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1、菜籽油风味形成机理研究和100t/d菜 籽油生产线设计摘 要 :以实验室脱皮菜籽为原料，对不同蒸炒、调质条件下进行加工获得的菜籽油进行分析，采用顶空固相微萃取（HS-SPME)和气质联用（GC-MS)技术检测分析菜籽油中挥发性物质，进而推断菜籽油风味的形成机理。经初步分析发现硫甙降解产物、氧化挥发物（醇、醛、酮等）、烃类及杂环类物质是构成菜籽油的主要挥发性风味物质。3-丁烯基异硫氰酸酯、2，4-戊二烯腈、2-甲基丁烯腈、5-甲基己烯腈、异硫氰酸苯乙酯、苯代丙腈为主要的硫甙降解产物，1,5-己二烯醇、反式-2,4-庚二烯醛、反式-2-庚烯醛、壬醛、2-十一烯醛、3,5-辛二烯-2-酮、壬酸等为氧
2、化挥发物质中的主要成分。加工工艺对菜籽油风味有显著影响。生菜籽油所含风味物质种类少、含量低，经低温长时间及高温短时间蒸炒处理的菜籽油中挥发性风味物质含量大幅度增加，风味物质在炒籽时随着水分含量升高而降低。关键词 ：菜籽油；挥发性风味物质；加工工艺；顶空固相微萃取; 生产线设计 Study on the formation mechanism of the flavor compounds of rapeseed oil and the 100t/d production line design Abstract: The peeling rapeseed provided by the lab
3、 was taken as raw material,analysis the rapeseed oil processed under different condition. The volatile flavor compounds were detected and analyzed by HS-SPME (headspace solid phase micro -extraction) and GC-MS .And then infer the formation mechanism of rapeseed oil. After the preliminary analyzed,th
4、e results showed that main volatile flavor compositions were degraded glucosinolate products,oxidation volatiles(alcohols,aldehydes and ketones,etc) and heterocyclic compounds.Th -e main degraded glucosinolate products involved 1-butene-4-isothiocyanat 2, 4-pentadlenenitrile,2-methyl-butenenitrile、5
5、-methyl-hexenenitrile、phenethyl isothiocyanate and benzenepropanenitrile.Aldehydes including 3-hydroxy-1,5 -hexadiene、2,4-heptadienal(E,E)、nonanal、2-undecenal、3,5-cyclooctadie -ne-2-ketone and pelargonic acid.Processing technology have significant infl- uence on the volatile compounds of rapeseed oi
6、l.Pressed the original rapeseed directly,the oil got a little volatile flavor substances.However,the rapeseed co- oked at 80oC for longer time and 160oC for shorter time,the quantity of flavor compositions was much higher.The higher moisture content of cooked seeds,the lower of flavor compositions .
7、Keywords :rapeseed oil;volatile flavor compositions ;processing technology;HS-SPME; GC-MS;design of production line1 引言 菜籽是草本十字花科作物，是我国主要的油料作物之一。栽培遍及全国，主要集中在长江和珠江流域，其种植面积占全国油料作物总面积的40%以上，菜籽油产量占植物油产量的1/3以上，居世界首位1 。 近来由于菜籽油浓郁香味的成为消费者的追求和买点，厂家为了迎合消费者需求，提高市场竞争力，就必须在菜籽油的品质上下功夫，除了做到消费者放心外，还要确保营养成分含量以及良好的色
8、泽风味。1.1 菜籽油及其产业现状1.1.1 菜籽油的营养价值 近年来，随着人们生活水平以及对生活品质要求的提高，在饮食方面，一些传统的东西逐渐回归2，菜籽油含有对人体有益的油酸及亚油酸含量居各种植物油之冠，人体对菜籽油的吸收率很高，可达99%，因此它所含的亚油酸等不饱和脂肪酸和维生素E等营养成分能够很好的被机体吸收，具有软化血管、延缓衰老的功效。但是，菜籽油含有一定的“青气味”，这种气味是其中含有一定量的芥子苷所致，但特优品种的油菜籽则不含这种物质。由于榨油的原料是植物的种实，一般会含有一定的种子磷脂，对血管、神经、大脑的发育十分重要。菜籽油的胆固醇很少或几乎不含，所以控制胆固醇摄入量的人可
