· 技術方法 ·
不同禽蛋黃中卵磷脂的提取及其水解液成分的鑒定研究
趙思邈1,2任 悅1,2石 晨1邵建群1張 楓1*
(1.首都醫科大學藥學院實驗教學中心,北京 100069;2.首都醫科大學藥學院2013級臨床藥學專業本科生,北京 100069)
卵磷脂又名磷脂酰膽堿,是磷脂中的一種,廣泛分布于動植物組織中。卵磷脂是構成生物膜的基本物質,生物膜的正常功能表達,以及人體衰老、動脈硬化、心腦血管疾病等都與卵磷脂的變化有關系[1]。卵磷脂也是一種天然表面活性劑,并在醫藥、食品、化工等領域有著諸多的應用[2]。卵磷脂主要存在于油料作物種子和蛋黃中, 尤其在蛋黃中含量可達10%左右[3]。
在卵磷脂的提取研究上,主要是有機溶劑提取法和超臨界CO2萃取法[4-5]。后者方法對設備要求較高,成本也高[6]。而有機溶劑提取法操作簡便,易于控制,是目前應用研究較多的蛋黃卵磷脂提取方法[7-8]。根據卵磷脂不溶于丙酮,易溶于乙醇的性質,實驗中采用了乙醇為提取溶劑,同時比較研究了超聲提取和研磨提取兩種方法對提取不同蛋黃中卵磷脂提取率的影響。并對提取到的各種禽蛋卵磷脂進行了完全水解,對水解產物中的脂肪酸、甘油、膽堿和磷酸進行了相應的鑒定實驗。
1.1 試劑與儀器
乙醇、乙醚、丙酮、乙酸鉛、硫酸銅、碘化鉍鉀、鉬酸銨、氨基萘酚磺酸、硫酸、硝酸、氫氧化鈉等均為分析純。
電子分析天平(賽多利斯科學儀器有限公司);循環水式多用真空泵(鄭州長城科工貿有限公司);超聲波清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司);減壓抽濾裝置、蒸餾裝置等。
1.2 實驗方法
1.2.1 卵磷脂的超聲提取
取熟蛋黃1個,在電子天平中稱質量并記錄蛋黃的質量(M1)。將蛋黃置于干凈的錐形瓶中并將其搗碎,然后加入95%(體積分數)乙醇20 mL,放入超聲儀中超聲提取20 min。取出后,用布氏漏斗減壓過濾,充分擠壓濾干后把蛋黃濾渣再移入錐形瓶中。在蛋黃濾渣中又加入95%(體積分數)乙醇10 mL,并超聲提取10 min后減壓過濾,濾渣用2 mL無水乙醇洗3遍,抽干后,合并兩次濾液到100 mL蒸餾燒瓶中。
安裝蒸餾裝置,常壓蒸餾盡量除去提取液中的乙醇,燒瓶中得到黃色油狀物。冷卻后,加入5 mL乙醚,攪拌使油狀物溶解。然后攪拌下慢慢加入15 mL左右的丙酮,振搖,即有卵磷脂析出。除去其中丙酮,并使殘余的丙酮全部揮發掉后,電子天平稱質量并記錄提取到的卵磷脂質量(M2)。
1.2.2 卵磷脂的研磨提取
研磨提取方法所用提取溶劑乙醇的用量同超聲提取,只是在操作方法中把第一次超聲20 min,改為在研缽中研磨20 min;第二次超聲10 min,改為在研缽中研磨10 min,其他處理步驟同超聲提取。
1.2.3 提取率計算
1.2.4 卵磷脂的水解
把提取到的卵磷脂裝入錐形瓶中,加入15 mL 20%(質量分數)氫氧化鈉溶液,放入沸水浴中加熱攪拌15 min,使卵磷脂充分水解。冷卻后,在玻璃漏斗中用雙層紗布過濾得水解液,水解液供組成鑒定用。過濾后留在紗布上的白色泡沫狀物,為水解后的脂肪酸鈉,供脂肪酸鑒定用。卵磷脂水解后應生成高級脂肪酸、甘油、膽堿和磷酸,水解反應如下[9]。

