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)

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價指標，利用正交實驗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、動物內(nèi)臟器官等動植物中。卵磷脂是人體生物膜、腺體分泌的的主要組成成分［1］。卵磷脂被譽為與蛋白質(zhì)、維生素并列的“第三營養(yǎng)素”，1998年被美國國家科學(xué)院食品營養(yǎng)學(xué)會列為每日必需營養(yǎng)素(RDA)。美國、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)報道，卵磷脂在蛋黃中的含量最高可達到8%～10%［3］。目前，我國普遍采用有機溶劑提取卵磷脂［4－5］，此法雖生產(chǎn)量大，便于連續(xù)操作，容易實現(xiàn)自動化，但有機溶劑耗量大，工藝時間長，提取率較低。本研究利用超聲波產(chǎn)生的強烈震動、高的加速度、強烈的空化效應(yīng)及攪拌等特殊作用［6］，破壞細胞壁，使溶劑易滲透到細胞中，達到降低溶劑量且提高卵磷脂提取率的目的，并通過正交實驗優(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;無水乙醇、丙酮、氯仿、石油醚、三乙胺、溴百里酚藍等 市購分析純;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 上海精密實驗設(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紫外可見分光光度計 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處密集點樣，同時用同樣的方法點上一個標樣，并做下記號。點樣完畢，以氯仿－無水乙醇－三乙胺－水(10∶11.3∶11.7∶2.7)為展開劑，展開 15cm。層析完畢，取出薄板，自然晾干后，在紫外燈下刮取與標樣具有相同Rf值的點，用氯仿浸泡刮取下來的硅膠粉，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，并計算純度。

1.2.4 純度鑒定［8］將1.2.3所得卵磷脂以氯仿－無水乙醇－三乙胺－水(10∶11.3∶11.7∶2.7)為展開劑，與Sigma公司卵磷脂標準品在同一塊5×10的GF254板上平行展開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 卵磷脂提取的實驗設(shè)計

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、超聲時間的影響，通過單因素實驗對超聲提取工藝條件進行初步優(yōu)化，每個因素設(shè)為5個水平，按表1進行單因素實驗設(shè)計。為了獲得最佳提取工藝條件，根據(jù)單因素實驗對超聲提取工藝條件初步優(yōu)化的結(jié)果，在此基礎(chǔ)上進行四因素三水平正交實驗L9(34)(見表2)，分析結(jié)果以確定最佳工藝條件。

表1 單因素實驗因素水平

表2 正交實驗因素水平表

2 結(jié)果與討論

2.1 溶劑用量對提取率的影響

乙醇提取蛋黃卵磷脂是固－液相之間的擴散過程，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)擴散速率，使得蛋黃細胞中卵磷脂溶解度增大，從而增加提取率。若乙醇用量過大，則提取雜質(zhì)多，回收溶劑能耗大成本高;若乙醇用量過少則分散系相當粘稠，蛋黃卵磷脂溶解不完全，難以徹底分離，因此，乙醇添加量適中時便于卵磷脂游離出來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，當料液比達到1∶10(W/V)時，提取率增加緩慢。

2.2 乙醇濃度對提取率的影響

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，極性過高，則會影響卵磷脂的溶解性;若乙醇含水量少，極性過低，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，當乙醇濃度為95%時卵磷脂提取率達到最大，當乙醇為無水乙醇時，卵磷脂提取率反而下降。

圖1 料液比對提取率的影響

圖2 乙醇濃度對提取率的影響

2.3 超聲處理溫度對提取率的影響

超聲波的水浴溫度對蛋黃卵磷脂的提取率有影響。當超聲水浴溫度過低時，分子運動緩慢，作用時間會延長，提取率低;當溫度升高時，可加速分子熱運動，有利于脂蛋白分子中脂肪與蛋白間共價鍵的斷裂，但超過一定溫度時，脂蛋白變性嚴重結(jié)塊，會阻礙乙醇與脂類的接觸，降低提取率，并且溫度過高時，會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，但當溫度達到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，卵磷脂的提取率會降低了。

圖3 超聲溫度對提取率的影響

2.4 超聲處理時間對提取效果的影響

在用乙醇提取蛋黃卵磷脂的過程中，卵磷脂的溶解擴散需要一定時間，適當延長提取時間有利于卵磷脂的提取。從圖4可以看出，在超聲時間在25～45min之間時，卵磷脂的提取率呈上升趨勢，當超聲時間達到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間的延長，超聲波清洗器中的水浴溫度也會緩慢上升，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 超聲時間對提取率的影響

2.5 正交實驗

在以上單因素實驗的基礎(chǔ)上，對影響雞蛋卵磷脂的提取效果的因素進行L9(34)正交實驗，并對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，結(jié)果如表3所示。

表3 正交實驗結(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為:乙醇濃度＞超聲溫度＞料液比＞超聲時間，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℃，超聲提取時間40min。由表4可以看出，乙醇濃度對提取率有較大影響，而料液比、超聲溫度、超聲時間的影響不顯著，綜合考慮操作方便等因素，則選定超聲時間為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℃，超聲提取時間30min。

表4 正交實驗方差分析表

2.6 驗證實驗

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行重復(fù)實驗3次，蛋黃卵磷脂的得率見表5，3次實驗結(jié)果均優(yōu)于正交實驗表中的任何一組，平均得率為12.46%，相對偏差RSD=0.44%(n=3)，說明該工藝穩(wěn)定可行。

表5 驗證實驗

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準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個淡黃色斑點，用制備型薄層色譜純化后的卵磷脂只有1個斑點，并且與卵磷脂標準品具有相同的Rf值，由此可見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℃，超聲時間30min。

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

3.3 可用制備型薄層色譜對粗蛋黃卵磷脂進行純化，方法簡便，設(shè)備簡單，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間短，速度快，提取率高，工藝穩(wěn)定，設(shè)備簡單，操作方便等優(yōu)點，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)。