油脂科学技术学科现状与发展

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1、8 中国粮油学会第五届学术年会论文选集 油脂科学技术学科现状与发展 1 概述 油脂科学技术学科是以油脂及脂类伴随物，植物蛋白及相关产物的化学与物理性质研究，油脂及植物 蛋白的加工技术、综合利用技术、工程装备技术以及所依托的科学理论方面的研究为其基本内涵，属食品学 科的一个分支学科。油脂科学技术和油脂工业相互依存，油脂科技的发展推动了油脂工业的发展，油脂工 业的发展促进了油脂科学的进步。 油脂工业是我国粮油食品工业的重要组成部分，它是农业生产的后续产业，又是食品工业、饲料工业、 轻工业和化学工业的重要基础产业，肩负着满足人民健康生活的物质需求和为社会提供多种必不可少的工 业原料的双重任务，在我国

2、国民经济中具有十分重要的地位和作用。 油脂是人类食品最重要的成分之一。上世纪五十年代以来，借助于先进分析仪器及分析技术在油脂研 究领域中的广泛应用，油脂科学技术学科得以迅速发展，由此大大促进了对油脂营养和理化性质的认识。 随着对油脂营养和物理化性质认识的不断深入，油脂作为人类食品原料和工业原料的重要程度愈加凸现。 化学工程技术和机械工程技术的迅速进展、先进制造材料的应用、机电液一体化以及信息技术、计算机集成 控制技术的综合应用，促进了油料油脂加工和油脂化工的发展和油脂加工厂实现综合化、大型化、自动化， 以及以节能环保为目标的油脂工程装备技术的发展。与此同时，随着人们健康意识的增强，更多的医学、

3、营 养学专家与油脂科学家一道，对油脂在人体内所起的功能进行了大量研究，促进了油脂营养学和食品安全 的发展。目前，油脂科学技术学科已发展成为包括油脂化学、油脂营养与安全、油料油脂加工工艺学、油料 油脂加工装备及工程和油脂综合利用开发等几大分支的学科。 中国不仅是一个油料生产大国和油脂消费大国，同时也是一个油料油脂加工大国和油脂、油料的进出 口大国。就油脂加工而言，我国的油脂加工能力之大、企业数量之多均属世界之最。据中国粮食行业协会 的不完全统计，2 0 0 7 年，全国日加工油料能力3 0t 以上的食用植物油加工企业10 9 5 个，油料处理能力为7 0 0 3 5 万t ，精炼能力为23 4

4、6 3 万t ，食用植物油总产量为18 9 8 5 万t ，精炼油的产量为17 0 7 3 万t 。这些精 炼的油脂，就是市场上的食用植物油脂。由此可见，油脂工业在我国国民经济和人民生活中具有十分重要 的地位和作用。 2油脂科学技术学科发展历程的简要回顾 中国较大的油坊和榨油工厂出现在鸦片战争前后。到1 9 世纪8 0 年代，中国的油脂业使用机器动力的 已有7 家，到1 9 3 6 年抗日战争爆发前，已有2 0 0 多个油厂，这期间西方一些先进的油脂加工技术和设备如高 压板饼水压机、液压榨油机、螺旋榨油机和罐组浸出器等被引进到中国，同时也带动了中国民族油脂工业和 油脂加工设备制造业的起步。 新

5、中国成立之初，连年的战争将先前的油脂工业基础几乎完全毁灭。这一时期油脂科学技术的主要任 务是协助恢复重建中国的油脂工业体系，油脂科学技术的发展也主要体现在提高压榨油的出油率和增产油 脂上。当时对油脂加工设备的研究开发主要集中在以解决处理量和出油率为目的的榨油上，而榨油方式则 以手动液压榨油和螺旋式动力榨油为主。 1 9 5 5 年我国自行设计制造的第一套5 0 T D 连续式平转油脂浸出设备在吉林蛟河油脂厂建成投人使用。 这是我国油脂科技发展史上的一个里程碑，他标志这我国依靠自力更生建设现代化制油工业时代的开始。 1 9 6 9 年无锡轻工业学院刘复光教授等人采用丙酮作为溶剂浸出棉籽预榨饼的研

6、究则填补了国内空白，达到 了，当时的国际先进水平。在油脂精炼方面，国营上海油脂一厂研制成功了脱水脱皂高速离心机应用于油脂 连续碱炼，河南道E l 植物油厂试验成功的“高温淡碱“棉油精炼新工艺，以及1 9 6 3 年粮食部科研设计院组织 中国粮油学会第五届学术年会论文选集 9 设计的3 0 T D 棕榈油连续脱酸、脱色、脱臭工艺和设备，体现了当时较高的油脂精炼方面的技术水平。 2 0 世纪7 0 年代，我国油脂科学技术研究的重点转移到了努力改进油脂加工工艺和设备，不断采用新技 术、新工艺和新设备，扩大油源，多出油，出好油上来。研究、开发和定型了2 0 0 型、9 5 型螺旋榨油机、9 0 型液

