食用油的脫色是油脂精煉過程的一部分, 它去除了那些對甘油三酯 (三酰甘油基的化合物)的外觀和性質產生不利影響的雜質。通常,食用油脂在制取的過程當中,無論對于大豆油和棕櫚油還是食用的豬油和牛脂,都會帶有一定量的雜質。這些雜質大部分必須從油脂中除去, 以達到食品應用所必需的高質量標準。通常, 首先進行脫膠和堿煉(中和)過程,脫色過程會去除之前工藝中不能去除的特定的有害雜質,脫色是在脫臭工藝前的一項重要工序。
脫色工段是一種通過混合油和白土(吸附劑)來脫除顏色的過程。脫色過程也能有效地減少葉綠素、殘留皂和膠質、微量金屬、氧化物,并間接地影響脫臭油顏色。脫色過程看上去是吸附劑和油脂的簡單混合之后再過濾的過程,但是,在脫色過程中發生了很多復雜的化學和物理反應, 這些反應很大程度上依賴于過程變量 (如含水量, 溫度, 反應時間和真空),脫色前油的品質,,吸附劑的用量和特性以及所使用的設備類型。脫色操作的成功與否或效率高低與上游過程的有效性是相互依存的,有可能干擾脫色效果的雜質應該被去除(圖 1)。一些人認為脫色是精煉過程的 "安全網" ,因為它是煉油過程中脫臭前最后進行的工段。按照本文的研究,對脫色的優化,有兩個重要意義:(1) 實現高品質成品油;(2) 油凈化過程的經濟可行性。
圖1. 處理效率-與過程相關的雜質去除
吸附劑礦物質的吸附能力取決于其礦物結構和吸附性能, 如表面積、粒度分布、孔隙度和表面酸性等。脫色白土或白土一般由三種白土礦物質中的一種或多種組成: 蒙脫土、凹凸棒土和海泡石。圖2描述了兩種白土基礦物的微觀結構。一種是鈣蒙脫石 (通常稱為膨潤土), 另一種是在美國喬治亞州地區天然的凹凸棒土和蒙脫土的混合物。
圖2 脫色白土礦物
膨潤礦土在自然狀態下的吸附性能有限,需要通過酸化學處理,來得到處理植物油所需的表面積和孔隙率。這種性質的脫色白土通常稱為“酸”或“酸活化”白土。
天然凹凸棒土和海泡石礦物對雜質具有很高的親和力,不需要任何酸處理。這些天然白土可以用礦物酸酸化,也可以與螯合酸如檸檬酸或磷酸一起使用,以改善對葉綠素的脫除活性。
通過與酸的反應,脫色白土被不同程度地酸化,從天然白土,部分酸化,一直到高度酸化的白土(圖3)。活化的好處是吸附劑活性,或者說去除雜質的效率(即脫色效率)隨著基質礦物白土酸化程度的提高而提高(PH值小于2時)。然而,采用酸活化的白土,會對油會產生有害的副作用,比如游離脂肪酸[2,3]的增加,3-氯-1,2-丙二醇酯(3-MCPD)的形成等等[4-6],如果油品對這些副反應很敏感,我們通常更喜歡使用天然白土。
圖3 脫色白土活化水平的影響(典型質量指標與白土酸化程度和關系)
此外,為了符合“有機”食油認證,天然白土是唯一的選擇,因為它們的生產不涉及任何限制的化學試劑。在某些情況下,使用符合“有機”標識的天然酸,如檸檬酸,可以進一步提高脫色效果(針對葉綠素高的油品),這樣的過程仍然符合“有機”標簽的要求。可以將酸可以加入待脫色的油中,也可以預先制備酸活化白土。