1.吸附，即吸附杂质的机制，以三种不同的方式发生：物理（包括范德华力）；化学（通过化学吸收，与漂白土表面形成电化学键）；通过分子筛（在过滤过程中，分子筛在压力下将杂质保留在白土中）。

2.过滤，主要通过物理方式去除悬浮物或污染物的机制。同时，通过过滤去除悬浮漂白土的物理作用去除了漂白土颗粒吸收的微小污染物。脱色过程中使用的过滤器包括工艺过滤器(垂直和水平平板过滤器)和抛光过滤器(墨盒，平板)。

3.催化作用，通过与漂白土表面相互作用去除污染物的机制。例如，通过漂白土和油（聚合或分解为挥发性产物）之间的相互作用有效地减少过氧化物。

植物油脱色阶段使用的吸附材料通常是硅酸铝、膨润土、活性炭或蒙脱石，可通过酸化的方式进行处理，以增加接触的比表面，从而增加材料的吸附能力（Moretto&Fett，1989）。天然脱色土，被称为富勒土，含有水合硅酸铝。最常见的天然漂白吸附剂是蒙脱石。目前，使用酸（硫酸和盐酸）活化的脱色吸附剂代替天然脱色土。研究表明，天然脱色土对油的吸收量为20-25%w/w，而活性脱色土为35-40%w/w，活性炭为40%w/w（Aliyar Zanjani和Piravi Vanak，2019）。根据Gupta（2017），未脱色的油中存在的杂质被吸附剂活性位点的范德华力吸附，而吸附力取决于吸附剂杂质和活性位点之间的静电力、杂质的粒径、吸附剂与待脱色油之间混合介质的搅拌、吸附剂的孔隙率和吸附剂的比表面积等因素。

使用活性粘土的传统工艺对植物油进行脱色，去除了色素，如叶绿素，以及其他人类不宜食用的成分，无论它们是天然存在于植物油中还是在精炼过程中形成的（Boukerroui&Ouali，2000）。其中，生物活性化合物如生育酚和甾醇可导致油脂氧化稳定性丧失（Naz、Sherazi和Talpur，2011），并导致游离脂肪酸增加（Verleyen等人，2002）。植物油的常规脱色工艺通常会导致诸如废吸附剂所携带的油脂流失、环境问题和污水处理的高成本等问题(Abedi, Sahari, Barzegar, & Azizi, 2015)。根据Zschau（2001），脱色过程的优化取决于温度、脱色吸附剂用量、反应时间和待脱色油的类型等因素。

O'Brien（2009）认为，脱色的关键参数是：工艺、吸附剂用量、吸附剂类型、温度、时间、水份和过滤。除这些参数外，Gupta（2017）报告待脱色油中存在的皂和磷脂的浓度、滤板上均匀预层的形成、过滤面积和滤板之间的间距，都是有效脱色工艺的控制参数。其他技术，如超声漂白(阿贝迪等人，2015,2017)或高压电场(HVEF)的应用(阿贝迪等人，2020;Abedi, sahara, Barzegar， & Azizi, 2016)已被用于植物油的脱色。

方法论

2020年9月21日至11月23日期间通过收集高等教育人员改善协调委员会（CAPES）、科学网、Medline Complete（EBSCO）和科学电子图书馆在线（SciELO）数据库中的文献材料。我们选择列出2005年至2020年期间在国家和国际期刊上提交的涉及油脂澄清和油脂脱色优化问题的学术材料。主要目的是验证在优化植物油脱色过程中使用新技术的结果。选择参考文献时除了考虑使用现有技术优化脱色工艺外，还考虑了使用新吸附剂和优化植物油脱色的参数条件。

