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棕榈油

发布日期:2018/5/4 13:44:37

【背景及概况】[1]

热带地区适宜种植棕榈,棕榈每年结果。棕榈果肉含油46%~52%,棕榈仁含油46%~52%。棕榈油是棕榈果经熬制或轧制提炼而成的,棕榈仁油是棕榈仁经压榨提炼而成的。棕榈油目前是全球第二大食用植物油。棕榈种植成本低,棕榈油价格低,因此在世界食用油市场上具有很强的竞争力。据联合国粮农组织统计,2006年全球棕榈油产量超过3 500万t,2008年棕榈油产量达4 250万t。棕榈最早种植在西非尼日利亚及赤道非洲,20世纪70年代移植到马来西亚和印度尼西亚,目前棕榈油产业已成为这两个国家的经济支柱产业之一。

我国棕榈油现货市场中贸易企业众多,流通环节发达。华北(天津、山东)、华东(张家港、泰兴、宁波)、华南(黄埔、深圳、厦门等广州周边地区)是我国棕榈油主要进口、加工和销售区,这3个地区的棕榈油进口量占全国进口总量的92%,其中,华北地区占24%,华东地区占34%,华南地区占34%。国内棕榈油加工企业超过千家,分布在重要进口港的周边地区,据2006年海关进出口数据显示, 开展榈油进口的大型油脂企业有50多家,进口量约占总进口量的60%。棕榈油贸易企业近万家。其中大型企业直接从外国进口,进入国内后再通过大量的分销商进行分销。2006年,开展棕榈油进口的大中型贸易商有80多家,交易量占总进口量的34%。这些贸易商一般没有自己的仓库,租用油厂油库、仓储企业油库和码头油库。我国进口棕榈油数量呈快速增长趋势,除国内食品加工和化工行业对棕榈油需求持续增长外,国内棕榈油分提能力和分提技术不断提高,导致食用棕榈油消费量继续增加也是重要原因之一。

【成分】[2][6]

棕榈油中含肉豆蔻酸1%、棕榈酸38%、棕榈油酸0.5%、硬脂酸4.5%、油酸44%、亚油酸12%。棕榈油中还富含一些生物活性物质,其中类胡萝卜素含量为500~700mg/kg,故棕榈油呈深橙红色,这种色素不能通过碱炼有效地除去。棕榈油中含有丰富的维生素A(500~700mg/kg),天然维生素E(生育酚),生育三烯酚含量高达600~1000mg/kg。生育三烯酚(Tocotrienols)化学结构类似于生育酚,近年来研究表明其具有比生育酚更优越的生理功能。由于含有类胡萝卜素和维生素E,因此棕榈油具有很好的抗氧化功能。

【特性】[3]

棕榈油为深黄色固体或半固体,相对密度0.921~0.925 (15/15℃),熔点27~50℃,碘值54,皂化值201,酸 值20~185。溶于乙醚、氯仿及二硫化碳.

【功能】[6]

棕榈油略带甜味,具有令人愉快的紫罗兰香味。棕榈油有50%的不饱和脂肪酸,无反式酸,不易与酸质聚合,人体对棕榈油的消化和吸收率超过97%。和其他所有食用植物油一样,棕榈油本身不含有胆固醇。作为一种饱和度较高的油脂,棕榈油曾经被推测有可能会增加人体血清中胆固醇含量,但经过许多专家进一步的实验论证,发现食用棕榈油不但不会增加血清中的胆固醇,反而有降低胆固醇的趋势,原因是棕榈油中富含中性脂肪酸,使胆固醇提高的物质在棕榈油中的含量微乎其微(1%),而类胡萝卜素(500~700mg/kg)和亚油酸(10%)对人体的健康十分有益。近年来对一些动物研究和人体研究证实,纯的棕榈油对于控制血脂具有良好的影响,和橄榄油一样具有降低“坏胆固醇”(LDL),升高“好胆固醇”(HDL)的效果。一些研究人员曾针对不同的人种(欧洲、美洲、亚洲)分别进行研究,结果表明棕榈油是一种完全符合人体健康需要的食用植物油。棕榈油中,n-6 /n-3 FA 的比例为20:1(鱼油为0.5:1),这可通过在棕榈油中添加多不饱和脂肪酸优化其脂肪酸水平,例如将葵花籽油与棕榈油混合,则可以改善其脂肪酸组成。在温带国家由于冬季温度低,棕榈油会结晶,而将棕榈油与高不饱和脂肪酸含量的植物油混合,可以使混合油脂在低温下更加稳定(不易结晶),混合油脂可在很长时间保持澄清。

