肖 虹，周裔彬，尚巖巖，邵 磊，胡經(jīng)緯，毛曉文

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品系，安徽合肥230036)

超聲輔助提取雞蛋卵磷脂的工藝研究

肖 虹，周裔彬*，尚巖巖，邵 磊，胡經(jīng)緯，毛曉文

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品系，安徽合肥230036)

采用超聲波為輔助手段，以卵磷脂提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用正交實(shí)驗(yàn)探索蛋黃卵磷脂提取的最佳工藝條件為:料液比為1∶12(W/V)，乙醇濃度為85%(V/W)，超聲溫度為45℃，超聲時(shí)間為30min;蛋黃卵磷脂平均提取率為12.46%。

卵磷脂，雞蛋黃，超聲提取，薄層層析

Abstract:Based on ultrasonic method，the experimental results were evaluated by the yield of yolk lecithin.The optimum extraction parameters were obtained by orthogonal design method.The results indicated that the ratio of yolk to ethanol was 12mg/g，85%ethanol，ultrasonic temperature 45℃ for 30min.The yield of yolk lecithin was 12.46%at the condition of optimum parameters.

Key words:lecithin;yolk;ultrasonic extraction;thin－layer chromatography

卵磷脂(Lecithin)又名膽堿磷酯或磷脂酰膽堿，最初因從蛋黃中提取而得名，其主要存在于蛋黃、大豆、動(dòng)物內(nèi)臟器官等動(dòng)植物中。卵磷脂是人體生物膜、腺體分泌的的主要組成成分［1］。卵磷脂被譽(yù)為與蛋白質(zhì)、維生素并列的“第三營(yíng)養(yǎng)素”，1998年被美國(guó)國(guó)家科學(xué)院食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)列為每日必需營(yíng)養(yǎng)素(RDA)。美國(guó)、歐洲、日本等已將卵磷脂在臨床上用于防治腦、心、肝、腫瘤等疾?。?］。據(jù)報(bào)道，卵磷脂在蛋黃中的含量最高可達(dá)到8%～10%［3］。目前，我國(guó)普遍采用有機(jī)溶劑提取卵磷脂［4－5］，此法雖生產(chǎn)量大，便于連續(xù)操作，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但有機(jī)溶劑耗量大，工藝時(shí)間長(zhǎng)，提取率較低。本研究利用超聲波產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動(dòng)、高的加速度、強(qiáng)烈的空化效應(yīng)及攪拌等特殊作用［6］，破壞細(xì)胞壁，使溶劑易滲透到細(xì)胞中，達(dá)到降低溶劑量且提高卵磷脂提取率的目的，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工藝，為提高雞蛋黃卵磷脂的提取率提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

新鮮雞蛋 以綠茶粉為飼料添加劑的羅曼蛋雞(自養(yǎng));卵磷脂 Sigma公司;無(wú)水乙醇、丙酮、氯仿、石油醚、三乙胺、溴百里酚藍(lán)等 市購(gòu)分析純;高效硅膠G板、高效硅膠GF254板 安徽良臣硅源材料有限公司。

KD－250DE型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;DK－S26型電熱恒溫水浴鍋 上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;RE－52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;T6紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京浦析通用儀器有限責(zé)任公司;DHG－914385－Ⅲ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;FA1104電子天平 上海精天電子儀器有限公司。

1.2 卵磷脂提取工藝

1.2.1 卵磷脂的粗提 稱取新鮮雞蛋黃液1.00g于三角瓶中，加入10mL 95%(V/W)乙醇，并攪拌均勻，置入功率為200W的超聲波清洗器中，在45℃下超聲處理蛋黃混合液，超聲結(jié)束后將提取液置于50mL離心管中，3000r/min離心15min，取上清液，濾渣加入同樣溶劑重復(fù)上述操作，反復(fù)幾次合并濾液。

1.2.2 卵磷脂的除雜 將1.2.1步所得提取液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中濃縮近干燥，加入少量石油醚溶解，將溶解出的石油醚卵磷脂溶液置于50℃水浴中，待石油醚揮干后，向盛有卵磷脂的燒杯中加入卵磷脂3倍體積的丙酮，研磨，然后將上層黃色的丙酮液體傾出。卵磷脂沉淀用丙酮反復(fù)洗幾次，直至丙酮液無(wú)色。將所得卵磷脂置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得淡黃色的卵磷脂粗品，并計(jì)算其得率。