结果分析

在调查所有收集的材料后，获得了16篇符合既定选择标准的文章。这些研究是在巴西以外进行的，并带来了植物油（如大豆油、棉籽油、菜籽油和菜籽油）脱色的新技术和工艺的优化。Škevin等人（2012）通过三个因素的实验设计优化大豆油的澄清度（透明度）：漂白土剂量（0.5%、1%和1.5%）、温度（95℃、105℃和115℃）和反应时间（20、30和40分钟）。确定对脱色有显著影响参数的中心复合设计，包括脱色油的颜色和透明度参数以及与脱色油的氧化稳定性相关的参数。根据他们的实验结果，作者发现了脱色土的用量与色素去除效率之间的比例关系，以及脱色过程中温度升高和二级氧化化合物增加的不利影响。大豆油脱色的最佳工艺是在95°C下脱色20分钟，使用1%的脱色粘土（相对于待脱色油的质量）。该工艺条件被证明有效的降低颜色和不产生降解化合物的工艺，然而，当考虑脱色油中保留生育酚含量时，它不是最佳选择。在另一个实验中，Saneei、Hossein Goli和Keramat（2015）研究了菜籽油脱色过程的优化，使用了包括三个层次的三个因素和一个中间因素的实验设计。采取的因素包括温度、脱色粘土剂量和时间，使用响应面法测量和分析。研究测量脱色油氧化稳定性的颜色参数和化学参数。通过Saneei等人（2015年）进行的实验，作者可以得出结论，当在110℃下进行42.46分钟，添加3%的脱色粘土（相对于待脱色油的质量）时，脱色过程更有效。作者指出，与膨润土等商业吸附剂相比，使用海泡石外的吸附剂成本较低，但并不能断定用3%剂量的海泡石替代膨润土在经济上是否可行。在之前的研究中，Sabah & Çelik(2005)研究了起源于土耳其的海泡石在菜籽油中的使用，并得到结论，在100°C的温度下添加1.5%吸附剂时，油脂的脱色效果最好。Nassar、Abdelrahman、Aly和Mohamed(2017)报道了使用硅胶、硝酸铝和氢氧化钠低成本热液处理制备沸石纳米结构。将所生产的沸石用于脱去大豆原油黄、红两种颜色。它们也被用于去除废水中的亚甲基蓝染料。动力学数据表明，染料吸附过程遵循扩散、液膜扩散和孔隙扩散伪一级模型，吸附速率的确定步骤仅受孔隙扩散模型控制。

研究报告称，粘土很昂贵，还会将甘油三酯转化为游离脂肪酸，导致油酸度增加（Abedi等人，2016年；Hussin，Aroua和Daud，2011年）。与合成漂白土相比，一项研究在精炼过程中使用沙粉和海贝壳作为天然材料来降低大豆原油的颜色(Aly, 2018)。本文研究了酸、过氧化氢和硫代巴比妥酸的值以及漂土处理、砂粉和壳对大豆原油脂肪酸分布的影响等化学性质。结果表明，砂粉和壳处理对大豆原油的去除率强于漂白土处理，其中壳粉去除效果最好。壳粉和砂粉显著提高了大豆原油中酸价、过氧化值和硫代巴比妥酸的含量(p≤0.05)。建立了大豆油漂白过程的数学模型，描述了大豆油漂白过程中各参数(温度:80 ~ 120℃;粘土用量:0.25 - 2%;接触时间:10-30分钟)(Henache, Boukerroui， & Kashi, 2018)。模型采用多元线性回归分析(MLRA)方法建立，并使用Matlab编程语言进行运算。大豆油漂白的最佳工艺条件为:温度100℃、粘土用量2%、接触时间30 min。在426 nm、451 nm和479 nm处，大豆油的漂白率分别为81.04%、90.60%和93.66%。所开发的模型使可以预测脱色能力，该漂白能力表示在每个λmax下大豆毛油中存在的β-胡萝卜素和叶绿素a色素的脱色能力。它们还允许更好地控制脱色阶段中最有影响的参数，并通过优化精炼过程中使用的脱色粘土的量，有助于优化漂白粘土尾矿，从而降低污染风险。Ghorbanpour（2018）研究了使用商业膨润土和氧化铁/膨润土组合漂白大豆油的工艺。碱性离子交换过程增加了膨润土的表面积。实验结果表明，1 min制备的复合物与膨润土脱色大豆原油的效果相同。因此，膨润土/氧化铁可以通过去除色素如β-胡萝卜素，从而来有效地脱色大豆原油。结果表明，该工艺是一种较好的吸附剂，其脱色性能优于商用膨润土。

Chakawa、Nkala、Hlabangana和Muzenda（2019）研究了在大豆毛油精炼过程中使用硫酸钙脱水物（CaSO4·2H2O）作为漂白剂。制备不同比例的脱色剂CaSO4·2H2O（2%、4%、5%、10%、20%和30%）。将7个原油样品中的每一个样品预热至80℃~120℃。结果表明，脱水硫酸钙（CaSO4 ·2H2O）在保持游离脂肪酸含量的前提下，是一种有效、环保的、经济的脱色剂。考虑到活性炭漂白土在去除植物油中杂质方面的重要性，Aliyar Zanjani和Piravi Vanak（2019）开展了一项研究，主要是为了研究脱色过程对大豆油物理化学性质的影响。脱色过程使不同浓度活性炭（0.1%至0.5%w/w）的漂白土（1%w/w）进行脱色，发现活性炭在分离绿色颜料和多环芳烃（PAH）方面效果很好。多环芳烃是食用油中毒性最大的化合物之一。脂肪化合物由几个芳香环连接，包括氢原子和碳原子。这些化合物也是半挥发性或非挥发性、不可降解、高度有机、稳定且对环境有毒的（Singh、Varshney和Agarwal，2016；Stenerson、Shimelis、Halpenny、Espenschied和Ye，2015）。活性炭的具有很强的增白能力，但其成本高，不能单独使用，一般由漂白土与一定重量的活性炭组合成10-20部分。