7、压榨油机、蒸炒锅、轧胚机、滤油机等榨油设备，以及罐组式、平转、弓型、履带、U 形、环型和Y 型浸出器，D T 蒸脱机、高料层蒸脱机、层碟式汽提塔、管式汽提塔，尾气石蜡吸收工艺等一批先进的浸出设备和工艺。使 我国油脂工业生产的机械化水平和各项技术经济指标大幅提高。与此同时，以油料油脂的副产品和下脚料 为原料的综合利用也得到了较快发展，到1 9 7 8 年全国开展粮油加工副产品综合利用所能生产的新产品已达 4 0 多种。 2 0 世纪8 0 年代，是中国改革开放不断深化的年代。这一时期，我国从国外引进了5 0 多套各种油料油脂 精、深加工生产线。通过对国外先进技术和设备的引进、消化吸收和再创新，研

8、制了液压轧胚机、大型环型 浸出器、碟式离心机、阿玛过滤机、真空脱色塔、脱臭塔等一大批适合我国国情的油脂加工工艺和设备，使我 国油脂加工装备制造业上了一个新台阶。推动了我国油脂科技的进步和油脂工业的发展。 自2 0 世纪9 0 年代起，我国油脂学科加速了与物理化学、分子生物学与生物学、分离科学、系统控制学等 相关学科的交叉与融合；从油脂作为一种食物基本成分转向与营养相关的生物活性成分的开发；加工理念 从原来主要追求油脂得率向油脂、蛋白质及其他高附加值成分的综合加工利用转变；在油脂加工过程中开 始应用生物技术、膜技术、分子蒸馏技术、挤压膨化技术、机电液一体化技术和自动控制技术等高新技术，使 油脂加

9、工厂向大型化、高效率、清洁化方向发展。 在油脂加工工艺研究方面，油脂制取节能技术、油脂物理精炼技术、油料挤压膨化浸出工艺技术、混合 油负压蒸发工艺技术、饼粕低温脱溶工艺技术、磷脂综合利用技术、油厂P L C 自动控制技术等研究方面取得 了可喜成绩，并在油脂加工企业中得到了很好的推广应用。 l 这段期间，油脂科学工作者开始更多地关注和重视对油料资源的综合开发利用。以大豆和花生为原料 的组织蛋白、浓缩蛋白、分离蛋白及改性功能性蛋白质等产品实现了工业化生产。磷脂及异黄酮、低聚糖等 功能性成分，以及其他高附加值的木本植物油呈加速发展趋势。 在油脂小包装方面，随着人们生活习惯的改变和营销方式的改变，油脂

10、小包装技术得到了空前的发展。 油脂灌装设备涵盖了从3 0 0 m l 。5 L 的家用瓶装、桶装小包装油，1 0 L 2 5 L 的餐饮业用油包装。为保护油品品 质，开发应用了油脂充氮包装和避光包装等新技术。 在油脂工程装备技术方面，C A D 技术在油脂装备开发和油脂工程设计中被广泛采用，机电液一体化技 术和新材料的采用，以及先进制造技术和设备的应用，使油脂工程及设备的工艺性能、自动化程度和工作可 靠性得以大幅提升，处理能力日趋大型化。如液压轧胚机单台处理能力高达5 0 0 T D ，油料挤压膨化机单台 处理能力达到2 0 0 0 T D ，螺旋榨油机预榨单台处理能力超过3 0 0 T D

11、，大豆预处理浸出生产线处理能力达到 4 0 0 0 5 0 0 0 T D ，油脂精炼生产线处理能力达到6 0 0 T D 。 除处理能力和规模日趋大型化外，油脂工厂的自动化程度、各项技术经济指标以及企业管理水平等方 面呈现了一个全新的面貌。 3 油脂科学技术学科的发展现状与进展 经过改革开放以来的发展，我国的油脂科学技术学科和油脂工业发生了巨大的变化。依靠自主创新和 研究开发，借鉴国外先进管理经验和对引进的先进技术装备消化吸收及再创新，使中国的油料加工能力和 生产过程的机械化、自动化程度大大提高，植物油脂产品品种繁多，品质不断提高，制油过程中副产物的综 合利用不断发展，油料中具有高附加值的生