【生产工艺】[4]

目前,成品棕榈油加工过程由一系列机械化程序完成。从成熟油棕果的采摘到成品油,主要包括杀酵、脱粒、粉碎、萃提/压搾、脱酸、脱色、脱臭、分提、干燥、包装等过程。棕榈仁油则在上述工艺中增加核/肉分离、内核破碎与分拣等工序,其精制工艺也较棕榈油简单,一般是经碱炼、脱色及高温脱臭等步骤。

1. 杀酵技术

棕榈油的杀酵过程是指将新鲜油棕果中的纤维素、半纤维素、木质素和其他可提组分中的一种或几种溶解或分离出来,使固态生物质更容易接受后续化学或生物处理的一个过程,对后续油脂品质影响很大。因为成熟的油棕果的果肉以及内核中均含有丰富的脂肪酶,可自行降解果实中的脂肪导致游离脂肪酸增加,降低油脂品质。杀酵是一个热处理过程,不仅能使果实软化、松动,从果柄上脱落,还能有效抑制脂肪酶活性,防止游离脂肪酸的产生,保持油脂品质。目前,最常见的工业化杀酵条件为140℃的饱和蒸汽处理75-90min,几种常见油棕果杀酵技术及各自优缺点如下:

2. 油脂提取技术

通常情况下,利用油料作物的种子工业化生产食用油的工艺有溶剂浸出和机械压榨两种。对油棕而言,机械压榨法的油脂得率在75%-90%范围内,且两种方法所得的棕榈油均含有甘油三酯、生育酚和生育三烯酚、类胡萝卜素、植物留醇等功能成分以及游离脂肪酸、磷脂、树胶、脂质过氧化物等副产物。溶剂浸提法一般是用热水或蒸汽破裂成熟油棕果的油脂细胞,得到粗棕榈油,再经除水得到棕榈油。热水处理能有效降解树胶、树脂、淀粉与凝固蛋白。机械压榨法多借助工业机械提供的液压、螺旋挤压或离心作用力强制破碎油脂细胞,其中螺旋压榨主要应用于连续化提取工艺,液压多用于小批量或半连续生产线。机械压榨法加工棕榈油的副产物中仍含有5%-6%的油脂,若为了避免棕榈仁外壳的破碎而降低压力,所得的油棕粕中油脂含量会更高,可达10%-12%。压榨法所得液体是水、油、干物质、果实残渣的混合物,且以液层中棕榈油含量最高,可经离心和真空干燥等后续纯化工艺生产棕榈毛油(水分含量低于10%)。此外,有机溶剂萃提、超临界提取以及水酶法提取技术也已应用于棕榈油提取。几种常见棕榈油提取技术及各自优缺点如下:

