3-氯-1,2-丙二醇酯(3-Chloro-l,2-Propanediolfatty acid esters,3-MCPD酯)和脂肪酸缩水甘油酯(Glycidyl Fatty Acid Esters,GEs)是目前广泛存在于精炼植物油脂中的污染物,对人体具有潜在危害,是近年来出现的食品安全热点问题。本文以两种较为典型的食用油脂,即含量较低的大豆油和含量较高的玉米油为原料,对油脂精炼过程的吸附脱色阶段对3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的吸附脱除效果进行了研究,分析了油脂种类、吸附剂种类、吸附剂用量、吸附温度、吸附时间对两种组分吸附脱除效果的影响,并通过正交试验研究得到了缩水甘油酯的最佳吸附条件;研究了大豆油和玉米油在油脂蒸馏脱臭阶段随脱臭温度、脱臭时间变化3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量的变化规律,并在此基础上研究了油脂双温蒸馏脱臭对控制3-氯丙醇酯和缩水甘油酯生成的工艺效果,明确了基于对两种组分有效控制的双温蒸馏脱臭的最佳工艺条件。(1)以大豆油为原料,对吸附剂种类、吸附剂用量、吸附温度、吸附时间对其中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的脱除效果进行了研究。结果表明,不同吸附剂对大豆油中3-氯丙醇酯的脱除效果依次为:H-1号活性炭>活性白土>H-2号活性炭>普通活性炭>凹凸棒土,所有吸附剂对3-氯丙醇酯的脱除率均较低,脱除效果相对较好的H-1号活性炭的脱除率也仅达到34.42%(用量为油重的0.5%时),含量从1.107 mg/kg下降到0.726mg/kg,当添加量增加到2%时,脱除效果几乎没有,仅为1.63%,含量为1.089 mg/kg;对缩水甘油酯的脱除效果依次为:H-1号活性炭>H-2号活性炭>普通活性炭>活性白土>凹凸棒土。在H-1号活性炭用量3%、吸附时间40 min、吸附温度100℃的最佳吸附条件下,大豆油中缩水甘油酯的脱除率为95.59%,含量从初始的2.810 mg/kg降低至0.124 mg/kg,可以达到欧盟对食用油脂中缩水甘油酯的限量指标,同时油脂色泽从初始的Y70,R2(比色槽133.4 mm)脱至Y20,R3(比色槽133.4 mm),脱色效果良好。以玉米油为原料,对吸附剂种类、吸附剂用量、吸附温度、吸附时间对其中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的脱除效果进行研究。结果表明,5种吸附剂吸附之后3-氯丙醇酯并未表现出与大豆油类似的情况,反而均总体呈现上升趋势。例如,H-1活性炭添加量为油重0.2%、0.5%、1%和2%时,增加量分别为0.612 mg/kg、0.022 mg/kg、0.168 mg/kg和0.937 mg/kg。这可能与不同油脂种类、毛油品质尤其是其中甘二酯、甘一酯、游离脂肪酸、氯离子含量有关;对玉米油中缩水甘油酯的脱除效果依次为:H-1号活性炭>普通活性炭>H-2号活性炭>活性白土>凹凸棒土。在H-1号活性炭用量3%,吸附时间40 min,吸附温度110℃的最佳吸附条件下,玉米油中缩水甘油酯的脱除率为97.88%,含量从初始的8.56 mg/kg降低至0.181 mg/kg,可以达到欧盟的限量指标,同时油脂色泽从初始的Y30,R4(比色槽25.4 mm)脱至Y30,R2(比色槽133.4 mm),能够较好的兼顾对缩水甘油酯和色泽的脱除。(2)以大豆油和玉米油为原料,研究水蒸气蒸馏脱臭过程中脱臭温度、脱臭时间对3-氯丙醇酯和缩水甘油酯生成的影响。结果表明:油脂脱臭过程能造成3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量的大幅升高,随着脱臭温度越高、脱臭时间越长,3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的生成量越大,其中脱臭温度比脱臭时间对两种组分含量升高的影响更大。在温度不超过230℃时,油脂中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量增加较为缓慢,随着温度的继续升高,二者含量急剧增加。