棉籽加工中棉粕蛋白質含量和棉籽油色澤的控制

周人楷，張文龍 ，童惠英，張利軍，許益建，孫 樂

(1.無錫中糧工程科技有限公司，江蘇 無錫 214035； 2.中糧集團 中國糧油控股有限公司生產與質量安全管理部，北京 100020)

應用實踐

棉籽加工中棉粕蛋白質含量和棉籽油色澤的控制

周人楷1，張文龍2，童惠英1，張利軍1，許益建1，孫 樂1

(1.無錫中糧工程科技有限公司，江蘇 無錫 214035； 2.中糧集團 中國糧油控股有限公司生產與質量安全管理部，北京 100020)

主要敘述了以棉籽為原料，生產加工后得到兩個主要產品——棉粕和棉籽油，分別分析了影響棉粕蛋白質含量和棉籽油色澤的因素，并提出了控制各因素的關鍵點。在實際生產中，通過控制這些關鍵因素，可得到高蛋白的棉粕和高品質的棉籽油。

棉粕；蛋白質；棉籽油；色澤

棉籽是我國的大宗油料之一，棉籽加工的主要產品為棉粕和棉籽油。棉粕中蛋白質含量的高低不僅影響其在飼料中的添加量 ,同時也影響棉粕的利用價值。 我公司近幾年在新疆地區，采用膨化浸出生產加工工藝，制取的棉粕色澤金黃，蛋白質含量達到46%～53%[1]，具備較高的市場競爭力。棉籽油色澤是衡量其質量的重要指標，消費者通過色澤的感官效果來判斷油品質量，從而選擇是否采購。因此，改進傳統工藝得到的高品質棉籽油，其色澤淺(Y15，R2.0)、穩定性好，具有較高的市場競爭力。根據工程實踐，現將棉籽加工中影響棉粕蛋白質含量和棉籽油色澤的因素進行探討總結，以便與同行進行交流。

1 棉粕加工工藝

棉籽清理→剝殼→仁殼分離→軟化→軋坯→調質→膨化→冷卻→浸出→濕粕蒸脫→研磨→篩分→成品棉粕。

1.1 棉粕蛋白質含量的影響因素

(1)原料品質影響：棉籽生產的氣候和成熟度影響蛋白質含量；

(2)剝殼后仁中含殼量的影響：仁中含殼量多少影響蛋白質含量；

(3)調質的影響：調質過程中水分、溫度等影響蛋白質變性；

(4)濕粕蒸脫的影響：濕粕蒸脫的水分、溫度、時間影響蛋白質變性；

(5)棉粕中含殼量的影響：棉粕中含殼量的多少，決定最終產品蛋白質含量的高低。

1.2 控制棉粕蛋白質含量的關鍵點

1.2.1 原料品質的控制[2]

棉籽因品種和生長環境不同，品質差異較大。成熟度較好的棉籽有利于提高整籽含油率和棉粕蛋白質含量。棉籽儲存的安全水分為11%～12%。原料水分含量過高，在儲存過程中容易引起發熱、霉變，在后續加工生產中，會使棉粕呈現褐色，蛋白質含量降低。 因此，采購原料時，控制原料品質指標很重要。

1.2.2 剝殼后仁中含殼量的控制

棉殼中的蛋白質含量很低，蛋白質主要集中在棉仁中。棉籽剝殼后，仁中含殼量的多少是影響棉粕蛋白質含量高低的主要因素。生產實踐證明，仁中含殼量控制在12%～15%，將有效降低粗纖維含量，棉粕蛋白質含量能夠達到46%左右；但棉籽原料的品質有差異時，如水分、含殼量的差異會導致剝殼率下降，進而影響蛋白質含量。因此，因根據不同的原料品質，選用與之匹配篩孔的分離篩，控制仁中含殼量的穩定。

1.2.3 調質的控制

調質是制油過程中的關鍵工序，主要是通過水分、溫度的作用，使油料內部結構發生變化。調質過程中，油料中蛋白質發生熱變性，80℃以上時蛋白質變性加劇。為了降低油料中蛋白質變性，在調質過程中，控制蒸炒鍋壓力在0.5 MPa左右，出料溫度在75～80℃，出料水分6%～7%，滿足進入膨化機的品質要求。