3. 油脂精炼技术

油脂精炼主要是为了去除毛油中的杂质,使之达到成品油标准。对棕榈毛油来讲,磷脂、蛋白质、黏性物质、糖基结合酯等是常见的胶溶性杂质,它们不仅对油脂稳定性有显著影响,而且会影响油脂精炼工艺过程中相应环节,最终导致成品油质量下降。例如胶质会引起油脂在碱炼过程中发生过度乳化作用,不能很好地分离油、皂,从而导致油脂损失。釆用磷酸脱胶可以有效去除P-磷脂和磷脂复合物,使叶绿素转化成色泽浅的脱镁叶绿素,并能够钝化微量金属增加油脂的抗氧化性能。碱炼工艺能够有效去除棕榈油的游离脂肪酸,所生成的皂化物能吸附叶绿素、蛋白质、磷脂、黏液质以及悬浮的固体杂质。总体而言,毛棕榈油的精炼可分为物理精炼和化学精炼两类,具体流程主要包括水化/脱胶、中和、脱色、脱臭等步骤。两种精炼工艺的最大区别就是游离脂肪酸的脱除方式不同:物理精炼法中脱酸出现在脱臭过程中,而化学精炼法中则发生在碱中和过程。物理精炼主要是基于FFAs和三酰甘油酯在高温低压的条件下具有高度挥发性的特点,先将毛棕榈油与水或者磷酸水溶液混合加热,离心去除磷脂和部分极性脂类,再利用活性炭或白土除去色素类物质,最后用饱和蒸汽脱除FFAs、TAGs及挥发性氧化产物,并带出中性油液滴。该方法要求前期的脱胶和脱色过程要最大程度地去除磷脂等胶状物以减少脱臭的难度,但整个精炼过程还是会损失部VE、类胡萝卜素等成分,且存在高度氧化和所得油脂的储藏稳定性降低的风险。而化学精炼的碱中和过程则是利用氢氧化钠或碳酸钠以降低FFAs含量,并去除磷脂和其它极性脂类。与物理精炼相比,化学精炼具有操作温度低,FFAs脱除彻底油品高等优点,但也存在设备投人大、生产成本高、中性三酰甘油酯损耗大、易产生大量对环境有害的废水等缺点。

4. 油脂分提技术

油脂分提是基于不同组分间的凝固点、溶解性或流动性差异而将油脂混合物分离成具有显著物理或化性质差异的两种或多种组分的一种物理的或热力学可逆过程。常见的分提方法可分为干法、溶剂法和表面活性剂法3类。其中,干法分提过程无化学试剂和有机溶剂的添加,是一个基于熔融结晶的物理过程,有环保、成本低、得率高的优势。出于食品安全和人体营养健康的考虑,可通过干法分提技术改变脂肪酸组成以得到更好的天然甘油三酯混合物。干法分提与氢化、酯交换等方法相比,最大的优点在于由其得到的天然油脂对人体代谢机能的影响要优于由氢化和酯交换所得的化学改性脂肪。

【工能及应用】[5][6]

棕榈油特别适合于油炸面包、糕点和方便面。使用棕榈油制成的人造奶油是生产起酥面包和起酥糕点,即丹麦面包、糕点的理想油脂。该油脂熔点高、塑性强,易于在面团中形成多层次饼层。另外,在烘烤过程中,由于该油脂比较坚韧 和可塑性强,不能很快融化,细薄的油层阻止了饼坯中水分的蒸发消散,结果形成了饼层的分离和清晰、松软的层次。在我国,棕榈油在食品与化工行业具有广泛的应用。

1. 棕榈油在食品工业中的应用

棕榈油作为食用油具有其独特的优势:独为棕榈油不饱和度适中,不含亚麻酸,富含的维生素E及生育三烯酚则是天然高效抗氧化剂,这使棕榈油与其他油脂相比更适用于煎炸和烧烤食品;不易与酸聚合。棕榈油有50%的不饱和脂肪酸,无反式酸,不易与酸质聚合;用油的成本一直是餐饮业选择煎炸和烧烤用油的重要考虑因素。油棕是一种高产的多年生油料植物,其一次栽种可收获20年左右,而且单位面积年产油量远比其他植物油料高,每公顷棕榈油的产量为大豆的9~10倍,并且产量相对稳定,1公顷土地平均每年生产3.5吨棕榈油和0.4吨棕仁油,其生产效率大大高于同类植物油,因而棕榈油是世界上最具价格优势的食用植物油。由于棕榈油具有的这几种特性,因此在食品工业中被应用广泛,例如用作人造黄油、酥油、烹饪油、糖果用油脂等。

