張昆明 農(nóng)紹莊 遲海云 李淑霞

（大連工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，遼寧 大連 116034）

微波輔助法萃取蛋黃卵磷脂的工藝研究

張昆明 農(nóng)紹莊 遲海云 李淑霞

（大連工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，遼寧 大連 116034）

研究利用微波輔助法萃取雞蛋黃中卵磷脂的新工藝。以無水乙醇－石油醚二元混合溶劑為提取劑，采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)考察溶劑組成、液料比、微波輻射功率、輻射時(shí)間對(duì)卵磷脂得率的影響，得到最佳工藝條件為：無水乙醇∶石油醚 （V/V）4∶1，液料比 （V/m）5∶1，微波輻射功率640W，輻射時(shí)間60s，磁力攪拌40min，得率達(dá)9.357%。比較5種不同萃取工藝，微波輔助萃取工藝和微波－超聲波協(xié)同萃取工藝卵磷脂得率高，明顯縮短提取時(shí)間，大大簡(jiǎn)化了提取工藝。

微波；超聲波；微波－超聲波；萃??；卵磷脂

卵磷脂（lecithin）是一種含磷的類脂類生理活性物質(zhì)，同時(shí)也是一種天然表面活性劑［1］。卵磷脂主要存在于蛋黃和油料作物種子中，尤其在蛋黃中含量最高，達(dá)干物質(zhì)總質(zhì)量的8%～10%。近年來，微波輔助萃取、超（亞）臨界流體萃取、固相微萃取和加壓流體萃取等萃取新技術(shù)在天然活性物質(zhì)成分提取方面得到了廣泛的應(yīng)用［2－3］。微波輔助萃?。╩icrowave－assisted extraction，MAE）技術(shù)主要是將微波輻射與萃取溶劑相結(jié)合，對(duì)目標(biāo)活性物質(zhì)有效提取分離的方法，提取分離過程耗時(shí)短、溶劑用量少、選擇性強(qiáng)且提取率高，有效克服了傳統(tǒng)索氏萃取工藝耗時(shí)長、溶劑用量大等缺點(diǎn)［4－5］。目前，國內(nèi)外已對(duì)微波輔助萃取技術(shù)開展了不少研究，并將其廣泛應(yīng)用于 皂苷類［6］、黃酮類［7］、多糖［8］、色素［9］和油脂類［10］等活性物質(zhì)的提取，但利用該技術(shù)從蛋黃中萃取活性卵磷脂成分的研究卻鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)擬通過微波輔助二元混合溶劑萃取雞蛋黃中的卵磷脂，同時(shí)對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，并比較傳統(tǒng)單一溶劑萃取、二元混合溶劑萃取、超聲波輔助萃取、微波－超聲波協(xié)同萃取、微波輔助萃取5種提取工藝對(duì)蛋黃卵磷脂得率的影響，旨在探求雞蛋黃中卵磷脂的有效提取工藝，為雞蛋的綜合利用，卵磷脂產(chǎn)品的開發(fā)提供新的有效途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

咯咯噠雞蛋：購自于遼寧省大連市興工街沃爾瑪超市；

95%乙醇、無水乙醇、石油醚、丙酮、ZnCl2等：均為分析純。

1.2 主要設(shè)備

微波萃取器：經(jīng)家用NN－S3440WF型松下微波爐（上海松下微波爐有限公司）改造而成，具有冷凝回流裝置，可以進(jìn)行時(shí)間和溫度的調(diào)節(jié)；

實(shí)驗(yàn)室專用超聲微波爐：NJL07－5，南京杰全微波設(shè)備有限公司；

雙向定時(shí)恒溫磁力攪拌器：90－3型，上海滬西分析儀器廠有限公司；

電子精密天平：GB303，上海梅特勒－托利多儀器有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：RE－52AA，上海亞榮生化儀器廠；

低速離心機(jī)：SC－3610，科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司；

真空干燥箱：ZK－82B，上海實(shí)驗(yàn)儀器總廠；

分蛋器：七彩日用百貨貿(mào)易有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 原料預(yù)處理 用分蛋器將蛋清與蛋黃分離，收集蛋黃于密閉塑料盒中，置于冰箱中冷凍過夜，備用。