1.2.4 濕粕脫溶的控制

棉籽餅浸出后的濕粕在蒸脫烘干過程中，極易影響棉粕的蛋白質含量和外觀色澤。棉粕蛋白質變性與濕粕蒸脫的溫度、水分、時間有關，蛋白質在80～130℃ 時隨溫度升高變性加劇。生產操作中在滿足粕殘溶條件下，根據影響蛋白質變性的因素進行具體控制：①嚴格控制脫溶、烘干的溫度，脫溶氣相溫度控制在85℃左右，在滿足粕水分的條件下降低烘干溫度，出粕溫度控制在100℃以下；②生產中嚴格控制直接蒸汽含水量和加入量；③脫溶機料層控制采用的是單層獨立控制的進、出料方式，控制蒸脫時間，保持生產連續穩定，使脫溶生產過程均勻穩定。

1.2.5 棉粕中含殼量的控制

棉粕中的蛋白質含量和色澤最終取決于棉粕中含殼量的多少。根據棉粕中粕和殼的硬度差異等物理特點，采用研磨、篩分的工序，進一步將棉粕中的棉殼和細絨分離。通過實際生產實踐，制取出蛋白質含量高達53%、色澤金黃的棉粕產品。同時根據市場需求，可以靈活調整，制取蛋白質含量46%～53%不等的高蛋白棉粕。產品靈活性高，市場競爭力強。

2 棉籽油的加工工藝

棉籽清理→剝殼→仁殼分離→軟化→軋坯→調質→膨化→冷卻→浸出→毛油→過濾→蒸發→汽提→中和→脫色→脫臭→成品棉籽油。

2.1 棉籽油色澤產生的原因

棉籽油色澤深的主要原因是油中存在棉酚及其衍生物。棉酚主要存在于棉仁的色素腺體之中，是棉籽中最重要的色素，占總色素的20%～40%。棉酚是棉籽油中的特有成分，是一種強發色性的物質。棉酚受熱變性易形成變性棉酚，是一種非常穩定的色素，無論是堿煉、吸附劑吸附還是高溫脫色都很難去除。 控制棉籽油中棉酚含量，尤其油中變性棉酚含量是控制棉籽油色澤的關鍵。

2.2 棉籽油色澤的影響因素

(1)棉籽毛油的品質：棉籽毛油的品質影響棉籽油色澤；

(2)合適的精煉方法：合適的精煉工藝影響成品棉籽油的色澤。

2.3 控制棉籽油色澤的關鍵點

2.3.1 棉籽毛油品質的控制

2.3.1.1 棉籽原料

棉籽的生長氣候與成熟度及水分能產生霉粒、未成熟的棉籽。棉籽儲存時由于儲存溫度變化，特別是水分過高時，容易發霉，內部發生霉變、腐爛，產生更多的有機降解物，使棉籽加工出來的油脂色澤加深，這種霉粒在油脂加工中不能用皂腳吸附除去，致使成品油色澤很深，影響成品油色澤[3]。

采購原料時，選擇成熟度較好、水分11%～12%、含絨少的棉籽，能提高棉籽油的品質。

2.3.1.2 調質-膨化工段

棉酚受熱變性易形成變性棉酚，是一種非常穩定的色素。而高溫會使棉酚更易變性。實踐生產調質溫度控制在75～80℃的中低溫運行，有效降低變性棉酚的產生。

2.3.1.3 蒸發工段

在蒸發過程中，溫度過高會使混合油中含有的雜質及棉酚固化，形成色素，控制好蒸發過程中每個工序的溫度，可降低毛油色澤。

以上每個步驟都要控制好才會得到低酸值、色澤較淺的棉籽毛油。

2.3.2 精煉生產工藝的控制

2.3.2.1 中和工段

色澤控制原理：棉籽毛油部分色素在堿煉過程中被用一定濃度燒堿液中和毛油中的游離脂肪酸所生成的皂腳(鈉皂)吸附并與棉籽油分離，棉酚在此過程中也被吸附脫除。其中，游離棉酚呈弱酸性，能與堿作用生成不溶于油脂的棉酚鈉鹽，在油脂堿煉時隨皂腳除去。