1.2.5 卵磷脂的水解液成分鑒定
把提取到的卵磷脂按本文“1.2.4”項方法充分水解以后,生成的水解產物含有高級脂肪酸、甘油、膽堿和磷酸,可按下方法依次進行相應的水解液成分鑒定。
1)脂肪酸的鑒定:取卵磷脂水解過濾時留在紗布上的白色泡沫狀物,即高級脂肪酸鈉鹽放入試管中,加1滴20%(質量分數)氫氧化鈉與5 mL蒸餾水,然后逐滴加入硝酸酸化,當溶液出現混濁現象時停止滴加,此為脂肪酸的鈉鹽變為不溶于水的脂肪酸。然后在試管中逐滴加入10%(質量分數)乙酸鉛溶液,有明顯的高級脂肪酸鉛鹽的白色沉淀產生,表明水解后產生了游離的高級脂肪酸。

2)甘油的鑒定:在試管中加入1%(質量分數)硫酸銅溶液1 mL,20%氫氧化鈉溶液2滴,有氫氧化銅沉淀生成。再加入1 mL水解液,振搖,沉淀溶解生成絳藍色的甘油銅溶液[10],表明水解液中有甘油產生。

3)膽堿的鑒定:在一支試管中加入水解液1 mL,加入硫酸使其酸化, 再逐滴加入約5~6滴碘化鉍鉀并振搖,漸漸形成渾濁的橘或磚紅色,此為膽堿的特性反應[11],表明水解液中有膽堿存在。

4)磷酸的鑒定:在一支試管中加入0.5 mL水解液,滴加硫酸使其酸化后,再滴加5滴鉬酸銨試劑, 1 mL氨基萘酚磺酸溶液,振搖后水浴加熱15 min,試管液體為藍色,此為磷鉬藍的顏色,表明水解液中存在磷酸鹽[12]。

2.1 不同提取方法對蛋黃卵磷脂提取率的影響
根據卵磷脂溶于乙醇,而不溶于丙酮的特性,分別用烏雞蛋、鴨蛋和雞蛋的蛋黃,采用超聲提取方法和研磨提取方法,對烏雞蛋、鴨蛋和雞蛋的蛋黃進行卵磷脂的提取方法對比研究,卵磷脂提取率的結果見圖1。

圖1 超聲和研磨提取蛋黃卵磷脂的提取率
2.2 不同禽蛋黃中卵磷脂的含量
由于超聲方法可以有效地從蛋黃中提取到卵磷脂,表1是不同禽蛋黃采用超聲方法提取卵磷脂得到的提取率結果。其中編號3采用的是未煮熟的生雞蛋黃,其他均采用煮熟的蛋黃。編號4為放置時間為2個月以上的雞蛋,標記為過期雞蛋。

表1 不同禽蛋黃超聲提取卵磷脂的提取率
2.3 水解液鑒定結果
表2為采用超聲方法提取到的各種禽蛋黃的卵磷脂經堿性水解后,按照本文“1.2.5”項所述的鑒定方法,對編號1~6各種蛋黃卵磷脂水解液的鑒定結果。“+”號表示實驗現象為正結果,其中“++”表示產生實驗現象明顯且快速。從鑒定結果可知,從烏雞蛋、雞蛋、鴨蛋和鵝蛋的蛋黃中提取到的卵磷脂都符合已知的卵磷脂的結構特征。

表2 卵磷脂水解液的鑒定結果
乙醇作為卵磷脂的提取溶劑,采用超聲方法提取卵磷脂的提取率遠遠高于采用研磨的方法(圖1)。這可能是由于超聲波產生的強烈震動、高的加速度以及熱效應,破壞了細胞壁,使溶劑易滲透到細胞中,從而提高了卵磷脂的提取率。故超聲提取方法是一種非常有效的從禽蛋中提取卵磷脂的方法。
卵磷脂因最早從蛋黃中提取出來而得名,在實驗所研究的烏雞、雞、鴨、鵝蛋的蛋黃中,烏雞蛋黃的卵磷脂含量最高;其次是鴨蛋、雞蛋;鵝蛋黃雖然大,但它的卵磷脂的含量不高(表1)。新鮮的雞蛋比放置過久的雞蛋卵磷脂的含量高。按照本實驗方法,采用煮熟了的雞蛋比生雞蛋更能有效地從蛋黃中提取到卵磷脂,這可能是由于生雞蛋黃本身黏稠,提取溶劑不能有效地浸潤到內部,導致提取率低。
卵磷脂又名磷脂酰膽堿,是由磷脂酸與膽堿通過酯鍵結合生成。卵磷脂、磷脂酸的分子結構如下:

