大豆潤滑油抗氧化性的研究

齊 穎，邵 弘，孫 博，周曉丹，于殿宇，*

（1.東北農業大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030；2.國家大豆工程技術研究中心，黑龍江哈爾濱150050）

大豆潤滑油抗氧化性的研究

齊 穎1，邵 弘2，孫 博1，周曉丹1，于殿宇1，*

（1.東北農業大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030；2.國家大豆工程技術研究中心，黑龍江哈爾濱150050）

利用氫化后的大豆油作為食品加工行業中的綠色潤滑油基油，研究其在不同條件下的抗氧化性。實驗結果表明：化學改性后的大豆潤滑油在25℃、避光下保存較為適宜；其在使用過程中的抗氧化性明顯要比大豆油好，隨著溫度的升高，過氧化值和酸值都升高。在60℃下添加6%的TBHQ作為潤滑油添加劑，效果最佳，抗氧化性顯著增強，保證了無毒性，使用周期預計為六個月。

大豆油，潤滑油，過氧化值，酸值

近年來，食品安全問題已經成為全球熱點。食品安全問題涉及到經濟、法律甚至國際間的貿易。由此可見，食品安全的重要性不容忽視。隨著人類社會進步，綠色環保可再生資源的開發顯得尤為重要，尤其在食品加工過程中，由于潤滑油的飛濺、泄漏使食品安全受到了嚴重威脅。目前為止，對植物油研制綠色潤滑油基油的研究工作已經有了很大進展。綠色潤滑油是指其在滿足潤滑油使用性能基礎上，潤滑油本身及耗損產物對生態環境不造成危害，或在一定程度上為環境所容許，并且自身是可再生資源［1］。潤滑油由基礎油和添加劑組成，一般情況下基礎油占86%以上［2］。利用植物油制取潤滑油基油具有以下優點：植物油是可再生資源［3］，具有極好的生物降解性［4］；具有良好的潤滑性能［5-6］；無毒性，是一種清潔而豐富的原料。但由于其氧化穩定性較差，植物油一般不直接用作潤滑油［7］。大豆油具有良好的潤滑性能及高粘度指數和低揮發性，是一種新型可替代能源。大豆油中富含多不飽和脂肪酸，容易被氧化。因此，大豆油不能直接作為潤滑油基礎油使用，需要對其進行改性。化學改性后的大豆油抗氧化穩定性加強，可用于食品加工機械中，為食品安全提供保障。本課題旨在以化學改性后研制成的大豆潤滑油為研究對象，在不同條件下對其過氧化值和酸值進行測定，研究其過氧化值和酸值的變化趨勢，為大豆潤滑油在食用型機械運作的應用中提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

氫氣 純度＞99.9%，哈爾濱黎明氣體有限公司；硫代硫酸鈉、95%乙醇、TBHQ 天津市東麗區天力化學試劑有限公司；碘化鉀 天津市永大化學試劑開發中心；乙醚 天津市科密歐化學試劑開發中心；氫氧化鉀 天津市東天正精細化學試劑廠；鈀碳上海迅凱化工科技有限公司；可溶性淀粉 天津市光復精細化工研究所；以上試劑均為分析純；Pd/C工業品，上海迅凱化工科技有限公司。

恒溫水浴鍋 上海申生科技有限公司；YHW1104遠紅外恒溫干燥箱 天津北華儀器廠；低速離心機 北京醫用離心機廠；電子分析天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；自制高壓釜。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料及質量指標 大豆三級油（九三糧油工業集團有限公司）。指標如下：酸值（AV）：0.8mg KOH/g；過氧化值（POV）：5.5mmol/kg；水分及揮發物：0.07%；不溶性雜質：0.04%；溶劑殘留量（mg/kg）：無。

1.2.2 樣品制備 取90g大豆三級油和0.06%的催化劑鈀碳置于自制高壓釜中，氫化后放入70℃恒溫水浴鍋中預熱30min，轉速為3000r/min，反應30min后離心10min，轉速為4000r/min。取出上層清液，即得到大豆潤滑油樣品75g。共制取4次，得300g試樣。制取的大豆潤滑油指標：過氧化值5.6mmol/kg；粘度23Pa·s。

1.2.3 實驗方法 取7個250mL燒杯各加入35g試樣，分別置于常溫和60、80、100℃的恒溫干燥箱中，其余三個試樣分別加入添加劑TBHQ3%、6%和9%（用1mL無水乙醇溶解TBHQ后加入到試樣中），置于60℃恒溫干燥箱中，每隔1周測定各試樣的過氧化值以及測定沒有添加抗氧化劑試樣的酸值，共測6周。以原料大豆油做空白實驗。