1.2.3 卵磷脂的純化［7］稱取粗卵磷脂0.1130g，用氯仿∶甲醇(9∶1)的混合溶劑充分溶解后定容到10mL，得到濃度為11.3mg/mL的卵磷脂溶液。用定量取樣器在制備型薄層色譜硅膠板下端1cm處密集點(diǎn)樣，同時(shí)用同樣的方法點(diǎn)上一個(gè)標(biāo)樣，并做下記號(hào)。點(diǎn)樣完畢，以氯仿－無(wú)水乙醇－三乙胺－水(10∶11.3∶11.7∶2.7)為展開(kāi)劑，展開(kāi) 15cm。層析完畢，取出薄板，自然晾干后，在紫外燈下刮取與標(biāo)樣具有相同Rf值的點(diǎn)，用氯仿浸泡刮取下來(lái)的硅膠粉，置于超聲波清洗器中振蕩5min，然后將混合液置于離心管中，3000r/min離心，傾出上清液，濾渣用同樣的方法反復(fù)處理3次，合并上清液，真空干燥得產(chǎn)品，并計(jì)算純度。

1.2.4 純度鑒定［8］將1.2.3所得卵磷脂以氯仿－無(wú)水乙醇－三乙胺－水(10∶11.3∶11.7∶2.7)為展開(kāi)劑，與Sigma公司卵磷脂標(biāo)準(zhǔn)品在同一塊5×10的GF254板上平行展開(kāi)8cm，層析完后，取出薄板，置于105℃烘箱內(nèi)烘干，然后用溴百里酚藍(lán)噴霧顯色(以打濕板為宜，不宜有水滴流下)。

1.3 卵磷脂提取的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

蛋黃卵磷脂的超聲提取效果受到料液比、乙醇濃度、超聲溫度、超聲時(shí)間的影響，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)超聲提取工藝條件進(jìn)行初步優(yōu)化，每個(gè)因素設(shè)為5個(gè)水平，按表1進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。為了獲得最佳提取工藝條件，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)超聲提取工藝條件初步優(yōu)化的結(jié)果，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)L9(34)(見(jiàn)表2)，分析結(jié)果以確定最佳工藝條件。

表1 單因素實(shí)驗(yàn)因素水平

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與討論

2.1 溶劑用量對(duì)提取率的影響

乙醇提取蛋黃卵磷脂是固－液相之間的擴(kuò)散過(guò)程，在一定范圍增加溶劑用量能增加固－液接觸面積，提高溶質(zhì)擴(kuò)散速率，使得蛋黃細(xì)胞中卵磷脂溶解度增大，從而增加提取率。若乙醇用量過(guò)大，則提取雜質(zhì)多，回收溶劑能耗大成本高;若乙醇用量過(guò)少則分散系相當(dāng)粘稠，蛋黃卵磷脂溶解不完全，難以徹底分離，因此，乙醇添加量適中時(shí)便于卵磷脂游離出來(lái)從而提高卵磷脂的提取效果。從圖1可以看出，蛋黃卵磷脂的提取率隨著料液比的增加而呈上升趨勢(shì)，當(dāng)料液比達(dá)到1∶10(W/V)時(shí)，提取率增加緩慢。

2.2 乙醇濃度對(duì)提取率的影響

卵磷脂是兩性分子，既有親水基又有親油基。若乙醇含水量高，極性過(guò)高，則會(huì)影響卵磷脂的溶解性;若乙醇含水量少，極性過(guò)低，則難以有效地破壞卵磷脂與蛋白或糖的結(jié)合，從而影響卵磷脂提取效果。從圖2可以看出，在乙醇濃度為65%～100%的范圍內(nèi)，隨著乙醇濃度的提高，蛋黃卵磷脂的提取率也逐漸提高，當(dāng)乙醇濃度為95%時(shí)卵磷脂提取率達(dá)到最大，當(dāng)乙醇為無(wú)水乙醇時(shí)，卵磷脂提取率反而下降。

圖1 料液比對(duì)提取率的影響

圖2 乙醇濃度對(duì)提取率的影響

2.3 超聲處理溫度對(duì)提取率的影響

超聲波的水浴溫度對(duì)蛋黃卵磷脂的提取率有影響。當(dāng)超聲水浴溫度過(guò)低時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)緩慢，作用時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，提取率低;當(dāng)溫度升高時(shí)，可加速分子熱運(yùn)動(dòng)，有利于脂蛋白分子中脂肪與蛋白間共價(jià)鍵的斷裂，但超過(guò)一定溫度時(shí)，脂蛋白變性嚴(yán)重結(jié)塊，會(huì)阻礙乙醇與脂類的接觸，降低提取率，并且溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)加速卵磷脂的氧化變質(zhì)。從圖3可以看出，隨著超聲溫度的升高，卵磷脂的提取率逐漸升高，但當(dāng)溫度達(dá)到45℃后，提取率逐漸下降。這可能是由于溫度的升高，加速了卵磷脂的氧化分解，并且隨著溫度的升高，蛋白質(zhì)變性，影響了卵磷脂的溶出，卵磷脂的提取率會(huì)降低了。