由于磷脂酸本身也包含有多個酯鍵,卵磷脂結構中的這些酯鍵,可以水解斷開。所以卵磷脂在堿性條件下,水解液中會產生脂肪酸、甘油、膽堿和磷酸這四種物質。通過鑒定水解液中的這4種物質的存在,可以說明提取到了卵磷脂。在本實驗研究中,對提取到的禽蛋黃的卵磷脂進行堿性水解,并依次鑒定了這些物質(表2)。卵磷脂的水解產物鑒定實驗表明,從烏雞、雞、鴨、鵝蛋的蛋黃中均可以提取到卵磷脂。這也說明采用乙醇為溶劑的超聲提取方法,可以有效地從一枚禽蛋的蛋黃中提取到卵磷脂。卵磷脂與我們日常生活聯系密切,希望本實驗的研究方法和結果,能夠對生活中所食用的禽蛋有所了解,并能夠對從事相關蛋黃卵磷脂的提取研究和實驗教學工作提供參考。
致謝:在本論文完成過程中,得到了“首都醫科大學國家級基礎與專業藥學實驗教學示范中心”和“首都醫科大學醫學化學與藥學示范性校內創新實踐基地”兩大平臺的支持。
[1] 張楓,房晨婕. 醫學化學基礎[M].2版.北京:中國協和醫科大學出版社,2010:412-420.
[2] 龐坤,韓立強,李維琳.卵磷脂的性質及其應用[J].安徽農業科學,2006,34(9):1772 -1773.
[3] 劉文倩,廖泉,趙玲艷,等.卵磷脂提取與純化技術研究進展[J].食品與機械,2014,30(1):267-271.
[4] Boselli E, Caboni M F. Supercritical carbon dioxide extraction of phospholipids from dried egg yolk without organic modifier[J]. Supercrit Fluids, 2000, 19: 45-50.
[5] Subra-Paternault P, ThongDeng H, Grelard A, et al. Extraction of phospholipids from scallop by-product using supercritical CO2/alcohol mixtures[J]. Food Sci Technol, 2015, 60: 990-998.
[6] Herrero M, Mendiola J A, Cifuentesa A, et al. Supercritical fluid extraction: Recent advances and applications[J]. Chromatogr A, 2010, 1217:2495-2511.
[7] 陳艷輝,韋月園,玉現新,等.乙醇提取鴨蛋黃卵磷脂的工藝研究[J]. 廣州化工,2011,39 (9):75-77.
[8] 臧榮鑫,蔡勇. 卵黃卵磷脂提取純化及純度鑒定實驗設計[J].大學化學,2010,25(2): 46-48.
[9] 王建芳,張正新,鄧紅俠,等.廢棄桑蠶種卵中卵磷脂的提取鑒定與檢測[J].安徽農業科學, 2013,41(19): 8192 -8193, 8380.
[10]魏俊杰.有機化學[M].北京:高等教育出版社,2003,203-204.
[11]匡海學.中藥化學[M].北京:中國中醫藥出版社,2003,322-327.
[12]白德軍,田俊春,曹安民.磷鉬藍反應的研究及應用[J]. 貴州化工, 2003,28(1):39-41.
編輯 慕 萌
中央支持地方專項-藥學實驗室建設(PXM2015_014226_000142),首都醫科大學2015年度校長基金(2015JYY28)。This study was Supported by the Central Government to Support Local Units for the Development of Pharmaceutical Laboratory(PXM2015_014226_000142), 2015 Principal Fund of Capital Medical University (2015JYY28).
時間:2017-01-17 23∶49
http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3662.R.20170117.2349.038.html
10.3969/j.issn.1006-7795.2017.01.023]
2016-09-14)
*Corresponding author, E-mail:zhangf@ccmu.edu.cn