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碳酸鈣原子量 在 Lin bay 好 油 Facebook 的最佳解答
今天剛好看到這一篇文章,泛科學講油脂的
http://pansci.tw/archives/78667
就寫幾篇來補充跟除錯。
我寫的內容資訊負載量會比較大,但會更深入的講解,
1. 脫膠,為什麼油要脫膠?
因為如果不脫膠,根本就沒辦法精煉了。
油的化學名稱叫做三酸甘油脂(見第一張圖,引用自wiki),
顧名思義,是由中間的甘油的部分加上三條脂肪酸鏈,這樣形成一個疏水性的結構,但這三條脂肪酸鏈有沒有可能變成其他東西呢?答案是有的,這種東西就叫磷脂質(見第二張圖,引用自wiki),或其他物質,油脂本身是一種複雜的分子混合物。從第二張圖可以看到,磷脂質一樣有兩條脂肪酸鏈跟一條磷酸,這一條是親水性的,其他兩條是疏水性的,一個分子同時有親水性跟疏水性的構造,這分子就有乳化的功能,可以把油跟水混在一起,所以開始精煉的時候,必然要先作脫膠。但磷脂也有可能出現疏水性的,因此又會分成水化磷脂HP跟非水化磷脂NHP(見第三張圖)兩類。
HP是非常好處理的,只要把熱水或弱酸加進去油中,攪一攪使膠體水溶性脂質吸水膨脹、凝聚,之後再使用離心的方法就可以分離了,真正麻煩的是NHP。
磷脂質的多與少,要看油品的種類決定,一般大豆油約有3%左右的磷脂質,而這3%裡面屬於HP的部分有80%左右,NHP的部分有20%左右。
3%的百分之20,就是0.6%左右,換算成ppm是6000ppm,但如果要進入下一部分的精煉,就必須把磷脂質降到10ppm以下,而要把6000ppm降到10ppm以下,就必須添加化學物質處理,如磷酸、EDTA、NaOH、2價金屬離子、檸檬酸等,會添加什麼就由你的油品種類、製程設計去添加,處理過得到磷脂質10ppm的油,才能進入下一個精煉。
所以油經過脫膠之後,就得到低膠油脂與油腳(oil stock)
而過程中的所移除的磷脂質可以再經過化學處理使用,所謂的大豆卵磷脂就是這樣來的。
2. 脫酸,油脂有可能因為種子或果肉本身的脂肪酸脢氧化而形成游離脂肪酸(FFA,第四張圖,引用自搜狗百科)。
一般而言會希望毛油的酸價越低越好,因為如果酸價高,損耗就多,脫酸有酸鹼中和(鹼煉)、脂化(變回油脂)、溶劑萃取、汽提等方式,大部分使用的就是酸鹼中和,鹼的種類有氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀等,但考慮成本以及後續廢棄物的利用,通常都會使用氫氧化納。
而鹼的量就必須控制的很好,檢驗出油的酸價之後,就可以計算出需要添加的鹼量,但都會多加一點,避免反應不完全,而需要多加的量當然就由毛油的品質決定,品質差多一些,品質好少一些。
脫膠油經過鹼煉之後,得到低酸價低膠油跟皂腳(soapstock),皂腳過去都是作為肥皂使用,但也使用不掉這麼大的產量,但生質能源業的興起,為皂腳帶來一個新出路,皂腳經過酸化之後,就可以形成酸油,例如黃豆皂腳就可以形成黃豆酸油(SAO ,soy acid oil),黃豆酸油轉生質柴油的製程已經相當成熟。
3. 脫色,加入1%左右,工業用脫色白土進行脫色,脫色會使油品本身的含水量稍微上升,而脫色是一個很簡單的製程,應用範圍也很廣,一般廢棄機油只要經過脫色的處理,就可以變看起來蠻乾淨的機油。
4. 汽提脫臭,就是用高溫的水蒸氣,從油的底部灌入,水蒸氣就會把有味道的物質及容易溶於水的物質都帶走,也可以去除游離脂肪酸FFA,這些蒸餾物去除水之後又可以再次利用,從黃豆來的稱為Distilled Soya Fatty Acid(SOFA),從棕櫚油來的叫Palm fatty acid distilled(PFAD),這些在工業上都有許多的應用,甚至某些時期,這些廢棄物比油本身還貴。
5. 脫水,水就是油脂酸敗的開始,水與三酸甘油脂化合造成游離脂肪酸的出現,但上面四個步驟都會造成水的增加,所以脫水必須拉到後面來做,並免多做一次白工,因此在這個步驟,就會讓油進入真空蒸餾塔,在低壓的環境下,油就不需要加熱到這麼高,水分子就可以趕出去了。
6. 脫蠟,經歷了這麼多的處理,還是有一種物質沒辦法去除乾淨,那就是蠟質,蠟本身會影響油的品質,也會阻礙人體對油的吸收,在低溫的情況之下,蠟會有霧化的現象,所以沒經過除蠟的油,放在冰箱裡面會看到油出現白色一絲一絲的情況,這就是霧化,所以非精煉的橄欖油,低溫會有霧化的現象。這個脫蠟的製程,也稱為冬化,就是慢慢降溫讓蠟質的結晶生成在表面,再去除表面的結晶。
去除後的蠟,又可以拿來做其他工業使用。
油脂精煉就是一個如此完全利用的產業,每一階段所產生的次級產品,都有它利用的地方,也經過這些繁雜的步驟,提供安全穩定的食用油品。
