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濃香型亞麻籽油生產(chǎn)工藝和技術(shù)

2024-11-22

傳統(tǒng)的多層平底炒鍋炒亞麻籽、小型榨油機(jī)壓榨、水化脫膠工藝存在油品香味不足、持久性低、苦味和氧化性低問題,采取先蒸后炒,機(jī)榨毛油進(jìn)行二次水化過濾,研發(fā)特制的1.2-1.4m料層高度的單層蒸鍋、臥式滾筒炒籽機(jī),配PLC控制進(jìn)料速度、炒籽溫度、炒籽火候,把榨油機(jī)榨膛加長(zhǎng),采取分體式結(jié)構(gòu),主軸與減速箱分離,增大榨膛承受壓力,主軸不竄油,分前段和后端安裝接油盤。經(jīng)二次低溫水化過濾后,油色紅色R值≤5,280℃加熱實(shí)驗(yàn)合格,香味濃郁,含亞麻籽特有的微苦味。

1.引言

亞麻籽是亞麻(Linium ustaissimum)種籽,又稱胡麻,有5000多年的記載歷史,屬雙子葉植物綱薔薇亞綱亞麻科、一年生草本植物,莖直立達(dá)1.2m高,上部細(xì)軟,葉互生披針狀,花為藍(lán)色或白色,果實(shí)為蒴果球狀,種籽為扁卵形。

亞麻又分纖維用亞麻,油用亞麻和纖維與油兼用亞麻3種,種植在亞洲、非洲、歐洲、北美、大洋洲等40多個(gè)國(guó)家,加拿大產(chǎn)量最多、中國(guó)位居第二,《本草綱目》中記載“胡麻-名巨勝、方莖,漢朝張賽自大宛傳入,故名胡麻”。我國(guó)亞麻生長(zhǎng)在高寒地區(qū),主要產(chǎn)區(qū)在東北、華北、西北,全國(guó)年產(chǎn)量在40-50萬噸,以內(nèi)蒙和甘肅種植面積最大,而且亞麻籽油中α-亞麻酸含量高,還有Ω-3、Ω-6脂肪酸。我國(guó)越來越多的消費(fèi)者喜歡亞麻籽油的微苦香味和營(yíng)養(yǎng)成分(4),亞麻籽油市場(chǎng)的需求量增長(zhǎng)很快,除增加種植面積外,每年增加從國(guó)外進(jìn)口亞麻籽,在2022年進(jìn)口量達(dá)近150萬噸。

亞麻籽油含有膠質(zhì)、粘液物、不皂化物、蠟質(zhì)和苦味物質(zhì),在油中對(duì)人體健康有害。傳統(tǒng)的平底炒鍋加熱物炒不均勻,產(chǎn)生的香味成份少,香味淡而不濃,持久性差、臥式炒籽機(jī)炒籽存在因少量跳籽夾生或粘料糊化,我們研發(fā)盡力保持亞麻籽的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生物活性和α-亞麻酸和亞麻酸含量,采取先蒸后炒和熱榨、二次低溫水化脫膠、脫苦及脫粘液物,生產(chǎn)綿醇甜香味特殊風(fēng)味的亞麻籽油。

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(1). 亞麻籽的組分和亞麻籽油的特性

亞麻籽容重在540-690kg/m3,亞麻籽由種皮、內(nèi)胚乳和胚組成,種皮含6-10%亞麻膠,胚部分含30-47%脂肪、23-27%蛋白、4.3-9%纖維。亞麻仁含油在30-44%,有特殊氣味、含磷、粘液物、苦味物質(zhì),毛油含較多的磷脂和膠質(zhì),含蠟2-3%,含8.26%不皂化物(1)即為高級(jí)脂肪醇、甾醇和羥類。亞麻籽油中的不飽和酸含量≥90%,富含α-亞麻酸,Ω-3脂肪酸、Ω-6脂肪酸(5),而且脂肪酸含量的比例適宜人體必需,還含有木酚素和纖維等。亞麻籽油在空氣中遇氧化聚合形成薄膜,多數(shù)粘液物留在餅粕中。國(guó)產(chǎn)亞麻籽的主要組分見表1。亞麻籽油與其它植物油不同的特征:

亞麻籽油含≥90%不飽和脂肪酸,極易氧化變質(zhì)(1)。新鮮原生初榨的亞麻籽油帶有氣味芳香清雅的堅(jiān)果氣味,帶一種清淡的魚腥味,新鮮的亞麻籽油苦味少,否則苦味重,人的舌頭感到苦味(7)在1μg/100g,在冷凍后出現(xiàn)絮狀物。一般情況下油脂色澤呈褐紅色、半透明、無異味。在室溫下存放24h,亞麻籽油開始釋放苦味,經(jīng)過精煉的亞麻籽油在儲(chǔ)存幾個(gè)月后不會(huì)出現(xiàn)苦味,但是產(chǎn)生“酸敗哈喇味”。亞麻籽油經(jīng)儲(chǔ)存6-9個(gè)月后,口感“微苦”。

