一种脱除芝麻油中杂环胺的方法 |
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| 申请号 | CN202310617182.6 | 申请日 | 2023-05-29 | 公开(公告)号 | CN116836754B | 公开(公告)日 | 2024-03-12 |
| 申请人 | 河南工业大学; | 发明人 | 刘伟; 史莉莉; 刘君; 陈竞男; 刘雨欣; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种脱除芝麻油中杂环胺的方法，利用季铵盐对芝麻油进行混合 吸附 ，然后分离出脱除杂环胺的芝麻油；所述季铵盐为氯化胆 碱 或甜菜碱。本发明使用的季铵盐为绿色无毒的氯化胆碱、甜菜碱，均可作为 食品添加剂 和食品配料，安全无毒；脱除芝麻油中杂环胺效率高，可高达97％，且对芝麻油的品质没有影响，也不会造成芝麻油 香味 的损失。同时不会引入新的有害残留物在芝麻油中造成二次污染，方法操作简单，反应时间短，安全有效且经济环保，适宜大规模推广使用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种脱除芝麻油中杂环胺的方法，其特征在于：利用季铵盐对芝麻油进行混合吸附，然后分离出脱除杂环胺的芝麻油；所述季铵盐为氯化胆碱或甜菜碱；所述的季铵盐与芝麻油的质量比为0.1 1.0；所述混合吸附的温度为10 80℃。 |
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| 说明书全文 | 一种脱除芝麻油中杂环胺的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种脱除芝麻油中杂环胺的方法，属于食用油脂芝麻油加工方法技术领域。 背景技术[0002] 芝麻油含有丰富的不饱和脂肪酸(约80％)，主要为油酸和亚油酸，还含有木脂素类化合物、脂溶性维生素和其他营养物质，具有降血脂、防衰老、保护肝脏、抗癌等作用。芝麻焙炒过程是芝麻油生产过程的关键步骤。高温焙炒会使芝麻发生复杂的食品化学反应，在形成芝麻油独特风味的同时，芝麻中所含的蛋白质/氨基酸等组分在高温炒籽过程中发生一系列食品化学反应生成杂环胺。为了保留焙炒所产生的特有香味，一般采用沉淀和冷滤等方法获得芝麻油。因此，无法有效脱除进入成品芝麻油中的杂环胺类物质，增加了芝麻油的安全风险。此外，芝麻油中的杂环胺主要是harman和norharman这两种杂环胺物质，这是因为harman和norharman属于脂溶性杂环胺并且芝麻油中杂环胺的含量高于其他植物油。 [0003] 杂环胺是一类含有氮杂环的多环芳香族化合物，由食品中游离氨基、肌氨酸、肌酸酐与糖类在高温条件下反应产生，具有较强的致癌、致突变和心肌毒性。研究表明杂环胺的致突变性分别是黄曲霉毒素B1的一百倍、苯并芘的两千倍。因此，即使杂环胺在食品中含量很少，其带来的食品安全风险不可忽视。欧盟曾一度提出安全警示，要求食品中杂环胺每日摄入量不超过1mg。因此，脱除芝麻油中的杂环胺十分重要。 [0004] 目前脱除油品(化工用油)中的含氮化合物主要有吸附分离脱氮和萃取分离脱氮。吸附分离脱氮常用的固体吸附剂有硅胶、碳材料(如活性炭)、金属氧化物、沸石类材料等，若应用于炒香型食用油脂(如芝麻香油)不利于油脂风味的保持。到目前为止，高吸附性能、高选择性、便宜易得以及绿色环保的吸附材料还有待发掘。 [0005] 公开号为CN106631967A的中国发明专利公开了一种用季铵盐萃取剂萃取分离洗油中吲哚的方法，采用季铵盐四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丁基氯化铵萃取脱除洗油中的含氮化合物吲哚，但是这三种季铵盐具有毒性，应用于食用油脂中杂环胺类含氮化合物的脱除具有安全隐患。 [0006] 公开号为CN1088606A的中国发明专利公开了液体石油产品的脱氮方法，采用一种低碳醇与水或一种低碳醇与稀碱水溶液组成的萃取剂萃取脱除液体石油产品中的总氮、碱性氮、硫醇硫及低分子有机酸，总氮和碱性氮的脱除率均可达50‑80％。 [0007] 授权号为CN104762100B的中国发明专利公开了一种低共熔溶剂萃取脱除油品中含氮化合物的方法，采用低共熔溶剂作为萃取剂萃取脱除油品中含氮化合物，低共熔溶剂需由氢键受体化合物A(氯化胆碱、甜菜碱、氨基酸)与氢键受体化合物B(如二元羧酸、尿素)组成，通过萃取对油品中含氮化合物脱除率在80％以上。 [0009] 俄罗斯专利RU2257398采用硫酸‑醋酸‑水混合物萃取脱除油品中的含氮化合物。总体上，酸萃取方法对碱性氮化合物的脱除效果较好，但通常存在对非碱性氮化合物脱除率低、油品收率偏低、腐蚀设备、环境污染大、产生的酸渣难于处理等问题。 [0010] 美国专利US5494572采用吡咯烷酮等含氮杂环类溶剂、酰胺类溶剂、或者吡啶盐与水或液态低碳醇的混合物等有机溶剂作为萃取剂脱除轻质油中的含氮化合物，发现随着萃取剂用量的增加，脱氮率逐渐增加至90％以上，但油品收率逐渐降低至61％以下。由于有机溶剂与油品存在一定的互溶度，有机溶剂萃取脱氮技术普遍存在油品收率低、脱氮后的油品易被有机溶剂二次污染等问题，对碱性氮的脱除效果也不够理想。 [0011] 以上方法虽然都可以脱除油中的含氮物质，但是都难以应用于食用油脂中杂环胺类物质的有效脱除，而且操作相对复杂、时间较长、脱除效率相对较低。 发明内容[0012] 本发明的目的是提供一种脱除芝麻油中杂环胺的方法，该方法能够有效提高芝麻油中杂环胺的脱除效果，操作简单，不会影响芝麻油品质及风味；同时不会引入新的有害残留物，方法绿色环保。 [0013] 为了实现上述目的，本发明中脱除芝麻油中杂环胺的方法的技术方案是： [0014] 一种脱除芝麻油中杂环胺的方法，利用季铵盐对芝麻油进行混合吸附，然后分离出脱除杂环胺的芝麻油；所述季铵盐为氯化胆碱或甜菜碱。 [0015] 上述技术方案的有益效果在于：本发明采用季铵盐与芝麻油混合，芝麻油中的杂环胺与季铵盐或季铵盐水溶液通过氢键作用结合，再通过后续的分离操作，从而实现了芝麻油中杂环胺的有效脱除，杂环胺脱除率可达86％以上。 [0016] 作为进一步地改进，所述的季铵盐与芝麻油的质量比为0.1～1.0。优选地，所述的季铵盐与芝麻油的质量比为0.3～0.5。 [0017] 上述技术方案的有益效果在于：当季铵盐与芝麻油的质量比为0.1～1.0时，即能实现芝麻油中杂环胺的有效脱除，使用的剂量小。 [0018] 作为进一步地改进，所述季铵盐以溶液的形式与芝麻油混合吸附；每1mL所述溶液中含有0.5‑1.0g季铵盐。优选地，每1mL所述溶液中含有0.6‑0.9g季铵盐。 [0019] 上述技术方案的有益效果在于：本发明通过实验证明，使用季铵盐溶液吸附芝麻油中的杂环胺，杂环胺的脱除率可高达97.3％。 [0020] 作为进一步地改进，所述混合吸附后，分液获得脱除杂环胺的芝麻油。 [0021] 具体地，混合吸附可以采用超声处理或搅拌处理。 [0022] 作为进一步地改进，所述混合吸附的温度为10～80℃。 [0023] 作为进一步地改进，所述混合吸附的温度为40～60℃。 [0024] 上述技术方案的有益效果在于：萃取温度过低，油脂黏度较大，两相间(芝麻油、季铵盐)传质速率降低，达到萃取平衡所需时间较长，不利于生产操作；适当提高萃取温度，降低油脂黏度，提高传质速率；而萃取温度过高，增加生产能耗，还可能导致油脂氧化。混合吸附的温度为10～80℃，优选地，混合吸附的温度为40～60℃，即能实现芝麻油中杂环胺的有效脱除，降低生产成本。 [0025] 作为进一步地改进，所述杂环胺为1‑甲基‑9H‑吡啶并[3,4‑b]吲哚(1‑methyl‑9H‑pyrido[3,4‑b]indole，harman)和/或9H‑吡啶并[3,4‑b]吲哚(9H‑pyrido[3,4‑b]indole，norharman)。 [0026] 上述技术方案的有益效果在于：芝麻油中的杂环胺主要是harman和norharman这两种杂环胺物质，将其去除后能进一步地提高芝麻油的食品安全性。 [0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果为： [0028] 1、本发明使用的季铵盐为绿色无毒的氯化胆碱、甜菜碱，其均可作为食品添加剂(食品配料)，安全无毒，对芝麻油的品质没有影响，也不会造成芝麻油香味的损失。 [0029] 2、本发明的方法不会引入新的有害残留物在芝麻油中造成二次污染，而且杂环胺的去除效率高，可达到95％以上，操作简单，处理时间短，安全有效且经济环保，易于大规模推广使用。 具体实施方式[0030] 下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。 [0031] 一、一种脱除芝麻油中杂环胺的方法的具体实施例 [0032] 实施例1 [0033] 本实施例的脱除芝麻油中杂环胺的方法，具体实施操作如下： [0034] 将50g芝麻油(芝麻香油)置于烧杯中，向其中加入25g氯化胆碱，然后在55℃加热条件下进行超声处理5min(超声功率：390w)。然后采用离心分离去除氯化胆碱固体后，得到脱除杂环胺的芝麻油。 [0035] 实施例2 [0036] 本实施例的脱除芝麻油中杂环胺的方法，具体实施操作如下： [0037] 将50g芝麻油(芝麻香油)置于圆底烧瓶中，向其中加入25mL氯化胆碱/水溶液(1mL氯化胆碱/水溶液中含有0.87g氯化胆碱)，然后在40℃加热条件下进行搅拌处理40min(转速1300rpm)。然后采用分液去除氯化胆碱/水溶液后，得到脱除杂环胺的芝麻油。 [0038] 实施例3 [0039] 本实施例的脱除芝麻油中杂环胺的方法，具体实施操作如下： [0040] 将50g芝麻油(芝麻香油)置于烧杯中，向其中加入25g甜菜碱，然后在55℃加热条件下进行超声处理5min(超声功率：390w)。然后采用离心分离去除甜菜碱固体后，得到脱除杂环胺的芝麻油。 [0041] 实施例4 [0042] 本实施例的脱除芝麻油中杂环胺的方法，具体实施操作如下： [0043] 将50g芝麻油(芝麻香油)置于圆底烧瓶中，向其中加入25mL甜菜碱水溶液(1mL甜菜碱/水溶液中含有0.68g甜菜碱)，然后在40℃加热条件下进行搅拌处理40min(转速1300rpm)。然后采用分液去除甜菜碱/水溶液后，得到脱除杂环胺的芝麻油。 [0044] 二、对比例 [0045] 对比例1 [0046] 本对比例的脱除芝麻油中杂环胺的方法，与实施例1的区别在于：使用等量的四甲基氯化铵对氯化胆碱进行替换。 [0047] 对比例2 [0048] 本对比例的脱除芝麻油中杂环胺的方法，与实施例1的区别在于：使用等量的三乙基甲基氯化铵对氯化胆碱进行替换。 [0049] 对比例3 [0050] 本对比例的脱除芝麻油中杂环胺的方法，与实施例1的区别在于：使用等量的氯化铵对氯化胆碱进行替换。 [0051] 三、实验例 [0052] 本实验例对实施例1～4和对比例1～3中脱除前后的芝麻油中杂环胺norharman和杂环胺harman含量进行检测，计算出杂环胺norharman和杂环胺harman的脱除率。 [0053] 采用乙腈提取芝麻油中的杂环胺，并使用阳离子固相萃取柱净化，进行液相色谱‑串联质谱分析。实施例1～4和对比例1～3中杂环胺norharman的脱除率、杂环胺harman的脱除率和总的杂环胺脱除率见表1。 [0054] 表1实施例与对比例中芝麻油中杂环胺的脱除率 [0055] [0056] 根据表1的实验结果，氯化胆碱和甜菜碱对芝麻油中的杂环胺norharman和harman脱除率高于四甲基氯化铵、三乙基甲基氯化铵和氯化铵，而且使用氯化胆碱和甜菜碱的水溶液时，芝麻油中的杂环胺norharman和harman脱除率高于使用氯化胆碱和甜菜碱的固体形式。此外，氯化胆碱和甜菜碱，均可作为食品添加剂和食品配料，是一种来源丰富、绿色无毒、对环境友好的季铵盐。 |
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