12、物活性物质的研究开发初见成效。随着社会主义市场经济体制 的建立和逐步完善，粮油市场的放开，多种经济成分并存，国有企业、股份制企业、民营企业、合资及独资企 业相互竞争，给油脂工业带来了生机和活力。到目前为止可以说，中国油脂工业的发展已经接近和达到国 际先进水平。 3 1 油脂化学研究现状与进展 1 0中国粮油学会第五届学术年会论文选集 油脂化学传统研究内容为油脂及其油脂伴随物的结构、物理、化学性质、油脂的氧化与抗氧化、质脂的 代谢及对人体的作用、油脂及其伴随物的分析。 目前，油脂化学关注的内容是油脂脂肪酸种类、比例及甘三酯结构对人体的作用，利用生物技术和酶工 程技术对油脂改性、结构脂质的制备、油

13、脂伴随物的改性。油脂的抗氧化性能研究。 根据这些研究成果指导大众改变油脂消费结构，为生产企业提供营养调和油的理论依据。油脂酶改性 制备结构酯，替代传统食用油脂，避免传统油脂对人体的不良作用。我国已批准新结构油的生产和食用。 根据油脂和结构脂质在人体内的代谢模式，人们正在试图利用转基因技术、遗传栽培技术，培育出符合人们 期望的油料油脂类型。具有部分氢化油脂使用功能性、无反式酸或低反式酸含量的专用油脂研制和生产倍 受重视。利用高熔点植物油或全氢化油脂与其它植物油进行酶催化酯交换反应，是生产无反式酸专用油 脂、替代部分氢化油脂较为有效的方法之一。开发新型低反式酸氢化催化剂和新的氢化工艺，是降低反式

14、酸含量的另一途径。 脂肪酶连续催化生产食品乳化剂单甘酯，产品纯度高( 9 0 ) ，可替代高温化学醇解生产工艺，脂肪酶 催化酯酯交换反应生产人造奶油和起酥油已在瑞典投入工业化生产。利用脂肪酶1 ，3 位专一性特点催化酸 解反应制备新型结构酯，新型结构酯已在荷兰、德国和丹麦等国完成中试生产，并有一些产品如人乳脂替代 品投放市场。我国对脂肪酶催化酸解反应制备结构酯进行了大量研究，但目前还没有进行中试生产的报 道。 3 2 油脂加工工艺研究现状与进展 我国浸出最大生产能力达1 25 0 0t d 。油料预处理不再只重视料坯结构性能对取油效果的影响，而是更 重视对油料中各种成分的影响。油料脱皮、料坯膨

15、化、料坯湿热处理等技术被人们重视并应用于生产。油 料膨化技术的应用对浸出效率的提高起着关键性的作用。膨化增加油料的密度，提高浸出能力，增大混合 油浓度，提高蒸发系统效率，降低毛油中的非水化磷脂含量。 为降低粕残油、溶剂消耗、能量消耗和提高浸出毛油质量，对混合油负压蒸发、湿粕预脱溶、溶剂尾气回 收、乏气的余热利用进行了细致研究，并应用于实际生产，取得显著效果。信息技术和机电液一体化的应用 使生产连续、稳定、安全，高效。 酶脱胶、有机酸精练脱胶、物理精炼等为油脂精炼重点研究内容。膜脱胶已进行多年的研究和中试试 验，已有个别公司应用于工业化脱胶处理。 碱炼中和反应趋向“长混合”( 1 0 n g m

16、 i x ) ，利于减少碱用量及碱炼油磷脂和皂的残留。 提高脱色效率及减少白土使用量是近年脱色技术研究的重点。目前，两种新脱色方法得到推广和应 用。白土添加前首先将水合硅胶与油脂混合，吸附皂、磷脂及微量金属，然后再进行白土脱色处理，可节省 白土5 0 6 0 。费白土再利用技术可减少白土用量5 0 以上。 降低脱臭工序的能量消耗，提高脱臭效率及减少反式酸生成是设计新型脱臭工艺和设备时主要考虑的 因素。低压操作，冷冻真空系统，填料塔脱臭方法被重视和应用，“多合一”脱臭塔，即脱气、加热、汽提、脱 臭、热交换、热回收及冷却等操作在同一塔内完成，目前正在研发和推广过程中。 为确保食用油脱臭产品的安全，用闭循环的高压蒸汽锅炉替导热油等化学热媒加热方式正成为一种发 展趋势。 制备生物柴油( 脂肪酸甲酯) 用固体酸碱、纳米金属氧化、纳米磁性、固定化脂肪酶、固定化全细胞脂肪 酶等新型催化剂研究取得较大进展，降低催化剂生产成本、延长催化剂寿命、降低催化剂对微量杂质的敏感 性等仍是目前的研究热点。 3 3 油脂加工装备与工程技术研究现状与进展 近年国内油料油脂加