環(huán)肽Cyclolinopeptide A(CLA)(2)(3)是一種在亞麻籽和根中的由氨基酸組成的疏水化合物,具有免疫抑制活性的化合物,同樣存在環(huán)肽B、C、D、E,即CLB、CLC、CLC、CLD、CLE(Cyclolinopetide B-E)、CLF、CLG、CLH、CLI(Cyclolinopetide F-I)、CLX(Cyclolinopetide X),亞麻籽油在儲(chǔ)存過程中蛋氨酸環(huán)肽明顯減少,含蛋黃酸亞砜的環(huán)肽量上升,CLE量增加4倍,CLA量沒有變化。

環(huán)肽類不耐高溫,在溫度≥70℃和空氣中15min內(nèi)失去活性,變化的明顯特征是苦味和魚腥味(1)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道環(huán)亞油肽(CLE)E、環(huán)肽C、環(huán)肽A含量低于熱榨油,熱榨油的苦味較重,原因是環(huán)肽在高溫和內(nèi)源酶作用下氧化,分離出一些營(yíng)養(yǎng)成分,如黃酮化合物、甾醇、高級(jí)脂肪醇等不皂化物,它們屬高活性分子,味道微苦,具有清火、除燥、降血脂、降血糖功能。

磷脂具有乳化性,低溫水化脫除磷脂,降低環(huán)肽在亞麻籽油的溶解度。

(2)特殊的脂肪酸組成

在亞麻籽油的脂肪酸組成(8)中,16:0酸含量在4.5-4.9%、18:0酸含量在2.5-4.0%、18:1酸含量在16-18%、18:2酸含量在15-17%、18:3酸含量在57-60%,不飽和酸含量達(dá)90%。在一般植物油中α-亞麻酸含量很少,ω-3: ω-6的比例失衡。在亞麻籽油的不飽和脂肪酸中:ω-3(α-亞麻酸)占51-62%、ω-6(γ-亞麻酸)占13-16%,另含21%左右的ω-9酸,單不飽和酸占20-24%,飽和酸占10%。

(3)微量成分

亞麻籽油含維生素E在39-60mg/100g,亞麻籽油含環(huán)亞油肽A(CLA),具有免疫抑制活性,還有其它環(huán)亞油肽類CLB-E、CLF-1、CLX,其結(jié)構(gòu)、生理活性和合成有待研究解密(4)(1),還有香草酸、羥基甲苯甲酸、肉桂酸。

(4)抗氧化能力

比較紅花籽油和罌粟油(5)(6),氧化的誘導(dǎo)期依次是亞麻籽油1.57h<紅花籽油2.87h<罌粟油5.56h。油中含維生素E在43.6mg/100g左右。適宜的抗氧化劑是鎖陽提取物和沙棘黃酮,添加0.5-2%。

3、先蒸后炒壓榨油具有濃香味依據(jù)

熱榨亞麻籽油含大量的糠醛和雜環(huán)化合物,熱榨是指經(jīng)過120-140℃烤籽(1)(5)(6),揮發(fā)性物質(zhì)中產(chǎn)生美拉德反應(yīng)形成以糠醛和雜環(huán)類物質(zhì)。據(jù)實(shí)驗(yàn)(1)(6)在120℃烤籽4h,油脂中產(chǎn)生的揮發(fā)性醇類物質(zhì)較高,出現(xiàn)如糠醛、5-甲基糠醛、吡嗪、吡咯、苯甲醛等、吡嗪、吡咯等雜環(huán)類芳香化合物。在140℃烤籽4h,產(chǎn)生吡嗪、噠嗪類噻吩類、吡啶類、吡唑類等芳香雜環(huán)化合物達(dá)21種,香味達(dá)到極致,出現(xiàn)大量的糠醛、糠醇,在空氣和光下易變成棕色或深紅色,這是熱榨油色澤加深的原因。在熱榨亞麻籽油中,醛、酮、酸類脂肪氧化物比冷榨油高,醛類升高1.3-4.4倍、酮/酸類升高7.2-14.2倍。熱榨油經(jīng)清理、烘炒、壓榨,有濃郁的亞麻籽香味、微苦味,油呈褐紅色。

