油脂内在成分与其结冻之间关系

油脂内在成分与其抗冻性之间关系

植物油是我国主要食用油之一，其消费量大，对我国居民生产生活有重大的影响。不过在每年进入冬季持续气温较低情况下，油品会出现析出浑浊甚至上冻现象，从而造成消费者和经销商投诉逐年增多。一般而言油脂结冻通常是在油脂中慢慢出现浑浊，随着低温时间的延长，析出物越来越多，慢慢冻成胶状甚至硬化，导致油品流动性差。对于消费者而言，由于对国内油脂知识缺乏，一旦油脂结冻，会担心所购买的食用油的质量，并怀疑生产商的诚信，对生产厂家造成严重的不良影响。而对于生产厂家，国家标准针对抗冻性能只有“冷冻试验”且只要求一级精炼油，其他等级无此要求，国外也只有冷冻试验和浊点来描述食用油的抗冻性能，冬季产品质量难以把控。为了消除生产厂家和消费者之间的误解，普及油脂结冻的知识，本文选取了食用油内在成分中对结冻有影响的几个重要因素，分析结冻原因，为食用油冬季抗冻性能提供参考依据。

1. 脂肪酸的组成对油脂抗冻性的影响

油脂的的抗冻性主要与其化学组成尤其与脂肪酸组成的分布情况有关，一定程度上，饱和脂肪酸含量与其凝固时间有很好的相关性，通过饱和脂肪酸含量可以预测一般食用油的低温表现情况。有研究表明，饱和脂肪酸含量较高的，其抗冻性能越差。表1-1为不同种类油脂的平均饱和脂肪酸组成情况。

表1-1 食用油中平均饱和脂肪酸含量

油种

菜籽油

茶籽油

玉米油

葵花籽油

大豆油

花生油

橄榄油

饱和脂肪酸含量%

7

9

13

14

20

11-20

油种

棉籽油

棕榈原油

椰子油

猪脂

羊脂

牛脂

奶油

饱和脂肪酸含量%

26

49

86

40

47

50

62

一般来说，植物油饱和脂肪酸含量较低，动物油的饱和脂肪酸含量较高。我们熟悉的猪油，

平均饱和脂肪酸的含量达到了40%，所以一般温度低于27℃，猪油就会开始结晶、凝固。植物油中椰子油和棕榈油是比较另类的，这两种植物油的饱和脂肪酸含量非常高，以至于其熔点会比猪油的更高。另一种常见的容易凝固的食用油就是花生油，花生油平均饱和脂肪酸含量为20%，并且其中长链的饱和脂肪酸（二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸）的含量比一般植物油都高，因此在8~12℃的温度下，花生油就会开始发朦和析出固体。大豆油饱和脂肪酸含量也相对较高，在0℃左右会出现冻结的现象。菜籽油、玉米油的抗冻性相对较好，冬季能基本保证不会结晶，当然在温度过低时也会结晶凝固，例如在温度约-7℃时，菜籽油会慢慢开始出现浑浊现象。

2. 甘二酯和甘一酯对油脂抗冻性的影响

甘二酯是油脂代谢的中间产物，是甘油的羟基和两个脂肪酸酯化得到的产物，天然的甘二酯大部分是植物体内合成甘三酯过程中的中间产物。在甘二酯含量达5%时，1,3-甘二酯表现出强的促结晶作用。其原因是高熔点的甘二酯首先从结晶体系中析出，其作为晶核，加速油脂的成核速率。甘二酯含量低其抗冻性能好。

甘一酯呈油状、脂状或蜡状，色泽为淡黄色或象牙色，不溶于水和甘油。甘一酯具有乳化性，在固体脂结晶过程中起阻碍作用，含量超过2%时即阻碍晶核的形成，能提高油脂的抗冻性能。

3. 游离脂肪酸、过氧化物和胶溶性杂质对油脂抗冻性的影响

游离脂肪酸在液态油中溶解度较大，与饱和甘三酯形成共熔体，使部分饱和甘三酯随其进入液态油中，阻碍结晶进程而降低固体脂的得率。当油中游离脂肪酸含量达0.7%时，影响油脂的结晶和可塑性。

过氧化物不仅会降低油脂的固体脂肪含量，而且会增大油脂的黏度，造成油脂和晶体表面间传质难度增加，晶体增长变慢，对结晶有抑制作用。

油脂中的胶溶性杂质会增大各种甘三酯的互溶性和油脂的黏度而起到结晶抑制剂的作用。另外，其在低温下可形成胶性共聚体，从而降低脂晶的过滤性。因此，油脂精炼程度越深，其胶溶性物质损失越大，其抗冻性越差。

4. 精炼过程中油脂组成变化对油脂抗冻性的影响

油脂的精炼过程主要包括：油脂脱胶、油脂脱酸、油脂脱色、油脂脱臭、油脂脱蜡等几个部分。

脱色作为精炼的一部分，我们常常使用白土作为脱色剂。活性白土的残留会导致抗冻能力降低的因素，所以在脱色中降低使用活性白土的比例，采用活性白土凹凸棒土混合吸附剂( 1∶1) 脱色，尽可能选择好的活性白土，同时降低添加量。操作过程中真空需稳定，设备不能漏气，经常检查各级过滤器，如有损坏立即更换滤袋或滤网，废白土过滤除尽。

研究表明，同分异构体中反式酸的熔点远高于顺式酸的熔点，但低于同碳数饱和酸的熔点。因此，甘油酯的熔点有一定的规律:顺油酸甘三酯(4.9℃)＜反油酸甘三酯(42℃)＜硬脂酸甘三酯(73℃)。在不同温度下，油脂的固体脂肪含量取决于反式酸甘三酯和硬脂酸甘三酯的含量，在较低的温度下，固体脂肪含量与反式酸甘三酯和硬脂酸甘三酯的含量呈正相关，所以在精炼中产生的反式脂肪酸也会对油脂抗冻性产生不利的影响。脱臭这一过程与油脂中反式脂肪酸产生有极大的相关性。根据脱臭油检测结果得知，油脂中反式脂肪酸的增加与脱臭时间的长短关系较小，与脱臭温度呈正相关，油脂异构化程度随脱臭时间的延长和脱臭温度的升高而上升，降低油品中反式脂肪酸的含量，可降低油品在低温下的结晶析出。因此，可控制脱臭温度在250℃以下，使反式脂肪酸增加量减小。通过改造脱臭塔为填料和板式组合式塔，可控制脱臭油反式脂肪酸的增加量。表4-1列出了中储粮的左青在精炼工序中发现的反式脂肪酸含量的变化情况。

表4-1 各精炼工序中油脂反式脂肪酸含量

样品

毛油/%碱炼油/%脱色油/%脱臭油/% 1

0.10

0.11

0.14

2.63

2

0.05

0.25

0.08

3.23

3

0.12

0.14

0.17

4.57