1.3.2 粗卵磷脂的制備 稱取冷凍蛋黃50g（精確至0.001g）于燒杯中，加入一定比例的無水乙醇－石油醚二元混合溶劑，攪勻后移至索氏提取器中，并放置于微波萃取器中回流冷凝一定的時(shí)間取出，磁力攪拌40min后，離心取上清液，45℃減壓濃縮至近干，用20mL石油醚分3次洗下黏壁上的油狀物質(zhì)，加入60mL丙酮，充分?jǐn)嚢柚脸恋硗耆?，離心取沉淀，真空干燥，得蛋黃卵磷脂粗品，稱重。

1.3.3 粗卵磷脂的純化 取卵磷脂粗品，用無水乙醇溶解，并制備成卵磷脂含量約為10%的乙醇粗提液，加入相當(dāng)于卵磷脂質(zhì)量10%的ZnCl2的水溶液，室溫?cái)嚢?0min，分離沉淀物，加入適量冰丙酮（4℃）洗滌，直至丙酮洗液近無色，得到白色蠟狀的精卵磷脂，真空干燥，稱重，按式（1）計(jì)算得率。

1.3.4 微波輔助萃取工藝的優(yōu)化

（1）溶劑組成對(duì)卵磷脂得率的影響：稱取50g冷凍蛋黃，分別加入200mL無水乙醇－石油醚體積比為2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1的二元混合溶劑，在微波輻射功率440W下輻射提取60s，磁力攪拌40min，粗卵磷脂經(jīng)純化后計(jì)算得率。

（2）溶劑用量對(duì)卵磷脂得率的影響：稱取50g冷凍蛋黃，分別按液料比 （V/m）為2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1加入體積比為4∶1的無水乙醇－石油醚二元混合溶劑，在微波輻射功率440W下輻射提取60s，磁力攪拌40min，粗卵磷脂經(jīng)純化后計(jì)算得率。

（3）微波輻射功率對(duì)卵磷脂得率的影響：稱取50g冷凍蛋黃，加入250mL體積比為4∶1的無水乙醇－石油醚二元混合溶劑，分別在微波功率為120W（低火）、280W（中低火）、440W（中火）、640W（中高火）、800W（高火）下輻射提取60s，磁力攪拌40min，粗卵磷脂經(jīng)純化后計(jì)算得率。

（4）微波輻射時(shí)間對(duì)卵磷脂得率的影響：稱取50g冷凍蛋黃，加入250mL體積比為4∶1的無水乙醇－石油醚二元混合溶劑，在微波輻射功率640W下分別輻射提取10，40，60，90，120s，磁力攪拌40min，粗卵磷脂經(jīng)純化后計(jì)算得率。

（5）正交試驗(yàn)：在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用4因素3水平L9（34）正交試驗(yàn)法，以卵磷脂得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察溶劑組成、溶劑用量、微波輻射功率和微波輻射時(shí)間4個(gè)因素對(duì)卵磷脂得率的影響，確定微波輔助萃取蛋黃卵磷脂的最佳工藝條件。

1.3.5 不同萃取工藝的比較

（1）傳統(tǒng)單一溶劑萃?。菏覝叵拢Q取新鮮分離蛋黃50g，加入2倍蛋黃體積的95%乙醇，磁力攪拌40min，離心取上清液，將沉淀重復(fù)提取3次，合并上清液［11］，余下操作同1.3.2和1.3.3。

（2）二元混合溶劑萃?。悍Q取冷凍蛋黃50g，加入體積比為4∶1的無水乙醇－石油醚混合溶劑，液料比 （V/m）5∶1，磁力攪拌120min后，離心取上清液，余下操作同1.3.2和1.3.3。

（3）超聲波輔助萃取：稱取冷凍蛋黃50g，加入體積比為4∶1的無水乙醇－石油醚混合溶劑，液料比 （V/m）5∶1，超聲波功率為500W，超聲時(shí)間30min后，離心取上清液，余下操作同1.3.2和1.3.3。

