油脂中皂腳總脂肪物含量測定方法的研究與應用

◎ 邵彥智，方 哲，汪 廷，孔 偉，王 樂

（中儲糧鎮江糧油有限公司，江蘇 鎮江 212001）

豆油皂腳是大豆原油油精煉過程中產生的，是精煉工藝堿煉中產生的副產物。在精煉過程中，通過添加堿和毛油中的游離脂肪酸反應，可以形成肥皂膠體的脂肪酸鈉鹽，其中包含甾醇、中性油和脂溶性色素等雜質。皂腳的組成隨工藝、操作而異，皂腳中一般中性油含量為18%～40%，水分為30%～40%[1]。皂腳包含磷脂、中性油、水等多種物質，是一個復雜而黏稠的乳化體系，通過加入適量的酸，可以使鈉皂轉變成脂肪酸，同時打破鈉皂造成的乳化，通過離心使皂腳快速分層[2]。上層中主要是脂肪類物質和其他親脂性物質，如甾醇、脂溶性色素等。

本研究利用酸化法從豆油皂腳中分離皂腳總脂肪物，通過對反應時間、反應溫度、濃硫酸用量、加水量等影響因素的實驗，優化皂腳總脂肪物的提取條件，為皂腳總脂肪物含量測定提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆皂腳：自備；濃硫酸：AR級，國藥集團化學試劑有限公司。

Sartorius CPA4235電子天平：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；20 mL刻度試管、100 mL燒杯：上海申玻儀器公司；電動離心機：金壇市醫療儀器廠；電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科學儀器有限公司。

1.2 皂腳總脂肪物測定方法

取一個干凈的20 mL刻度試管，用天平稱取3 g左右樣品放入刻度試管中，并向其中加入少量自來水和3 mL濃硫酸，利用水浴鍋進行加熱，邊加熱邊攪拌，當溫度達到90 ℃以上時，用滴管滴加濃硫酸（滴加速度要緩慢，以防爆沸和產生中間乳化層）。反應完畢后，放入離心機中，轉速調至2 500 r·min-1[3]，離心10 min。取出試管并讀取上層體積，按式（1）計算皂腳總脂肪物含量。

式（1）中，X-皂腳總脂肪物含量，%；V-脂肪物層的體積，mL；ρ-脂肪物的密度，為0.91 g·mL-1；M-大豆皂腳質量，g。

1.3 皂腳總脂肪物提取條件優化

1.3.1 探究加熱時間對皂腳總脂肪物產量的影響

在樣品分層過程中，隨著水浴加熱皂腳的黏度逐漸降低，皂腳總脂肪物可以最大量析出。本試驗設定加熱溫度為95 ℃，加入濃硫酸體積為5 mL，考察加熱時間（6 min、9 min、12 min、15 min、18 min和21 min）對皂腳總脂肪物析出的影響

1.3.2 探究加熱溫度對皂腳總脂肪物產量的影響

本試驗設定濃硫酸體積為5 mL時，加熱溫度分別為80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃、100 ℃和105 ℃的條件下，進行皂腳總脂肪物的測定，考察加熱溫度對皂腳總脂肪物產量的影響。

1.3.3 探究濃硫酸用量對皂腳總脂肪物產量的影響

本試驗設定水浴溫度為95 ℃，反應時間為15 min，濃硫酸體積分別為2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL和7 mL條件下，進行皂腳總脂肪物的測定，考察濃硫酸用量對皂腳總脂肪物析出的影響。

1.3.4 探究加水量對皂腳總脂肪物產量的影響

本試驗設定反應溫度為95℃，反應時間為15 min，濃濃硫酸體積為5 mL的條件下，改變加水量，觀察皂腳總脂肪物產量的變化，考察加水量對皂腳總脂肪物析出的影響。

2 結果與分析

2.1 加熱時間對皂腳總脂肪物產量的影響

由圖1可得，反應前期加熱時間跟皂腳總脂肪物產量呈正相關，隨著反應進行，皂腳出現明顯分層，最上層為皂腳總脂肪物。加熱15 min 以后，皂腳總脂肪物析出速率降低，這是因為隨著反應的進行，皂腳得乳化體系被慢慢破壞至完全消失，脂肪顆?；救棵撾x膠團，加熱15 min 以后，皂腳總脂肪物的產量達到最大。因此，本試驗確定最佳加熱時間為15 min。

圖1 加熱時間對皂腳總脂肪物產量的影響圖

2.2 加熱溫度對總脂肪物產量的影響

試驗反應溫度是影響皂腳總脂肪物產量的重要因素，溫度過高或過低對皂腳總脂肪物產量都有極大的影響。升高加熱溫度可以有效降低皂腳的黏度，破壞皂腳內乳化的作用[4]，促進皂腳總脂肪物的析出。由圖2可得，隨著加熱溫度的增加，試驗反應越快，皂腳總脂肪物的析出速率增加，試驗達到穩定狀態所需時間越短。加熱溫度為95 ℃時，皂腳總脂肪物的析出速率最高。加熱溫度超過100 ℃后，皂腳中的水分開始蒸發，皂腳黏度增加，皂腳總脂肪物產量逐漸下降。因此，本試驗確定最佳加熱溫度為95 ℃。

2.3 加濃硫酸量對總脂肪物產量的影響

皂腳中的乳化膠團會吸附脂肪顆粒，加入濃硫酸邊加熱邊攪拌可以破壞乳化膠團，使脂肪顆粒被分離出來[5]。由圖3可得，濃硫酸用量小于5 mL時，皂腳總脂肪物產量與濃硫酸用量的呈現相關性，這是因為濃硫酸用量越多，乳化體系被破壞的越嚴重，皂腳總脂肪物越容易析出。濃硫酸體積為5 mL時，皂腳總脂肪物產量最大。濃硫酸體積大于5 mL后，皂腳總脂肪物產量明顯回落，此時加入的濃硫酸使皂腳被碳化，皂腳黏度升高，皂腳總脂肪物不能很好地析出。因此，本試驗確定最佳濃硫酸體積為5 mL。

圖3 濃硫酸用量對皂腳總脂肪物產量的影響圖

2.4 加水量對皂腳總脂肪物產量的影響

由于精煉工藝不同，皂腳的含水量也有所差別。皂腳含水量較低，加入三級水可以降低皂腳黏度和防碳化，影響皂腳總脂肪物的析出速度。由圖4可得，向皂腳中加入少量水并充分攪拌后，對皂腳總脂肪物的產量無明顯影響。

圖4 加水量對皂腳總脂肪物含量的影響圖

3 結論

通過對大豆油皂腳總脂肪物酸化提取條件的優化，為皂腳總脂肪物含量的準確檢測奠定了基礎。提取大豆油皂腳總脂肪物的最佳工藝條件：加熱溫度為95 ℃，加熱時間為15 min，濃硫酸體積為5 mL，在此條件下，皂腳總脂肪物產量最大化。該方法提取工藝簡便，操作簡單，適合工廠高頻率檢測，大大提高了大豆油皂腳的檢測效率。