踐證明充氮灌裝是一種簡單而有效的包裝形式,對于保證小品種油脂的質量,延長其貨架期十分有效。
植物油中添加的抗氧化劑可分為天然和合成兩類。天然抗氧化劑包括生育酚、阿魏酸、茶多酚和迷迭香等,合成抗氧化劑包括BHA(叔丁基羥基茴香醚)、BHT(叔丁基羥基甲苯)、TBHQ(特丁基對苯二酚)等。小品種油脂價值高,功能性成分和生理活性成分含量高,為了保證產品的天然性,一般不考慮添加化學合成的抗氧化劑,建議添加維生素E、谷維素等天然、高效的抗氧化劑。
3、結束語
我國小品種油料制油發展相對落后。小品種油料加工規模小、品種多,因此目前作坊式的加工廠普遍存在,工藝落后,機械化程度低。在我國,進行這類生產工藝的規模化、規范化生產的設計實例很少。我們針對小品種油脂的特性進行了相關研究并通過小品種油料制油廠的設計積累了初步經驗。在設計過程中還有很多值得探討和改進的地方,需要多方面的共同努力,需要與原料及產品特性、國內外市場、工業化程度等相結合,以做好小品種油料的開發利用。