1)起酥油:起酥油和人造奶油不同,人造奶油是80%的油脂和20%的水,而起酥油是100%的纯油脂。起酥油有很多种,严格来说,每一种食品的制造都需要用到特殊的起酥油,但也有适用于��种食品的通用型起酥油,通常是用来煎炸和烘培食品,如薯条、蛋糕、饼干、夹心饼和面包等食品;

2)人造奶油:棕榈液油适用于制造液态人造奶油,棕榈硬脂更适合于制造固态人造奶油;

3)氢化棕榈油:氢化棕榈油在印度、巴基斯坦及中东国家有着很广泛的市场,这些市场通常将其当作酪脂类产品使用;

4)煎炸油:这是棕榈油在食品工业中最广泛的用途之一,主要原因是其具有很好的抗氧化性,在包括中国在内的大部分国家的方便面生产中,绝大部分是用棕榈产品来煎炸面饼。而在中国市场,一些具有地方特色的煎炸食品也开始使用棕榈产品来进行制作;

5)专用油脂:专用脂主要用于糖果,特别是巧克力类食品的生产。棕榈油和棕榈仁油都是生产专用油脂的理想原料,将其进行分提,使固体脂与液体油分开,其中固体脂可用来代替昂贵的可可脂作巧克力;其中棕仁硬脂由于其物理性质非常接近于可可脂,因此又被称为“代可可脂”。液体油则可用作凉拌、烹任或煎炸用油,其味清淡爽口。

2. 棕榈油产品的工业用途

近些年来,棕榈油的工业用途得到了快速的发展。在发达国家,大量棕榈油被应用于工业用途,在我国,棕榈工业产品有“工业味精”之称,足见其应用之广泛。工业使用的精炼棕榈油,要求熔点不低于44℃,主要用于制造肥皂、硬脂酸及甘油,每年的需要量基本是十几万吨。近年来,随着原油价格的上涨,生物燃油的题材再度被挖掘,棕榈油作为生物燃料的用途被发现,成为了未来棕榈油用途的新增长点,许多学者已利用棕榈油及棕榈仁油制备生物柴油,在欧洲及马来西亚等地已被用于工业化生产,而目前我国还没有全面和深入的研究。棕榈油在工业运用中主要分两类:一是从棕榈产品中可以直接得到的,如皂类、环氧棕榈油及其多元醇、聚氨酯和聚丙烯酸酯类产品。另外一个是油脂化工类产品,如脂肪酸、酯、脂肪醇、含氮化合物及甘油,而在这几种产品的基础上,还可以通过不同的化学方式生产出各种衍生产品。油脂化工的主要原料是富含碳链长度在C12-C14和C16-C18的油脂,其中棕仁油、棕榈硬脂、棕榈酸都是主要的原料。

【参考文献】

[1] 左青. 棕榈油的现状及展望[J]. 中國油脂, 2009, 34(6): 11-15.

[2] 营养科学词典.北京:中国轻工业出版社.2013.

[3] 马世昌 主编.化学物质辞典.西安:陕西科学技术出版社.1999.第711页.

[4] 张玉锋, 王挥, 宋菲, 等. 棕榈油加工技术研究进展[J]. 粮油食品科技, 2018, 26(1): 30-34.

[5] 张守文 主编.中华烘焙食品大辞典·原辅料及食品添加剂分册.北京:中国轻工业出版社

[6] 李瑞, 夏秋瑜, 赵松林, 等. 棕榈油的功能性质及应用[J]. 中国热带农业, 2009 (2): 31-34.

 

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  • 2018-05-04   棕榈油