1.2.4 過氧化值（POV）的測定 按國家標準GB/T5538-95執行，結果表示為每千克油脂中過氧化物氧的毫摩爾數（mmol/kg）。

1.2.5 酸值（AV）的測定 按國家標準GB/T5530-98執行，結果表示為1g油脂消耗氫氧化鉀的質量（mg）。

2 結果與分析

2.1 不同溫度下大豆潤滑油和大豆油抗氧化性的研究

存放溫度分別為25、60、80、100℃，結果如圖1～圖4所示。

圖1 不同溫度下大豆潤滑油POV值的變化

圖2 不同溫度下大豆油POV值的變化

圖1～圖4表明，在不同溫度下，化學改性后的大豆潤滑油的抗氧化性比原料大豆油的要好；隨著溫度的升高，大豆潤滑油和大豆油的POV值和AV值都升高；溫度越高，升高的趨勢越快；在25℃時，樣品油的酸值和抗氧化值升高得比較緩慢，所以樣品油可以在此溫度下較好保存。

圖3 不同溫度下大豆潤滑油AV值的變化

圖4 不同溫度下大豆油AV值的變化

以上結果表明：在相同時間下，大豆潤滑油和大豆油的POV值和AV值與加熱的溫度有關。原因可能是由于溫度越高，所產生的熱量越大，對油脂的穩定性影響越大，脂肪酸尤其是不飽和脂肪酸的分解斷裂產生的小分子化合物進一步氧化產生有機酸的緣故。

2.2 不同抗氧化劑加入量對大豆潤滑油抗氧化性的影響

60℃時，向樣品油中分別加入3%、6%、9%的抗氧化劑TBHQ（叔丁基對苯二酚），同時做空白實驗，研究樣品油的抗氧化性，結果如圖5所示。

圖5 60℃時添加不同量的抗氧化劑對大豆潤滑油的影響

根據圖5可以看出，添加抗氧化劑之后，大豆潤滑油的抗氧化性顯著提高，6%和9%添加量的大豆潤滑油抗氧化性比添加3%的強；6%和9%添加量的兩個油樣相對比，其POV值的變化差別不是很大。這可能是由于抗氧化劑的添加量達到一定量的時候，其抗氧化效果與其添加量已不成正比。因此，60℃時，向大豆潤滑油中添加6%的抗氧化劑TBHQ較適宜。

2.3 25℃條件下避光保存對大豆潤滑油抗氧化性的影響

根據圖6可以看出，25℃時避光保存樣品油的抗氧化性比自然放置的稍強，作用較明顯。這是因為大豆潤滑油受光照的影響，發生了復雜的化學變化，導致了油的劣變。因此，大豆潤滑油在常溫避光下保存較為適宜，這樣可延緩油的氧化速度。

圖6 25℃時避光保存對大豆潤滑油抗氧化性的影響

3 結論

大豆潤滑油比化學改性前的大豆油的抗氧化性能好，大豆潤滑油在25℃下避光保存較為適宜。在不同條件下大豆潤滑油的POV值有明顯差異，隨著溫度的升高，時間的延長，POV值和AV值都上升，抗氧化性能下降。在食品加工機械溫度為60℃時，向大豆潤滑油中添加6%的抗氧化劑TBHQ，可以達到良好的抗氧化效果，而且保證了無毒性。使用周期預計為六個月。

［1］邵弘.大豆油脂制備綠色潤滑油前景分析［J］.大豆通報，2008（3）：40-42.

［2］白楊，杜繼超.植物油型潤滑油研究概況［J］.科技創新導報，2009（3）：14-16.

［3］白楊，趙靈聰，柴功成，等.植物油作為綠色潤滑基礎油的研究進展［J］.武漢工業學院學報，2009，6（2）：49-52.

［4］Novick N J，Mehta P G，Mcgoldrick P B.Assessment of the biodegradability of mineral oil and synthetic ester based stock using CO2ultimate biodegrability tests and CEC-L33-T-82［J］. Synl Lubr，1996，13（1）：67-83.

［5］Odi-Owei Steren.Tribological properties of some vegetable oils and fats［J］.Lubrication Engineering，1989，45（11）：685-690.

［6］Jorsmo M.Vegetable oils as a base for lubricant［J］. Collecological and Economical Aspects of Tribology，1991：1-9.

［7］景恒，陳立功，程鵬，等.菜籽油酯化制備潤滑油基礎油的研究［J］.能源研究與信息，2004，16（3）：179-184.

Study on anti-oxidation activity of soybean-lubricant oil

QI Ying1，SHAO Hong2，SUN Bo1，ZHOU Xiao-dan1，YU Dian-yu1，*
（1.School of Food Science and Technology，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；2.National Research Center of Soybean Engineering and Technology，Harbin 150050，China）

Hydrogenated soybean oil was used as the green lubricant base oil in food processing industry，the oxidation resistance under different conditions was researched.Results showed that：it was more appropriate to save the hydrogenated soybean-lubricant oil at 25℃and dark.And it was more obvious than soybean oil on antioxidation activity in the process of using.POV and AV were elevated with the temprature increased.The optimum conditions were obtained that adding 6%TBHQ as the lubricant additive at 60℃，and the anti-oxidation activity enhanced obviously，it assured of non-toxic.The cycle time was expected within six months.

soybean oil；lubricant oil；POV；AV

TS225.1+3

A

1002-0306（2011）02-0121-03

2010-03-22 *通訊聯系人

齊穎（1985-），女，在讀碩士研究生，研究方向：糧食、油脂及植物蛋白工程。

黑龍江省科技攻關計劃項目（GB07B404）。