脫色白土中重金屬對大豆油脂品質影響的研究

于殿宇，李默馨，孫 博，王 妍，江連洲

（東北農業大學食品學院，黑龍江哈爾濱 150030）

脫色白土中重金屬對大豆油脂品質影響的研究

于殿宇，李默馨，孫 博，王 妍，江連洲*

（東北農業大學食品學院，黑龍江哈爾濱 150030）

通過向脫色白土中添加不同種類和含量的重金屬，討論重金屬對大豆油脂品質的影響。經實驗可知，脫色過程中大豆油脂的過氧化值和酸值均隨著白土中各重金屬添加量的增加而升高。這主要是由于這四種重金屬在脫色過程中充當了助氧化劑的作用，其助氧化順序為：鉛＞銅＞鋅＞鉻。并且，隨著金屬含量的增高，產品的脫色率也有不同程度的下降。此外，白土中鉻、鋅、銅、鉛等重金屬的存在，可以造成脫色油脂中反式脂肪酸含量上升，重金屬含量越高，反式脂肪酸含量越高。其中，金屬鉛對反式脂肪酸含量的影響最為明顯。

重金屬，酸值，過氧化值，反式脂肪酸，脫色率

反式脂肪酸（Trans fatty acid，TFA）是一系列空間構象發生改變的不飽和脂肪酸，TFA可能會引起心血管病，從而危害人體健康[1]。食品中的不飽和脂肪酸大都屬順式構型，由順式轉為反式的過程中，脂肪酸雙鍵的化學結構、物理及生化結構也同時轉變[2]。在自然界不存在TFA，它是在油脂加工過程中產生的[3]。大豆油脂精煉過程也會產生少量的TFA，主要來源于亞油酸和亞麻酸的順反異構，其含量一般為總脂肪酸含量的1%～5%[4－5]。脫色白土在油脂精煉中的應用已經十分普遍，主要應用于植物油脂的脫色工序。油脂工業中使用白土的目的是脫除油色素、膠質及皂等物質，色素主要是葉綠素和類胡蘿卜素，膠質主要是磷脂，而皂主要是脂肪酸與堿生成的鈉皂，由這些物質分子式可知，它們是具有一定極性的較大分子量的有機物質。白土對這些物質具有強的吸附能力[6]，但是脫色白土中經常存在少量鉛、鎘、鋅等重金屬，其對油脂的品質均會產生不同程度的影響。因此本實驗通過對白土中重金屬的種類、含量與大豆油脂品質包括反式脂肪酸的關系進行研究，以期能夠為低反式脂肪酸大豆油脂的生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆脫膠油、脫色白土 大慶日月星有限公司提供。

721分光光度計 上海醫用分析儀器；A ligent 7890A氣相色譜儀 安捷倫公司；SHZ－D（Ⅲ）型循環水式真空泵 鞏義市予華儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 脫色主要參數 真空度0.095MPa，脫色溫度105℃，脫色白土用量4%，攪拌速度220r/m in，脫色時間40m in。

1.2.2 重金屬添加方式 選擇Cr3+、Zn2+、Cu2+、Pb2+以不同含量分別加入到脫色白土中，充分攪拌、混勻，再烘干，備用。

1.2.3 脫色率的計算及測定方法 用721分光光度計測定大豆油脫色前后的吸光度，計算脫色率，檢測光波長為665nm，1cm比色皿，以蒸餾水作參比。脫色率（%）=（A0－A1）/A0×100%，其中，A0為大豆油的吸光度，A1為脫色后油脂的吸光度[7]。

1.2.4 過氧化值的測定方法 檢驗按照GB/T5538執行。

1.2.5 酸值的測定方法 按照GB/T5530執行。

1.2.6 反式脂肪酸（反式亞油酸）含量的測定方法

1．2.6.1 甲酯化方法 準確稱取油脂樣品0.02g，加入2m L乙醚溶解，再加入2m L甲醇、1mol/L KOHCH3OH溶液2m L、2m L正己烷，振蕩15m in。加2m L蒸餾水，搖勻，靜置分層后，取上清液，用0.45μm膜濾后上機，分別吸取樣液1μL進樣。以各組分的峰面積值，用校正百分率法計算脂肪酸甲酯的質量百分比含量。

