综述：新兴与传统食用油脂脱色方法的比较

《Food Science & Nutrition》：Comparison Between Emerging and Conventional Methods for Edible Oils Bleaching

本综述系统比较了工业脱色（IB）与超声辅助（UAB）、高压电场辅助（HVEFAB）、微波辅助（MWAB）及膜辅助（MAB）等新兴脱色技术，重点分析了各方法对油脂色素（类胡萝卜素、叶绿素）、生物活性成分（生育酚、甾醇）、氧化指标（PV、p-AV）、重金属及吸附剂用量的影响，揭示了新兴技术通过降低温度、时间和吸附剂用量实现高效节能的潜力，为油脂精炼绿色转型提供理论依据。

　　

1 引言

油脂精炼是去除原油中不良杂质的关键过程，脱色作为核心工序，主要通过吸附剂去除色素（类胡萝卜素、叶绿素）、金属离子和氧化产物。工业脱色（IB）依赖酸活化粘土，但存在过滤效率低、油脂损失高、环境负担重及引发油脂水解氧化等问题。近年来，超声（US）、微波（MW）、高压电场（HVEF）和膜技术（MB）等新兴脱色方法因能增强吸附效率、减少吸附剂用量和降低处理温度而受到广泛关注。

2 工业脱色（IB）的局限性

IB通常使用0.5%–2%的酸活化粘土，在90°C–120°C下处理30分钟以上。虽能有效去除色素，但会导致油脂损失、生成游离脂肪酸（FFA）和氧化副产物（如共轭二烯、三烯），并造成生育酚和甾醇的损失。研究表明，IB处理可使大麻籽油的类胡萝卜素和叶绿素分别减少69%和72%，但同时升高酸值和过氧化值。

3 新兴脱色技术

3.1 超声辅助脱色（UAB）

超声波通过空化效应产生微射流和湍流，增强传质效率。UAB在低温（45°C–75°C）、短时（2–15分钟）和低粘土用量（0.1%–0.2%）下即可实现高效脱色，色素去除率高达99.4%，但可能加速生育酚降解（损失达90.2%）。频率和功率是影响效果的关键参数，低频（20 kHz）比高频更易引发空化。

3.2 高压电场辅助脱色（HVEFAB）

HVEF通过电迁移、扩散和对流机制驱动带电色素（如叶绿素Mg²⁺）向电极移动。在24 kV电压下，大豆油和葵花籽油的色素去除率分别达85.6%和118.7%，且重金属（Fe、Cu）吸附显著。但高压可能引发氧化，需控制电压和添加惰性电解质（如HCl）以平衡效率与油脂稳定性。

3.3 微波辅助脱色（MWAB）

微波通过分子极化和热效应活化吸附剂，在80 W功率下处理8分钟即可实现与IB相当的脱色效果（叶绿素去除率85.4%），且粘土用量减少50%。MWAB对甾醇和生育酚的影响较小，但需注意避免局部过热导致氧化。

3.4 膜辅助脱色（MAB）

膜技术基于尺寸排阻和胶束增强机制分离色素，无需化学添加剂。非孔膜（如NTGS-2200）对叶绿素的截留率可达96%，且能保留更多生育酚（渗透液浓度增加12%–15%）。但膜污染和通量衰减是工业化应用的挑战，需优化跨膜压力和错流速度。

4 吸附动力学与热力学

脱色过程多符合Freundlich（非均质多层吸附）和Langmuir（单层吸附）模型，动力学以伪二级模型（化学吸附主导）为主，颗粒内扩散为限速步骤。热力学分析表明，吸附为吸热（ΔH° > 0）和自发过程（ΔG° < 0），熵增（ΔS° > 0）驱动色素向吸附剂表面迁移。

5 结论与展望

新兴脱色技术通过物理场强化作用，显著降低温度、时间和吸附剂用量，但需平衡脱色效率与营养素保留。未来需开发低成本模块化设备，推进中试验证，并探索多技术耦合（如超声-酶法）及吸附剂回收策略，以推动油脂精炼的绿色转型。