Aliyar Zanjani & Piravi Vanak(2019)的研究结果表明，脱色过程不影响油的结构，而脱色后的油样品中游离脂肪酸(FFA)的百分比增加。在脱色过程中，样品的过氧化值和颜色降低。由于植物油是饮食中的主要来源，精炼，特别是脱色过程，在生产高质量的油起着决定性的作用。因此，这一步是保证最终产品质量的关键控制点之一。Aliyar-Zanjani、Piravi-Vanak和ghhavami(2019)也研究了使用活性炭白土来研究大豆油中多环芳烃的减少。采用不同用量的漂白土(1% w / w)和活性炭(0.1% ~ 0.5% w / w)进行脱色。采用高效液相色谱-荧光检测法对油样进行提取和清洗后的多环芳烃进行测定。线性分析结果表明，所分析的4种多环芳烃均存在线性响应，并且线性回归系数也比较高。(R2 > 0.9950)。回收率为83.8% ~ 106.2%;检测限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.06 ~0.2 µg/kg和0.2 ~ 0.61 µg/kg。对多环芳烃含量的分析表明，脱色过程，包括使用0.27~0.5% w / w的活性炭，导致了PAHs含量的清除。同时，植物油也是是膳食中PAH的主要来源，强烈建议在植物油脱色过程中使用活性炭进行工业处理。在Deniz、Bilici和Tuncer(2020)的研究中，对一家加工大豆油和葵花籽油的工厂的白土系统参数进行了实验研究。以白土用量、脱色时间为独立参数，测定了颜色、酸价和过氧化值含量。结果表明，白土的比例和脱色时间对优化油脂颜色有显著影响，但对酸价和过氧化值的影响有限。脱色时间与颜色变化无线性关系，随白土用量的增加，脱色时间过长对脱色过程有不利影响。

与传统的化学和物理榨油方法相比，超声波在食品加工中的应用是一项新技术(Abedi等，2017)。超声波是一种声波，其频率高于人的听觉能力，其强度足以在其传播的环境中促进空化(Wu, Zivanovic, Hayes，& Weiss, 2008)。反之，空化现象的特征是微空洞(气泡、蒸汽或空气)的快速坍塌，促进其环境的发生各种物理和化学变化，如介质压力的变化、能量释放引起的冲击波和自由基的释放(Su et al.，2013)。与传统的化学加工相比，超声波在食用油提取过程中的使用具有很大的优势，可以减少加工时间，降低能源消耗(Chandrapala, Oliver, Kentish，& Ashokkumar, 2012)，而且还提高产量，并且在原料中脂肪酸组成无显著变化(Zhang 等， 2008)。Su等人(2013)的实验是为了将超声技术用于菜籽油的脱色，在脱色过程中过程条件的变化主要体现在不同的吸附剂，吸附剂的用量，超声波的温度和振幅，采用分光光度法测量油脂的吸光度，设置波长为446 nm。正如Su等人(2013)所报道的，使用超声波的脱色导致了油中存在的色素(如叶绿素和类胡萝卜素)吸附和降解。当使用低频超声波时，色素的吸附导致油脂在446 nm处的吸光度从1.82降低到0.65。当使用高频超声波时，在446 nm处测得的吸光度由1.82降低到0.74，高频超声波导致色素的吸附降解。他的研究表明，当使用40%的最大超声波范围并使用膨润土作为吸附剂时，菜籽油的脱色效果最佳。同时还发现，随着超声振幅的增大，色素的去除和降解也会加剧。在Su等人(2013)的工作中发现，在使用超声波澄清后，发现一级氧化化合物增加，然而，油脂的二级氧化化合物保持不变，这使得可以通过使用超声替代传统的脱色过程对菜籽油进行脱色。Abedi等人(2016)发现，在比较常规脱色的样品和使用超声脱色的样品中，初级氧化化合物（如过氧化物指数）下降，然而，比较常规脱色的样品的过氧化物指数值显著高于超声脱色的样品。