中和工段操作控制點：①采用長混堿煉工藝，使中和反應充分，棉酚和油中色素充分被皂吸附；②選擇適中的堿液濃度與超量堿比例，既要減少中性油損失又要盡量去除油中的色素，堿煉用堿通常要用約18%氫氧化鈉，超量堿根據實際生產情況定；③如果棉籽毛油品質較差，避免因棉酚的存在而導致對一、二級棉籽油產生不良的影響及一次堿煉煉耗太高，通常采用二次堿煉的方式；④堿煉后棉籽油酸值(KOH)以控制在0.08～0.12 mg/g為宜；⑤堿煉棉籽油含皂量及膠體物質含量應控制在最低范圍，堿煉油水分控制0.1%以下；⑥經堿煉加工后，堿煉油的色澤可控制在R2.4以下(25.4 mm槽)。

2.3.2.2 脫色工段

脫色工段操作控制點： ①采取預脫色-復脫色工藝，建立兩次吸附平衡，脫色效果好，生產成本低； ②活性白土水分應控制在10%以下，否則會降低脫色效果；③ 控制白土用量，采用白土復配方法，膨潤土、凹凸棒土和活性炭按一定比例復配，單純增加活性白土用量，不僅脫色油損失增加，還會使脫色油酸值升高；④活性炭對藍色和綠色色素的脫除特別有效，對難以脫除的變性棉酚也有一定的脫除作用；⑤棉籽油連續脫色是在真空極限要求小于10 kPa狀態下進行，既可以減少水分對吸附脫色帶來的不利影響，也可以防止油脂在脫色過程中產生氧化使色澤加深與固化；⑥在加入同量吸附劑情況下,脫色溫度通?？刂圃?10℃以下、脫色時間20～30 min時脫色效果最好；溫度低、時間短吸附劑吸附能力沒有達到最佳，溫度高、時間長會生成新色素使色澤變深，而新生成的色素更不易被脫除。

脫色油經脫臭處理后，得到成品棉籽油的色澤為Y15，R2.0(133.4 mm槽)。

3 結束語

棉粕蛋白質含量和棉籽油色澤受到多方面因素的影響，既有原料品質的因素，又有加工工藝和操作的因素。要提高棉粕蛋白質含量，降低棉籽油色澤，必須控制原料品質、控制預處理、浸出、精煉加工工藝中每個工序、主要設備的操作參數，制定嚴格的操作規程，從而生產出蛋白質含量高的高品質棉粕和色澤淺的高品質棉籽油，提高油脂加工企業產品在市場的競爭優勢，為企業創造更大的經濟效益和社會效益。

[1] 童惠英, 秦健,許姣皎,等.高蛋白棉粕的制取工藝設計及實踐[J].糧食與食品工業， 2016,23(4):42-44.

[2] 劉玉剛, 王國才, 楊杰,等.對影響棉粕蛋白含量因素的探討[J].中國油脂，2007,32(9):17-18.

[3] 劉軍海.淺析影響棉籽油色澤的因素[J].中國棉花加工, 1996(1):44-45,23.

Control of protein content of cottonseed meal and color of cottonseed oil in cottonseed processing

ZHOU Renkai1,ZHANG Wenlong2, TONG Huiying1, ZHANG Lijun1,XU Yijian1,SUN Le1

(1.Wuxi COFCO Engineering Technology Co., Ltd., Wuxi 214035，Jiangsu, China; 2.Production and Quality Safety Management Department, China Agri-Industries Holdings Limited,COFCO, Beijing 100020, China)

With cottonseed as raw material, two main products—cottonseed meal and cottonseed oil were obtained after processing. The factors affecting protein content of cottonseed meal and color of cottonseed oil were analyzed and the key control points of various factors were put forward. In practical production, protein-rich cottonseed meal and high-quality cottonseed oil were obtained by controlling the key factors.

cottonseed meal; protein; cottonseed oil; color

2016-12-14

周人楷(1977)，男，高級工程師，碩士，主要從事油脂油化、植物蛋白工程設計及工廠建設工作(E-mail)zhourenkai@cofco.com。

TS224；TQ644.2

B

1003-7969(2017)05-0149-03