膨润土的应用

概述

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构 ，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用，有300多个产品,因而人们称之为"万能土"。

膨润土的应用

1.动植物油脱色精炼中的应用

动植物油是人民生活中不可缺少的物质，但动植物油中含有许多杂质、色素和臭味物质，其中某些物质危害身体健康。随着生活水平的提高，对动植物油的质量、纯度和味道要求越来越高，需对其进行脱色、去除臭味和杂质处理。以膨润土为原料经无机酸活化后制得活性白土。在活化过程中，由于H+会置换层间的阳离子，如Ca+、Mg+、K+、Na+等，使它们溶出，同时强酸还可溶去八面体结构中的铝离子，并清除矿物表面杂质，疏通孔道，使孔容积和表面积显著增大。因而产品的吸附能力增强，脱色力提高。可广泛用于动植物脂的脱色精炼。

活性白土最重要的性能是其吸附和脱色能力。其吸附作用主要表现为两种形式：物理吸附和化学吸附，产生物理吸附的力是范德华力，这种力普遍存在于吸附剂表面及吸附质分子之间，除去动植物油中如:胡萝卜素、叶黄素和叶绿素等有机色素、磷脂与脂糖及有害成分，如:黄曲霉毒素、游离棉酚等；化学吸附是依靠形成的化学键，具有明显的选择性，如对含羟基物质、微量金属(微量铁、铜、镍等)及皂类物质(钙皂、镁皂等)等杂质有选择性吸附功能；同时也可以脱除油脂中的一些氧化产物醛、酮、环氧化物等化合物。达到脱色、去臭、去毒、降低油脂氧化的目的，从而提高食用油的质量并延长其贮藏期。目前广泛适用于各类动植物油的脱色，如豆油、菜籽油、花生油、棉籽油、葵花油、棕榈油、椰子油、蓖麻油、茶油、玉米胚油、精核油、麻油、桐油、红花油等。

2.酿酒工业中的应用

膨润土在葡萄酒酿造中的主要作用是：澄清、稳定酒体，防止葡萄酒内蛋白质引起的浑浊、沉淀；显著提高葡萄酒对蛋白质、铁、铜的稳定性，有效提高抗铁、铜破败病的能；提高出酒率，并部分改善酒的口感。有人认为膨润土在酿制葡萄酒工艺中的葡萄粉碎前放入，可抑制葡萄汁中的氧化酶的作用，而且与SO2合用效果更好。而且膨润土与明胶和酪蛋白结合使用可与葡萄中的单宁、色素结合，发生絮凝反应，并将这些物质除去，使葡萄酒澄清稳定其效果更好。

膨润土也可作为白酒的澄清剂，其能吸附白酒中的混浊物质(高级酯类及醇类)，其用量一般控制在1.5～4％，作用7天，待其本身重力作用携带这些物质下沉到容器底部，再将上清液经绒布过滤。但适合低度酒使用。在黄酒中的应用中，膨润土与明胶结合使用有效的解决黄酒的非生物性沉淀问题。

在啤酒生产中，膨润土作为稳定剂也得到了广泛应用，在过滤前将膨润土悬浮液加入冷却了的啤酒中，使其有足够的时间沉淀。加入的膨润土数量视期望达到的稳定程度和啤酒的蛋白质含量而定，通常为50～150g/Kl。在果酒、配制型酒中，膨润土也有广泛的应用前景。如配制型枸杞酒，在很短的存放时间会出现浑浊、失光、沉淀等问题，其主要影响因素是以蛋白质为首的大分子物质的聚集和沉淀。而利用膨润土处理后，稳定性提高，尤其在低度酒中，膨润土对蛋白质的吸附效果显著，而且对枸杞多糖吸附很少，不经果胶酶处理，在自然条件下存放3个月不产生混浊和沉淀。

3.在饮料工业中的应用

膨润土用在果汁的澄清处理中，既可以吸附单宁等多酚类物质，又可以吸附蛋白质等大分子胶体粒子，还可与金属离子络合，从而消除引起果汁非生物混浊的多种因素，取得了理想的效果。

4.在调味品加工中的应用

膨润土应用在酱油加工中，可以提高酱油氨基酸生成率和全氮利用率，同时提高酱油的营养。因膨润土含有微量元素，制曲时能补充米曲霉、黑曲霉的生长因子，促进曲霉菌更好的生长，对提高蛋白酶活力有一定的促进作用；同时微量元素也是蛋白酶作用的重要催化剂和激活剂，促使蛋白酶更好地作用于底物蛋白，从而进一步提高氨基酸生成率和全氮利用率；微量元素最终存在于酱油成品中，可以完善酱油的营养组分，提高酱油的营养价值，适应消费者结构的改变。

近年来，以壳聚糖和膨润土为原料，研制的膨润土负载壳聚糖澄清剂，可有效清除陈醋中浑浊物、沉淀物。其添加量为1.5％、作用时间为5min、作用温度为室温时就可达到很好的澄清效果。而且膨润土负载壳聚糖无毒、无害，对环境无污染。

膨润土经改性后可广泛用于味精生产。曾报道膨润土经改性剂羧甲基纤维素盐处理后，对味精生产中的淀粉糖化液进行脱色试验，对葡萄糖并不产生吸附作用，而使糖化液中砷含量下降87％，粗蛋白含量下降27％，有利于提高味精的质量。然而膨润土对蛋白质、氨基酸的吸附作用，在水溶液中主要以离子交换、极性力、分子间力等方式。其中对碱性赖氨酸吸附能力最强，非极性丙氨酸吸附能力最小，其吸附数量相差5倍之多。钙膨润土吸附氨基酸能力好于钠膨润土，且pH值是影响吸附的主要因素，当pH=2.2时膨润土吸附赖氨酸量；酸处理膨润土吸附赖氨酸能力最强。

由于膨润土矿成因不同，地域不同，其内部成分及特性等存在很大差别，给膨润土的深加工带来很大的困难，产品的质量波动较大，大大限制了膨润土在更多领域的应用和推广。目前国内在食品工业中应用的膨润土大部分是靠进口，市场需求量很大，这就要求研究者们应针对国内原料的特点，加强对膨润土的结构、特性及其脱色澄清机理的深入研究，并开展膨润土的提纯、改性及应用研究，拓宽其应用领域。