1．2.6.2 檢測方法 CP–Sil－88強極性毛細管氣相色譜柱（100m ×0.25nm×0.2μm），FID檢測器。載氣為高純氮氣，純度≥99.999%，流速10m L·min－1；燃氣為高純H2，純度≥99.999%，流速30m L·m in－1；助燃氣為空氣，流速300m L·min－1。進樣口溫度為260℃，檢測器溫度為260℃，柱箱初始溫度為45℃，保留4m in，以13℃·m in－1升至175℃，保留10m in，以4℃·m in－1升至215℃，保留6m in。進樣方式為分流進樣，分流比1∶5，隔墊掃吹為3m L·min－1。進樣體積1.0μL，以保留時間定性，峰面積定量。

2 結果與分析

2.1 脫色白土中重金屬對大豆油脂酸值及過氧化值的影響

圖1 鉻的添加量對過氧化值與酸值的影響

由圖1可知，當白土中金屬鉻的含量超過20mg/kg時，油脂的過氧化值超過5mmol/kg，過氧化值升幅隨即增大。

由圖2可知，當金屬鋅的添加量超過20mg/kg時，油脂過氧化值超過5mmol/kg，酸值超過0.2mgKOH/g。

圖2 鋅的添加量對過氧化值與酸值的影響

圖3 銅的添加量對過氧化值與酸值的影響

由圖3可以看出，當白土中金屬銅的添加量超過30mg/kg時，油脂過氧化值上升的速度加快；而金屬銅的添加量超過20mg/kg時，油脂的酸值超過0.2mgKOH/g，同時酸值的升高速度也隨即加快。

圖4 鉛的添加量對過氧化值與酸值的影響

由圖4可以看出，當白土中金屬鉛的添加量達到10mg/kg時，油脂的過氧化值即超過5mmol/kg；鉛的添加量超過30mg/kg時，油脂的酸值上升速度加快。

由圖1～圖4可以看出，四種重金屬對大豆油脂的過氧化值與酸值均有不同程度的影響，且隨著重金屬添加量的增加，過氧化值與酸值均有所升高。這主要是由于這四種重金屬在脫色過程中充當了助氧化劑，可以促進氧化物的分解，促進脂肪酸中活性亞甲基的C－H鍵斷裂，使其更易與具有活性的分子氧結合，從而使油脂氧化，并增加油脂中游離脂肪酸的含

量，對大豆油脂品質產生不良影響。同時，未脫除氧氣的油土混合液與已經加熱到脫色溫度的油脂混合時，由于脫色白土中重金屬等成分的催化作用，使油脂中的一些非共軛脂肪酸轉變成共軛脂肪酸，共軛脂肪酸更易于氧化，強化了油脂的自動氧化[8]。由圖中各重金屬對過氧化值與酸值的影響情況可以看出，四種重金屬的助氧化順序為：鉛＞銅＞鋅＞鉻。

2.2 脫色白土中重金屬對大豆油脂反式脂肪酸含量及脫色率的影響

圖5 鉻的添加量對反式脂肪酸與脫色率的影響

由圖5可以看出，白土中金屬鉻的添加量為10mg/kg時，與不添加金屬鉻相比，脫色率變化較小，反式脂肪酸含量變化也較小。隨后，隨著金屬鉻添加量的增加，脫色率逐漸下降，反式脂肪酸含量逐漸上升。當金屬鉻含量超過30mg/kg后，反式脂肪酸含量上升明顯。

圖6 鋅的添加量對反式脂肪酸與脫色率的影響

由圖6可知，隨著白土中金屬鋅含量的增加，脫色率逐漸下降。金屬鋅添加量為0、10、20、30mg/kg時，反式脂肪酸含量變化較小，當金屬鋅含量超過30mg/kg后，反式脂肪酸含量迅速上升。

由圖7可知，隨著白土中金屬銅添加量的增加，脫色率逐漸下降，但反式脂肪酸的變化并不明顯，當金屬銅的添加量達到50mg/kg時，反式脂肪酸的含量才有所升高。

由圖8可以看出，隨著白土中金屬鉛添加量的增加，脫色率逐漸下降，反式脂肪酸的含量也逐漸升高，并且，金屬鉛的添加量達到10mg/kg時，反式脂肪酸含量就有所提高，達到0.029mg/mg油。