他们的研究中，Abedi et al.(Abedi et al.，2015)评估了超声振幅(0、45%、90%振幅)温度(35℃、45℃、55℃和65℃)、吸附剂用量(0.5%、1%、1.5%和2%)和反应时间(10、15、20、25和30分钟)等因素对脱色过程的影响，并通过实验得到结论，当使用20.4 Hz和15.6 Hz的超声波，通过超声与吸附剂协同作用对大豆油进行脱色，大豆油中叶绿素含量分别降低了94.66%和95.25%。Abedi et al.(2015)通过研究证实，与仅使用吸附剂进行脱色相比，经过超声波和脱色粘土联合脱色大豆油的工艺经过优化后，可将工艺温度降低35%，吸附剂用量降低35%，时间减少10%，并且超声振幅的增加可以增强对生物活性化合物如生育酚的去除。Abedi等人(2017)研究了在不同条件下(气体温度 50℃和65℃，时间17:23 min，频率25和40 kHz，超声波浴或探针类型)以及这些因素的共同作用下，大豆油的颜色(红色和黄色)和色素(胡萝卜素和叶绿素)均降低。结果表明，与常规漂白工艺相比，超声波技术与不同气体和粘土精炼的结合提高了粘土表面的传质和空化效率，提高了脱色效果。为了提高色素清除率，最低频率（25kHz）比最高频率（40kHz）更有效。与FDI相比，超声波漂白工艺对叶绿素胡萝卜素的去清除效率更高，因此适用于大豆、橄榄和油菜。与其他因素相比，气体是降低油色素和颜色的最重要因素。最有效的气体依次为:氩气、空气、氦气和氮气。然而，温度和频率会改变超声波脱色过程中气体的作用。作者认为，为了降低脱色过程中的温度和时间消耗，建议采用气体射流超声浴系统。Abedi等(2016)进行了一项创新实验，利用高压电场(HVEF)优化植物油的脱色工艺。HVEF是一种主要的非热加工技术。对于这种评估，进行了一项实验计划，其中评估了工艺参数的影响，如吸附剂剂量(0.5%到2%)，电压(0到24 kV)，距离(8到12 mm)，阴极和阳极数量(4到8)和盐酸剂量的变化(0到50 mM)。通过实验，测定了反映脱色油氧化状态的颜色参数和物理参数，结果表明，在大豆油脱色过程中使用高压电场可减少50%吸附剂用量，降低28%的工艺温度，减少35%的反应时间，当应用于葵花籽油脱色时，吸附剂用量降低66%，过程温度降低28%，反应时间降低35%，这也证明使用高压电场是一种可以替代传统脱色工艺的创新工艺。

在Abedi等人(2020)的研究中，在高压电场(HVEF)下进行脱色，在不同电压(10和20 kV)、温度(35-65℃)、时间(0-30 min)和粘土剂量(0.5 - 2%)下，分析了大豆油中微量元素(Fe (II)和Cu (II)的含量和色素(叶绿素和类胡萝卜素)的含量，然后与工业脱色法(IBM)进行比较。热力学参数(ΔG°、ΔH°和ΔS°)表明，在IBM和HVEF条件下，膨润土对微量金属离子和色素的吸附在35 ~ 65°C之间是可行的的、吸热的、自发的。结果表明，与IBM相比，HVEF对大豆油中的金属离子和色素清除能力更强，特别是在较高的电压下。作者进一步揭示，与IBM相比，HVEF还有其他优势，可以减少50%的脱色粘土使用量，减少35%的处理时间，降低28%的温度，从而提高脱色效率。研究详细说明了所采用的实验步骤，其目标始终都是优化脱色工艺。研究最多的参数是白土的用量、温度和反应时间，这些参数有效地证明了：对工艺优化的直接影响，根据所研究的原料而变化。使用新技术，如超声波和高压电场，均可提高豆油脱色率，具有很大的潜力，因为它可以使得生产成本大幅降低。

最后考虑

油中的杂质会导致油脂变黑、起泡、烟点降低和氧化稳定性降低，以及在生产过程中的其他不利影响，最终使得成品的安全性和质量变差。植物油脱色工艺的优化是结合反应时间、反应温度和吸附剂添加量等因素确定的，这些变量是针对所进行的应用进行的。使用新技术是一个努力方向，因为与脱色过程成本相关的投入大幅减少，这使这种技术极具吸引力。在植物油的脱色中使用超声波具有许多优点，例如加工时间短、低能耗、使用替代溶剂提高了提取性能，改进了热敏性成分的提取，提高了提取产率，提高了不使用溶剂的水萃取产量。此外，所使用的设备比其他技术相对便宜。经过考量，采用超声波技术优化脱色工艺，虽然也可提高产率，并没有有效的证据降低成本。只发现外国作者的研究证明了这一事实，巴西在脱色植物油过程中的研究和创新非常少，因为这一领域的研究几乎主要是由私营部门进行的。加强私营部门与学术环境之间的联盟，产生了相关的工作，如本书目审查中所报告的工作，对所有参与者产生了积极影响。

参考文献（略）

译者：蒋甜燕、牛新奎 孟庆宇 中储粮镇江粮油有限公司

校稿：王宏平高工

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