亞麻籽皮含有生氰糖苷,在140℃烤籽分解出微量2-丁烯晴和3-丁烯晴。如果先脫皮,拿皮萃取提取膠質(zhì),這樣兩用。

同一種品種亞麻籽風(fēng)味香味產(chǎn)生的方式不同,所產(chǎn)生的香味物質(zhì)的成份、濃度也不相同,不同的香味成份揮發(fā)速度、分子擴(kuò)散速度也不一樣,油的香味和持久性就有差別,基于熱榨亞麻籽油的揮發(fā)性風(fēng)味組分,為了使我們的亞麻籽濃香油香味成份醇厚而持久,我們?cè)谏a(chǎn)亞麻籽濃香油過程中采用濕熱氧化作用和高溫分解作用產(chǎn)生香味。

臥式炒籽機(jī)用于炒制蒸熟料,炒籽設(shè)備故障率低、自動(dòng)化、智能化程度高,能耗低,噪音低、操作簡(jiǎn)單,是熱榨亞麻籽濃香油生產(chǎn)的創(chuàng)新。先蒸后炒機(jī)榨的濃香風(fēng)味油,給消費(fèi)者口感醇香、醇厚、甜香的傳統(tǒng)油脂風(fēng)味。

先對(duì)亞麻籽進(jìn)行濕熱處理,在溫度、水分、空氣和內(nèi)源氧化酶的作用下,亞麻籽油脂機(jī)脂肪酸水解、氧化反應(yīng),生成次級(jí)氧化物,如短碳鏈的醇、酸、酮、醌類,產(chǎn)生不同的香氣成份,同時(shí)在水蒸汽濕熱處理過程中,部分蛋白質(zhì)變性分解,增加了美拉德反應(yīng)所需氨基酸的數(shù)量,后續(xù)炒籽過程中高溫加速美拉德反應(yīng),所產(chǎn)生的香味成份和數(shù)量。但是注意控制炒籽的溫度和時(shí)間,避免或減少多芳環(huán)烴和3,4苯并芘生成。同時(shí)控制揮發(fā)性香味分子慢速擴(kuò)散,香味持久些。

3. 關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)

3.1熱榨工藝

亞麻籽→清理→磁選→去石→蒸炒→炒籽→壓榨→澄清→水化→過濾→毛油

工藝參數(shù):

(1)原料: 選擇成熟度適宜、顆粒飽滿、質(zhì)量好的亞麻籽,水分低于9%。含油≥32%,雜質(zhì)≤2%,酸值(KOH)≤1.0mg/g,過氧化值≤5mmol/kg。目前國(guó)產(chǎn)油用亞麻籽含油38-45%、水分8.5%;進(jìn)口亞麻籽含油42-45%、水分6.5%。

(2)清理:亞麻籽形狀和芝麻相似,比芝麻大的紅棕色果實(shí),選用去石組合篩,去大雜篩板孔徑在1.2x20mm、篩網(wǎng)孔形為方形每英寸孔數(shù)20-24個(gè),除小雜篩板孔徑是圓形,孔徑1.8-2.2mm,篩網(wǎng)孔形方形,規(guī)格為14個(gè)/25mm。清理后儲(chǔ)存在低溫倉庫,平房倉內(nèi)裝空調(diào),溫度控制在16-20℃。

(3)蒸炒:亞麻籽表皮有一層光滑堅(jiān)硬皮殼,采用1.2-1.4m料層單層立式圓筒蒸鍋,底部安裝一個(gè)攪拌葉,慢速攪拌,用低壓水蒸汽進(jìn)行加熱和調(diào)節(jié)水分,45-50min,溫度95-100℃,水分6.6-8.0%,外皮松軟。高水分使磷脂吸水膨脹,松開油路,高水分可增加亞麻籽的香味,原料夾帶的土腥味青草味、異味被蒸汽帶走,蒸料清香、膨松。提高榨油機(jī)的出油率、出餅容易成形,餅殘油低。

含各種異味的潤(rùn)濕尾氣被拔氣管吸走,蒸炒是避免在臥式炒籽機(jī)翻騰中少量料騰空出現(xiàn)生料,或因粉末集結(jié)在側(cè)擋板邊時(shí)間長(zhǎng)出現(xiàn)糊化糊味。保持亞麻籽油的純正味,使亞麻籽處在半熟化和熟化狀態(tài)。

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(4)炒籽:采取臥式滾筒炒籽機(jī),內(nèi)壁光滑,熟化料不粘壁,不結(jié)垢,溫度在150-155℃,30-40min,入榨前調(diào)水分在3-4%。炒籽時(shí)間與進(jìn)料水分調(diào)整,裝變頻控制電機(jī)機(jī)風(fēng)機(jī),通過無級(jí)調(diào)速3-8r/min控制延長(zhǎng)和減少炒籽時(shí)間。由PLC控制進(jìn)料速度、炒籽溫度、炒籽火候,控制炒籽溫度均勻,出料亞麻籽溫度控制在140-145℃,控制高溫時(shí)產(chǎn)生的3,4-苯并芘含量和多環(huán)芳香烴。入榨亞麻籽無油煙味。