（4）微波－超聲波協(xié)同萃?。悍Q取冷凍蛋黃50g，加入體積比為4∶1的無水乙醇－石油醚混合溶劑，液料比（V/m）5∶1，微波功率為640W，微波輻射時(shí)間60s，超聲功率為500W，超聲時(shí)間15min后，離心取上清，余下操作同1.3.2和1.3.3。

（5）微波輔助萃?。喊醋罴褍?yōu)化工藝進(jìn)行試驗(yàn)，提取粗蛋黃卵磷脂，操作同1.3.2；蛋黃粗卵磷脂的純化同1.3.3。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波輔助萃取工藝的優(yōu)化

通過單因素試驗(yàn)得出溶劑組成、液料比、微波輻射功率、微波輻射時(shí)間4因素的水平取值見表1。試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理見表2。

表1 微波輔助萃取卵磷脂L9（34）正交試驗(yàn)的因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test of microwave－assisted extraction lecithin

由表2可知，各因素對(duì)萃取效果的影響大小順序?yàn)椋阂毫媳龋˙）＞溶劑組成（A）＞微波輻射時(shí)間（D）＞微波輻射功率（C）；萃取工藝的優(yōu)化組合為A2B2C2D2，結(jié)合粗卵磷脂制備過程中微波輔助萃取后需攪拌40min，由此確定其最佳優(yōu)化提取工藝為：無水乙醇∶石油醚為4∶1（V/V），液料比5∶1（V/m），微波輻射功率640W，輻射時(shí)間60s，磁力攪拌40min。

表2 微波輔助萃取卵磷脂L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 The results of orthogonal test of microwave－assisted extraction lecithin

2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按上述試驗(yàn)確定的最佳優(yōu)化工藝進(jìn)行3組平行實(shí)驗(yàn)，3組實(shí)驗(yàn)結(jié)果卵磷脂得率分別為9.341%，9.378%，9.353%，平均得率為9.357%，可見在優(yōu)化工藝A2B2C2D2條件下，卵磷脂得率高且重復(fù)性好，驗(yàn)證了所選工藝的合理性。

2.3 不同萃取工藝的比較

在微波輔助萃取優(yōu)化工藝的基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)將傳統(tǒng)單一溶劑萃取、二元混合溶劑萃取、超聲波輔助萃取、微波－超聲波協(xié)同萃取及微波輔助萃取等5種萃取工藝進(jìn)行比較，各萃取工藝重復(fù)3次試驗(yàn)，取卵磷脂得率平均值，結(jié)果見表3。

表3 5種萃取工藝的比較試驗(yàn)Table 3 Compared experiment of five different extraction methods

由表3可知，傳統(tǒng)單一溶劑完成萃取過程總液料比為6∶1（V/m），提取總消耗時(shí)間為120min，且提取過程較為繁瑣，但得率僅為8.281%；在相同的提取時(shí)間內(nèi)，二元混合溶劑萃取提高了卵磷脂得率，比傳統(tǒng)單一溶劑萃取提高了4.2%，且降低了提取溶劑的消耗量；超聲波輔助萃取與傳統(tǒng)單一溶劑萃取得率無明顯差異，但提取時(shí)間明顯縮短，僅為傳統(tǒng)單一溶劑萃取的25%；微波輔助萃取、微波－超聲波協(xié)同萃取均顯著提高了卵磷脂得率，比傳統(tǒng)單一溶劑萃取分別提高了13.0%、5.9%，提取時(shí)間也明顯縮短，分別為傳統(tǒng)單一溶劑萃取的33.3%、12.5%，同時(shí)也降低了萃取溶劑的消耗量，簡(jiǎn)化了萃取工藝。