圖7 銅的添加量對反式脂肪酸與脫色率的影響

圖8 鉛的添加量對反式脂肪酸與脫色率的影響

由圖5～圖8可以看出，白土中的重金屬對脫色率均有降低作用。這可能是因為未脫除氧氣的油土混合液在與已經加熱到脫色溫度的油脂混合時，由于脫色白土中重金屬的催化作用，使油脂中的一些非共軛脂肪酸轉變成共軛脂肪酸，共軛脂肪酸更易于氧化，強化了油脂的自動氧化，而油脂氧化形成的醛、酮、酸、醇類化合物相對于油脂及色素類物質具有更強的極性，被脫色白土優先吸附[9]，最終致使脫色效率降低。并且，由圖可以看出，脫色白土中的鉻、鋅、銅、鉛等重金屬會不同程度地增加大豆油脂中的反式脂肪酸含量。其中，鉻和鉛的添加量對大豆油脂中反式脂肪酸含量的影響較為明顯，鋅和銅的添加量達到較高值后，大豆油脂中反式脂肪酸的含量才有所上升。脫色白土中的重金屬促使大豆油脂中反式脂肪酸含量增高，可能是由于重金屬對不飽和脂肪酸的雙鍵有催化作用，在高溫下重金屬不斷攻擊脂肪酸的雙鍵，致使雙鍵發生順反異構化反應。

3 結論

脫色白土中的重金屬與大豆油脂產品品質有著密切的關系。白土中金屬鉻、鋅、銅、鉛在脫色過程中對油脂的過氧化值與酸值均有升高的作用。隨著金屬含量的增高，產品的脫色率也有不同程度的下降。并且，白土中鉻、鋅、銅、鉛等重金屬的存在，可以造成脫色油脂中反式脂肪酸含量上升，重金屬含量越高，反式脂肪酸含量越高。且金屬鉛對反式脂肪酸含量的影響更為明顯。所以，降低白土中重金屬含量是提高大豆油脂品質的重要手段之一。

[1]盛華.對反式脂肪酸的檢測方法探討[J].中國質量技術監督,2010：1－2.

[2]宋偉,楊慧萍,趙增運,等.食品中反式脂肪酸的檢測[J].食品科學,2006,10（3）：15－20.

[3]李江濤,王明霞,鄧乾春,等.反式脂肪酸的控制與檢測技術[J].中國糧油學報,2008,23（5）：204－208.

[4]Cook R.Thermally induced isomerism by deodorization[J].Inform,2002,13（1）:71－76.

[5]Fritsche J,Steinhart H.Analysis of trans fatty acids in new trends in lipid analysis[M].eds.MmMossoba,REMcDonald.AOCS Press,Champaign IL,1997:234－256.

[6]王興國,毛弘毅,梁舒.油脂專用脫色白土的研制與生產[J].中國糧油,2000,25（6）：5－8.

[7]孫鳳霞,杜紅霞,周展明.油脂色澤測定方法研究進展[J].中國油脂,2002,27（2）：7－9.

[8]滿時勇,胡潁慧.脫色工藝對油脂品質的影響[J].中國油脂,2001,26（6）：31－33.

[9]王興國，唐年初，毛弘毅,等.油脂精煉過程中影響脫色效果因素的探討[J].中國油脂,1997， 22（1）：14－16.

Study on effect of heavy metals from bleaching clay on the quality of soybean oil

YU Dian-yu，LI Mo-xin，SUN Bo，WANG Yan，JIANG Lian-zhou*

（College of Food Science,Northeast Agricultural University,Harbin 150030，China）

The effects of heavy metals which were added by different types and levels to the bleaching c lay decolorant on the quality of soybean oil was studied.The results showed that peroxide value，acid value increased with heavy metals content increased in decolorant.This was mainly due to heavy metals of the four different types acted as antioxidants in the bleaching processes，the assistant oxidation following order was:Pb＞Cu＞Zn＞Cr.With the metal content increased，the decolorization rate declined varying degrees.In addition，the presence of chromium，zinc，copper and lead caused increasing in trans fatty acid content of bleaching oil，the more heavy metal was contained，the more trans fatty acids was produced.It was lead which have the greatest effect on the quality of trans fatty acids.

heavy metals；acid value；peroxide value；trans fatty acids；decolorization rate

TS225.1+3

A

1002－0306（2011）10－0107－04

2010－09－02 * 通訊聯系人

于殿宇（1964－），男，教授，碩士，研究方向：大豆精深加工技術研究。

國家科技支撐計劃（2009BADB9B08）。