控制炒籽機(jī)出來的料降溫速度要慢,避免產(chǎn)生料表面積冷凝水,在榨膛內(nèi)阻止油路。在炒籽機(jī)尾部上方安裝抽油煙罩。

(5)榨油:采取128型榨油機(jī),榨油機(jī)在120型榨油機(jī)基礎(chǔ)上加長(zhǎng),采取分體式,主軸與減速箱分離,增大承受榨膛壓力、主軸不竄油,控制入榨水分3-4%,榨膛溫度140℃左右,榨油機(jī)出餅厚度在2mm左右,機(jī)榨餅殘油7%左右,出油率37-38%,油溫120℃,油色加深偏棕紅色(R值≤6),香味濃郁,含亞麻籽特有的微苦味。

榨油機(jī)榨膛前、后出油的油色油差異,分成兩段接油,前后分別安排兩個(gè)接油盤,前段出油有色透明,后段出油透明度渾濁。注意榨油機(jī)出油通道,鎖緊螺母。考慮壓榨高含油料,對(duì)榨條間隙最前面放大,最后段收緊,讓亞麻籽內(nèi)部細(xì)胞的油在高壓下有足夠的空隙流出。在榨油機(jī)尾部上方安裝抽油煙罩。

壓榨餅由餅輸送設(shè)備進(jìn)行收集存放。毛油由油絞龍送入澄油箱內(nèi)除渣分出清油,油渣經(jīng)油渣絞龍送回熟料提升機(jī)與炒料進(jìn)一步混合壓榨,清油由毛油泵打入精煉車間。

3.2、二次低溫水化脫膠及過濾

二次低溫水化及過濾,用風(fēng)冷機(jī)組冷水降溫。

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亞麻籽毛油含膠質(zhì)、環(huán)肽類苦味物質(zhì)、不皂化物和黃酮類化合物及粘液物。毛油進(jìn)水化鍋在室溫下進(jìn)行水化處量,加水量在0.2-0.3%,水量多影響透明,加少量硅藻土,變頻攪拌60r/imn、25-30min,由濾油泵打入濾油機(jī),過濾壓力在0.1-0.15MPa、濾油溫度在20-22℃,車間溫度在15-20℃內(nèi),過濾油泵打入低溫水化鍋降溫到10-15℃,由濾油泵打至第二次過濾機(jī)過濾,第二次過濾面積按5m2/t油,可選用1層濾布加1層工業(yè)濾紙或脫脂棉或工業(yè)樹脂。過濾油R值≤5.

4、結(jié)果與討論

4.1、結(jié)果

由此工藝和設(shè)備制取濃香型亞麻籽油,亞麻籽油腥味特淡,微苦味淡,香味厚柔、醇正、色澤R值≤5,280℃加熱實(shí)驗(yàn)合格,水分和揮發(fā)物合格,在低溫儲(chǔ)放,香味持久。解決了傳統(tǒng)工藝中用多層平底蒸炒鍋炒蒸料,加熱方式容易造成蒸鍋邊角死角,容易結(jié)垢;產(chǎn)生的水汽和油煙汽被料層壓住不容易溢出,美拉德反應(yīng)不夠激烈;加熱物炒不均勻,產(chǎn)生的香味成份少,香味淡而不濃,持久性差等問題。這套工藝和設(shè)備在目前是比較理想的制取亞麻籽油的成套設(shè)備。

4.2、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高端亞麻籽油

據(jù)檢測(cè),高溫破壞部分亞麻酸,與進(jìn)口亞麻籽比較,本土產(chǎn)的亞麻籽榨出油香味濃,但亞麻酸含量沒有差別,進(jìn)口亞麻籽含水較高、經(jīng)過長(zhǎng)途物流,環(huán)境溫度和水分變化,無法妥善保管,表皮產(chǎn)生變化,酸價(jià)上升。所以在合適亞麻籽種植地方選農(nóng)戶和地,搞農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,和農(nóng)戶做訂單種植,農(nóng)戶按照公司進(jìn)行種植,在收割后除雜,西北和北方日曬能力強(qiáng),要求進(jìn)廠亞麻籽的水分和雜質(zhì)按控制指標(biāo)收購,保證收購原料質(zhì)量,在公司低溫儲(chǔ)存,倉內(nèi)能通風(fēng)換氣。優(yōu)質(zhì)亞麻籽生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)濃香型亞麻籽油。