3 討論與結(jié)論

在相同的提取時(shí)間內(nèi)，以無水乙醇－石油醚二元混合溶劑作為萃取劑，卵磷脂得率與傳統(tǒng)單一溶劑萃取相比有所提高，說明將極性溶劑乙醇和非極性溶劑石油醚二者進(jìn)行結(jié)合有助于卵磷脂的提取，原因可能是極性溶劑乙醇能破壞蛋黃中脂蛋白復(fù)合物的乳化作用，而非極性溶劑石油醚不能破壞此乳化作用，但其對(duì)脂質(zhì)的溶解能力強(qiáng)，二者的結(jié)合能達(dá)到互補(bǔ)的效果，故提高了卵磷脂得率。在無水乙醇－石油醚二元混合溶劑基礎(chǔ)上，借助微波輔助萃取，卵磷脂得率進(jìn)一步得到大幅度提高，且減少了溶劑用量，明顯縮短了提取時(shí)間，其原因可能是蛋黃中含有不少水分，而水分子是強(qiáng)極性分子，在微波輻射條件下，水分子獲得能量并促進(jìn)細(xì)胞破裂，從而促進(jìn)了蛋黃中卵磷脂的溶出，同時(shí)極性分子乙醇也獲得能量加速破壞了脂蛋白復(fù)合物的乳化作用，從而加快了卵磷脂的溶出速率，但具體機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究。

微波－超聲波協(xié)同二元混合溶劑萃取，卵磷脂得率與傳統(tǒng)單一溶劑萃取相比也得到了較大幅度的提高，且大幅度縮短了提取時(shí)間，這說明除了微波輔助作用外，超聲波的空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)也對(duì)卵磷脂得率的提高起了較大的作用。此外，超聲波輔助萃取與傳統(tǒng)單一溶劑萃取得率無明顯差異，但提取時(shí)間明顯縮短，這說明超聲波對(duì)卵磷脂的提取也是有利的。另外，本試驗(yàn)中的超聲波輔助萃取、微波－超聲波協(xié)同萃取的工藝未進(jìn)行優(yōu)化，具體優(yōu)化工藝是何條件還有待于以后的試驗(yàn)進(jìn)一步確定。需要提及的是，試驗(yàn)將蛋黃進(jìn)行冷凍預(yù)處理，也是為了能更好破壞脂蛋白復(fù)合物乳化作用而設(shè)的。

綜上所述，以無水乙醇－石油醚二元混合溶劑為萃取劑，微波輔助萃取蛋黃卵磷脂的最佳優(yōu)化工藝為：無水乙醇∶石油醚為4∶1（V/V），液料比為5∶1（V/m），微波輻射功率為640W，微波輻射時(shí)間為60s，磁力攪拌40min。在此條件下，卵磷脂得率為9.357%。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該優(yōu)化工藝穩(wěn)定可行，適合蛋黃中卵磷脂的提取。比較試驗(yàn)結(jié)果表明微波輔助萃取、微波－超聲波協(xié)同萃取能顯著提高卵磷脂得率，縮短提取時(shí)間明顯，大大簡(jiǎn)化了提取工藝。

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Study on extracting process for lecithin from egg yolk by microwave－assisted technology

ZHANG Kun－ming NONG Shao－zhuang CHI Hai－yunLI Shu－xia

（College of Food and Biotechnology Engineering，Dalian Polytechnic University，Dalian，Liaoning116034，China）

The extraction of lecithin from egg yolk by microwave－assisted technology was studied by adopting a single factor experiment and an orthogonal experiment.With the use of ethanol and petroleum ether as the extraction solvent，such factors as the ratio of ethanol and petroleum ether，the ratio of extraction solvent to material，the microwave radiation power and time were studied on the yield of lecithin in the experiment.The optimal conditions were obtained as follows：The ratio of ethanol and petroleum ether 4∶1（V/V），the ratio of extraction solvent to material 5∶1（V/m），the radiation power 640W，the radiation time 60s，magnetic stirring for 40min and the yield of lecithin is up to 9.357%.Compared with five different extraction methods，the results showed that the yield of lecithin was high by microwave－assisted extraction or microwave－ultrasonic synergistic extraction.Besides，the extraction time was shorten obviously and the extraction process was also simplified greatly.

microwave；ultrasonic；microwave－ultrasonic；extraction；lecithin

10.3969 /j.issn.1003－5788.2010.06.001

張昆明（1986－），男，大連工業(yè)大學(xué)在讀研究生。E－mail：jefferson17＠163.com

農(nóng)紹莊

2010－08－01