面向综合增值策略的菜籽油精炼副产物双资源优先排序

《Food Chemistry》:Dual-resource prioritisation of canola oil refining by-products for integrated valorisation strategies

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月06日 来源:Food Chemistry 10.4

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  菜籽油精炼副产物被优先排序用于综合增值策略。植物营养素和脂质组分决定了增值路线的选择。脱臭馏出物是综合增值的最强物料流。皂脚-胶显示出综合增值和脂质增值的潜力。回收的废白土(SBE)油显示出更大的脂质增值潜力。

  
菜籽油精炼副产物被优先排序用于综合增值策略。植物营养素和脂质组分决定了增值路线的选择。脱臭馏出物是综合增值的最强物料流。皂脚-胶显示出综合增值和脂质增值的潜力。回收的废白土(SBE)油显示出更大的脂质增值潜力。
菜籽油(canola oil)作为全球重要的食用油来源,其精炼过程会产生脱臭馏出物、皂脚、胶和废白土(spent bleaching earth, SBE)等副产物。这些副产物中含有丰富的生育酚(tocopherols)、植物甾醇(phytosterols)和可皂化脂质,但长期被低估和废弃,造成资源和环境负担。以往研究多集中于从脱臭馏出物中回收高价值植物营养素,而其他副产物的组成和综合增值潜力缺乏统一评价。为此,研究人员提出“双资源优先排序”(dual resource prioritisation)概念,同时评估副产物中植物营养素富集组分和脂质富集组分,以确定其最佳增值路线。该研究发表于《Food Chemistry》。

研究人员从澳大利亚两家商业菜籽油加工厂采集样品,覆盖化学精炼和物理精炼两种路线,并涉及不同油菜类型(转基因和非转基因)及不同提取方式(压榨、冷压、压榨-溶剂提取)。方法上,采用皂化结合气相色谱-四极杆飞行时间质谱(GC-QTOF-MS)定量生育酚和植物甾醇;通过两步衍生化结合气相色谱-火焰离子化检测(GC-FID)分析脂肪酸组成;数据采用Welch单因素方差分析和Games-Howell事后检验进行统计比较。

3.1 单一生育酚(Individual tocopherols):GC-QTOF-MS分析显示,脱臭馏出物中α-和γ-生育酚浓度最高,其中物理精炼来源的DDP样品含量最高;皂脚-胶样品显著较低,SBE油和胶类最低。

3.2 单一植物甾醇(Individual phytosterols):脱臭馏出物中菜籽甾醇(brassicasterol)、菜油甾醇(campesterol)和β-谷甾醇(β-sitosterol)浓度最高,各脱臭馏出物间无显著差异;β-谷甾醇为主要植物甾醇,皂脚-胶次之,SBE油和胶较低。

3.3 主要脂肪酸和组成指纹(Major fatty acids and compositional fingerprint):所有副产物的脂质均以油酸(C18:1)为主,其次为亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)。化学精炼脱臭馏出物脂肪酸组成相对稳定,物理精炼DDP的饱和脂肪酸(SFA)比例显著升高;SBE油呈油酸富集指纹,多不饱和脂肪酸(PUFA)较低;皂脚-胶样品则具有较高的PUFA比例。

3.4 总植物营养素和总脂肪酸(Total phytonutrients and total fatty acids):脱臭馏出物的总生育酚和总植物甾醇含量最高,皂脚-胶次之,SBE油和胶类较低;总脂肪酸方面,脱臭馏出物和SBE油含量较高,皂脚-胶变异较大,胶类最低。

3.5 综合增值的比较优先排序(Comparative compositional prioritisation for integrated valorisation):通过log10转换和z-score归一化的热图分析,脱臭馏出物同时富含植物营养素和总脂肪酸,是综合增值的最佳候选;皂脚-胶处于中间水平,适合综合或脂质增值;SBE油总脂肪酸高但植物营养素低,适合脂质增值;胶样品两种组分均低,但因其富含磷脂,可能作为卵磷脂来源。

3.6 未来实施的实际考虑(Practical considerations for future implementation):该排序框架仅基于组成,实际应用需考虑副产物可获得性、批次差异、储存稳定性和经济成本。由于缺乏质量平衡数据,副产物丰度未纳入排序,未来应结合技术经济评估和生命周期分析。

总结讨论认为,不同精炼副产物的组成异质性决定了其增值策略差异。脱臭馏出物因同时富含不皂化物和可皂化物,最适合综合增值;皂脚-胶可灵活选择综合或脂质增值;SBE油应定位为脂质资源;胶类尽管不适用上述途径,但仍可作为卵磷脂来源。研究结论表明:本研究提供了基于组成的双资源优先排序框架,揭示了工业菜籽油精炼副产物中植物营养素和脂质组分的分布差异。脱臭馏出物是综合增值的最有希望的候选者,皂脚-胶具有中等潜力,SBE油则适合脂质增值,而胶样品价值有限。这一排序可作为初步组成筛选,后续回收和转化技术的效率仍需实验验证。总之,这些发现为选择菜籽油精炼副产物进行增值利用提供了科学依据,并支持未来将植物营养素回收与脂质增值(生物或化学转化)相结合的综合增值策略。
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