9、以放心食用。菜籽油是一种芥酸含量特别高的油，是否会引起心肌脂肪沉积和使心脏受损目前尚有争议，所以有冠心病、高血压的患者还是应当注意少吃。中医理论认为，菜油味甘、辛、性温，可润燥杀虫、散火丹、消肿毒。姚可成食物本草并谓菜油“敷头，令发长黑。行滞血，破冷气，消肿散结。治产难，产后心腹诸疾，赤丹热肿，金疮血痔”。临床用于蛔虫性及食物性肠梗阻，效果较好。1.1.2 国内外行业现状及发展趋势近几年来我国菜籽压榨能力快速增加，菜籽供不足需的矛盾越来越严重。虽然0910年度我国菜籽供应创历史新纪录，但供不应求的局面依然存在。2010年至2011年度我国菜籽压榨能力继续增加，供不足需的矛盾更加突出，预计未来几
10、年内我国菜籽供需不足的矛盾依然难以解决，菜籽压榨企业竞争将更加激烈。部分小型企业和个别资金困难或经营不善的大型企业将被重组或破产倒闭，菜籽加工行业集中度将逐步提高。受国际市场油脂油料价格大幅上涨的影响，本年度国内菜油价格将呈现震荡上涨的走势。据不完全统计，2011年我国菜籽新增压榨能力超过12000t/d,年新增菜籽压榨能力超过360万吨。新建和扩建的500t/d以上菜籽压榨项目有中粮荆州公司、中粮黄岗公司、中粮巢湖公司 、湖北佳富实业公司、黄岗永康公司、湖北京山华贝公司、广西枫叶粮油公司、福建集家佳油脂公司、湛江渤海油脂公司。此外，中纺粮油公司湛江和福建工厂的菜籽压榨项目改建后已经投产，未来
11、几年我国菜籽压榨能力仍将会继续增加。1.2 菜籽油风味的特性 油脂风味可以反映油脂的品质变化，如加工不当、违规储藏、超期存放、高温加热、反复使用等导致的油脂品质变化，都会在油脂的挥发组分中体现出来。因此，研究油脂风味成分及其变化规律对提高油脂本身的价值和保障消费者的健康都有着重要的意义。 挥发性风味物质是植物油中存在的次生特异性标志物，每一种植物油都有其独特的风味，我们很容易通过这些气味来分辨他们19。加工技术和手段不同，产生的风味不同，且在储藏过程中，植物油的风味也会发生变化。目前对油脂特征气味的研究已是油脂风味成分研究的一个热点，通过顶空固相微萃取技术和气相色谱质谱分析，许多成分也逐步被确
12、定。本实验的目的是通过对不同工艺条件下菜籽油的风味成分进行分析，对加工工艺进行优化，从而有利于生产更优质健康的食用油。菜籽油风味的形成机理主要包括生物、化学或物理作用。纯油脂并无异味，但当存在发酵、氨基酸转化、霉菌活动、氧化活动等情况，或者不饱和脂肪酸受到高温、氧气、光、金属，还有其他氧化剂的影响，油脂就会产生异味。油脂气味的产生除了与油料本身的特性有关，还与油脂提取工艺、成品的储存状况、使用情况等因素有关,提取过程同时也是油脂气味产生的过程，其中Strecker降解、脂肪酸的过氧化反应、美拉德反应等都会伴随着风味物质的产生。1.3 本课题研究的主要内容和意义1.3.1 课题研究的主要内容 （
13、1）选择实验室脱皮油菜籽作为原料，采用顶空固相微萃取提取菜籽油中的挥发性风味物质，并通过气相色谱质谱分析获得的挥发性组分，分析在不同工艺条件下获得的挥发组分色谱峰面积，研究风味成分的变化趋势，进而对挥发性风味物质形成的机理进行研究。 （2） 在确定菜籽油生产工艺基础上，对产品生产进行主体车间设计，包括工艺衡算、主要设备的选型、布置设计以及整个工厂生产运营的经济估算和效益分析。1.3.2课题的意义 油脂的风味物质，在深度开发及利用方面具有广阔的前景。通过对菜籽油的风味进行改善，获得消费者的喜爱和更高的市场占有率； 菜籽油的加工技术相对成熟, 产品价格通常受国内国际多种油脂供求状况的影响, 其加工
14、利润较低且呈现大范围的波动。因此, 应重视深度开发, 延伸产业链并提高附加值。而菜籽蛋白及其副产品的加工技术相对薄弱, 但增值潜力巨大。因此, 应重视综合利用, 强调工艺路线的兼容性和灵活性, 从而实现多点开发, 全面增值。2 试验部分2.1 原材料 实验室脱皮菜籽2.2 主要仪器和设备 2.1 主要设备清单设备名称 生产厂家FA1104N电子分析天平上海民桥精密科学仪器HH-S型恒温水浴锅常州国华电器TDL-5-A型离心机英泰仪器生产公司 QP-2010气相色谱-质谱联用仪日本ShimadzuSLB-5MS毛细管色谱柱月旭材料科技SPME手动进样器美国Supelco公司75um CAR/PD
15、MS萃取头美国Supelco公司15ml EPA/VOA螺口样品瓶美国Supelco公司榨油机 电磁炉2.3 试验设计2.3.1 原料准备取实验室脱皮菜籽，去除结块部分及杂质，装袋备用。2.3.2 试验工艺流程及操作要点原料处理 湿润蒸炒 压榨 离心分离菜籽油 顶空固相微萃取 GC-MS分析（1）湿润蒸炒：在操作过程中主要是进行控制蒸炒的温度、时间、以及水分。（2）压榨：调节榨油机转速为30rpm，不使用夹套进行温度控制，直接进行压榨，所有菜籽油均在同一温度下进行压榨。（3）离心：控制离心机转速为5700rpm，离心时间为20min。2.3.3 试验方案设计 （1）萃取时间：30min、45min、60min。 （2）调质水分：3%、5%、10%。 （3）低温80条件下蒸炒时间：10min、15min、20