圖3 超聲溫度對(duì)提取率的影響

2.4 超聲處理時(shí)間對(duì)提取效果的影響

在用乙醇提取蛋黃卵磷脂的過(guò)程中，卵磷脂的溶解擴(kuò)散需要一定時(shí)間，適當(dāng)延長(zhǎng)提取時(shí)間有利于卵磷脂的提取。從圖4可以看出，在超聲時(shí)間在25～45min之間時(shí)，卵磷脂的提取率呈上升趨勢(shì)，當(dāng)超聲時(shí)間達(dá)到55min以后，蛋黃卵磷脂的提取率反而有所下降，這可能是由于隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，超聲波清洗器中的水浴溫度也會(huì)緩慢上升，從而導(dǎo)致卵磷脂氧化，乙醇揮發(fā)，從而降低了提取率。

圖4 超聲時(shí)間對(duì)提取率的影響

2.5 正交實(shí)驗(yàn)

在以上單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)影響雞蛋卵磷脂的提取效果的因素進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表3所示。

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，影響蛋黃卵磷脂提取率的因素主次順序?yàn)?乙醇濃度＞超聲溫度＞料液比＞超聲時(shí)間，綜合各因素的K值和直觀比較得出最佳組合為A3B2C2D2，即料液比為1∶12，乙醇濃度為85%(W/V)，超聲波水浴溫度 45℃，超聲提取時(shí)間40min。由表4可以看出，乙醇濃度對(duì)提取率有較大影響，而料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間的影響不顯著，綜合考慮操作方便等因素，則選定超聲時(shí)間為30min，最后確定超聲輔助提取雞蛋卵磷脂的最佳因素組合水平為A3B2C2D1，即料液比為1∶12，乙醇濃度為85%(W/V)，超聲波水浴溫度45℃，超聲提取時(shí)間30min。

表4 正交實(shí)驗(yàn)方差分析表

2.6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為了考察上述優(yōu)選工藝條件的穩(wěn)定性，根據(jù)以上所得最佳工藝條件進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，蛋黃卵磷脂的得率見(jiàn)表5，3次實(shí)驗(yàn)結(jié)果均優(yōu)于正交實(shí)驗(yàn)表中的任何一組，平均得率為12.46%，相對(duì)偏差RSD=0.44%(n=3)，說(shuō)明該工藝穩(wěn)定可行。

表5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

2.7 蛋黃卵磷脂的純化及薄層色譜鑒定

粗卵磷脂，純化后卵磷脂及卵磷脂標(biāo)準(zhǔn)品的薄層色譜圖如圖5所示。由圖5可以看出，粗卵磷脂在薄板上具有4個(gè)淡黃色斑點(diǎn)，用制備型薄層色譜純化后的卵磷脂只有1個(gè)斑點(diǎn)，并且與卵磷脂標(biāo)準(zhǔn)品具有相同的Rf值，由此可見(jiàn)可用制備型薄層色譜制得純度較高的卵磷脂產(chǎn)品。

圖5 卵磷脂的薄層色譜圖

3 結(jié)論

3.1 優(yōu)選的最佳工藝條件為:料液比1∶12(W/V)，乙醇濃度 85%(W/V)，超聲溫度 45℃，超聲時(shí)間30min。

3.2 按最佳工藝條件實(shí)驗(yàn)3次，蛋黃卵磷脂平均得率為12.46%，相對(duì)偏差為RSD=0.44%(n=3)。

3.3 可用制備型薄層色譜對(duì)粗蛋黃卵磷脂進(jìn)行純化，方法簡(jiǎn)便，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作步驟少，提純的產(chǎn)品純度較為理想。

由此可知，超聲提取蛋黃卵磷脂具有提取時(shí)間短，速度快，提取率高，工藝穩(wěn)定，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，因此用超聲法提取蛋黃卵磷脂是一種比較理想的方法。

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Study on ultrasonic extraction of lecithin from the yolk

XIAO Hong，ZHOU Yi－bin*，SHANG Yan－yan，SHAO Lei，HU Jing－wei，MAO Xiao－wen
(Department of Food Science，Anhui Agriculture Universty，Hefei 230036，China)

TS201.2+2

B

1002－0306(2010)08－0255－03

2009－08－25 *通訊聯(lián)系人

肖虹(1980－)，女，在讀碩士研究生，研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

安徽省博士后基金(03082901)。