大豆油在脱臭温度不超过230℃时,在脱臭时间60 min-120 min之间,3-氯丙醇酯含量仅增加0.053-0.696 mg/kg,缩水甘油酯含量增加0.025-5.735 mg/kg;但脱臭温度达到250℃时,即使60 min脱臭时间,3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量均显著增加了0.85mg/kg和10.01 mg/kg,在极限条件270℃和120 min的脱臭条件下,3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的含量分别达到最高水平的2.411 mg/kg和28.562 mg/kg;而玉米油在脱臭温度不超过230℃时,60 min-120 min的脱臭时间内,3-氯丙醇酯含量仅增加了0.047-2.581mg/kg,缩水甘油酯含量仅增加了0.3-3.883 mg/kg,当脱臭温度达到250℃时,即使脱臭时间有为60 min,3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量均显著升高了5.039 mg/kg和8.354mg/kg,在270℃、120 min的极限脱臭条件下,3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量更是分别上升至13.004 mg/kg和34.864 mg/kg。在相同的极限脱臭条件270℃和120 min下,脱臭后玉米油中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的增加量分别约为大豆油中二者增加量的4.6倍和1.1倍,3-氯丙醇酯在两种油脂脱臭过程中的增幅表现出了较大的差异性,主要表现在250℃~270℃的阶段。结合脱臭条件对脱臭后大豆油和玉米油的酸值、过氧化值等指标的影响,推荐采用不超过230℃的脱臭温度,以降低油脂中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的含量,在230℃、60 min条件下,脱臭大豆油的酸值、过氧化值分别为0.15 mgKOH/g、1.63 mmol/kg,脱臭玉米油的酸值、过氧化值分别为0.32 mgKOH/g、1.24 mmol/kg;随时间延长至120min,脱臭大豆油、玉米油酸值分别为0.08 mgKOH/g、0.20 mgKOH/g,过氧化值分别为1.35 mmol/kg、1.72 mmol/kg,以上所有指标均可以达到大豆油国标GB/T 1535-2003和玉米油新国标GB/T 19111-2017。(3)在(2)的基础上,以大豆油和玉米油为原料,进行了双温脱臭工艺对减少和控制3-氯丙醇酯和缩水甘油酯生成的效果研究。结果表明:双温脱臭工艺对大豆油、玉米油脱臭过程中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的生成具有较好的控制效果,在最佳的双温脱臭工艺条件下,大豆油和玉米油的酸值、过氧化值等质量指标均达到一级成品油指标,对大豆油和玉米油中反式脂肪酸的生成也具有较好的抑制效果,并对油脂中有益成分维生素E和甾醇具有良好的保留效果。大豆油双温蒸馏脱臭的最佳工艺条件为180℃、50 min及230℃、30 min,在此条件下,3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量分别从初始的0.276 mg/kg、1.287 mg/kg上升至0.392mg/kg、2.52 mg/kg,增幅分别为0.116 mg/kg、1.233 mg/kg,明显低于一般常规脱臭250℃、60 min以上条件的生成量(常规脱臭250℃、60 min条件下,3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的增幅即可达0.85 mg/kg、10.006 mg/kg)。同时,双温脱臭大豆油中反式脂肪酸增加量较少,含量为0.39%,低于报道中常规脱臭反式酸的生成量1%~4%;维生素E损失率为10.36%,甾醇损失率为10.4%,低于报道中大豆油常规脱臭14%~42%的维生素E损失率和13%~27%的甾醇损失率。玉米油双温脱臭最佳工艺条件为200℃、50 min及230℃、30 min,在此条件下,玉米油中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量分别从初始的3.119 mg/kg、2.25 mg/kg上升至3.988 mg/kg、3.027 mg/kg,增加量分别为0.869 mg/kg、0.777 mg/kg,明显低于一般常规脱臭条件下的增加量(脱臭温度250℃、时间60 min增加量可达5.039 mg/kg、8.354mg/kg)。同时,该条件下对维生素E、甾醇具有较好的保留效果,损失率分别为9.71%、8.29%,脱臭后反式脂肪酸含量为0.31%,接近可标识为零反式酸的含量要求(≤0.3%)。