而新聞中這一段
飽和脂肪酸是指脂肪酸分子中不含有雙鍵等不飽和鍵,所以其中的碳原子和氫原子的結合為最大值,所以稱為「飽和」脂肪酸。由於它的烷基結構整齊,分子間的作用力強,因此熔點較高,在室溫下會成固狀。因此沒有雙鍵,所以不會變成我們常聽到的「反式脂肪」,其穩定度也比不飽和脂肪酸高,較不容易氧化。
這一段可能會讓讀者誤導,室溫之下,飽和脂肪的確不會形成反式脂肪,但高溫時飽和脂肪是產生反式脂肪的原料,反式脂肪的能階比順式脂肪還低,飽和脂肪在高溫下,是一種吸熱的狀態,在油中微量的2價金屬離子的幫助之下,會產生脫氫,而脫氫的兩個碳原子處會產生一個雙鍵的結構,加上反式脂肪的能階比順式脂肪低,因此就產生反式脂肪,
所以工業上為什麼油脂加氫的氫化製程會產生反式脂肪,因為這個反應是一個正逆反應,有正反應的不飽和脂肪加氫形成飽和脂肪,也有逆反應的飽和脂肪脫氫形成反式脂肪。
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終於下雨了,看著雨水,我卻想起醬油,古人用雨水烹茶,但在一個有著酸雨疑慮的地方,用雨水釀醬油只是個笑話。
「水質對於釀醬油重不重要?」
每當我提問,得到的都是肯定句,釀醬人總是一臉理所當然,於是我繼續請教:「你家的醬油是用哪種水釀製?」
這回反應有趣多了,表情靦腆的人大多採用自來水,但多半會強調多用了麥飯石過濾或某牌的過濾機,表情得意的人大多採用地下水,一臉愛鄉愛土的神情,大聲表示老天賞的好水怎能不用?
然而當我繼續追問,大家的臉色就開始不自在,因為我想知道地下水的礦物質含量或酸鹼度測試?我想知道自來水和地下水釀出的醬油差異?我想追尋數字化的科學說明。問得越多,得到的沉默越多。
對於醬油和水質的關係,我真的有許多問題想追尋,卻沒辦法找到滿意的答案。這就奇怪了,有人會為了品茗去找泉水,評比各處水泉特性,甚至收集雨水露水或雪水等,就只為了一杯好茶,但少有人為了釀醬油去找水。世界上有許多款水,譬如池水、泉水、湖水等,或是鹼性離子水、海洋深層水、碳酸氣泡水或活氧水等,每一種水的內涵都不同,如果水質對釀醬油很重要,為何沒人拿水去分析?
查了不少醬油相關資料,少有攸關水質的研究,只好自己推測,釀黑豆醬油時「水」有參與的步驟約有四個,一、浸泡豆子。二、洗麴悶麴。三、入缸發酵(濕式發酵)添加的鹽水。四、出缸稀釋。
「浸泡豆子」和「洗麴悶麴」兩個步驟中,講究水份進入豆子中的速度和比例,我曾在台中的喜樂之泉醬油廠房,看到老闆以泥炭過濾,製作小分子水,據說這種小分子水能快速進入細胞,也就是能快速進入豆子內。
「水分子也有分大小?難道不是一個氧原子和兩個氫原子?」當時我很疑惑,查了資料後,才知道這是個文字引起的誤會,正確名字應該是小分子水團,因為水分子團大多是50或60個水分子所組成,彼此之間以氫鍵連結,透過泥炭或是核磁共振等手段,可以將氫鍵破壞,讓10或15個水分子就能結合成團,這種較小型的水分子團,能夠較快進入細胞中,也會改變舌頭對水味的判斷。因此一些泡茶人很在意茶壺的泥質,就是因為水質會被茶壺改變為較小的水分子團,味道也會較清甜。
小分子水團對於「入缸發酵」的步驟有沒有影響?假使小分子水團能快速進入酵母菌內,當然會影響發酵,然而針對酵母菌的活性,我認為還需考慮水質的PH酸鹼值。譬如在醬油發酵中頗受重視的魯氏酵母屬(Sacchromyces rouxii),在不同的溫度下,會對環境的PH酸鹼值有不同要求,譬如25-30℃時,最適合生長的PH酸鹼值為4.5到6,因此不論釀造的水質來源為何,酸鹼值最好偏向中性或弱酸。除此之外,釀造用水還要考慮水中的其他物質,譬如鈣鎂等礦物質,也就是所謂的軟硬水,最好偏於軟水。
當釀造完成,出缸後通常會加水稀釋,此時水質的有機物和懸浮物不可太多,能夠參考的指標有許多種,最常見的是TDS (Total Dissolved Solids),也就是水中可溶解的固體數。地表水(河流湖泊)的TDS較低,地下水的TDS較高,也就是水中雜質愈高(不論物質好壞),TDS值則愈高。透過這種水質檢測,往往能減少醬油的沉澱物。
至於最適合釀醬油的水質是什麼?這點我無法回答,還需要大量的時間和實驗。然而當我參考了全國環境水質監測資訊網,當我拜訪嘉南藥理大學的環境工程與科學系,了解該系所在水質檢定上投注的研究,我相信找出適合釀醬油的水質標準,並不是件遙遙無期的事情。
除了水質研究,以有添加物的水釀醬油也是個有趣的議題,譬如日治時期,川原瑞源撰寫的《臺灣の漬物(鹹菹)》中,就曾提起台灣農家以豆腐水釀製醬油,據說非常美味,以科學觀點,利用豆腐水內的高蛋白強化菌類的營養,確實說得過去,但是否會反讓雜菌滋生?那就是另外一個課題了。
總之釀醬油時,水質確實很重要,這點我完全同意。