卵泡中卵磷脂提取技術的研究

葉夢迪，唐宏剛，肖朝耿，楊慧娟，諶 迪，陳黎洪

(浙江省農業科學院 食品科學研究所，浙江 杭州 310021)

卵磷脂，主要指磷脂酰膽堿(PC)成分[1-2]，與蛋白質、維生素并列，被譽為“第三營養素”[3]，廣泛存在于蛋黃、內臟、腦髓、大豆等動植物體內[4-5]。蛋黃卵磷脂與大豆卵磷脂相比，無論在含量還是氧化穩定性方便都更具有優勢[6-8]。蛋黃卵磷脂因具有乳化、分散、消泡及黏附等優良特性和豐富的營養價值[9]，被廣泛應用于食品加工、醫療保健、日用化工等領域[10]。

淘汰蛋雞屠宰后遺留在腹中的蛋黃稱為卵泡，通過對比發現，卵泡的營養價值與普通蛋黃無差異，且乳化性能優于普通蛋黃[11]。卵泡中含有30%～34%的脂肪成分，可以提供生命機體所需的磷脂、多不飽和脂肪酸、類甾醇等物質[12-13]。目前還沒有十分合理的卵泡回收機制與深加工技術，禽蛋產業中浪費的卵泡數量巨大，使得卵泡市場價格低廉。但是卵泡在營養上有其獨特之處，同時對于蛋黃卵磷脂的需求量逐年增大，探究卵泡中卵磷脂的高效提取技術對于推動畜禽業的發展具有積極的作用。本實驗以淘汰蛋雞副產物卵泡為原料，利用溶劑萃取法提取其中的卵磷脂，為蛋雞副產物的高值化利用及蛋黃卵磷脂的提取提供一定的思路和途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞卵泡，購于超市，置于真空冷凍干燥機中凍干，粉碎后放入-18 ℃備用。

乙醇、丙酮、鉬酸鈉、硫酸、硫酸聯氨、氫氧化鉀、鹽酸、磷酸二氫鉀等試劑，均為分析純。

HR2850型攪拌機(PHILIPS公司)；ALB-224分析天平(德國賽多利斯股份公司)；Scientz-18N冷凍干燥機(寧波新芝凍干設備有限公司)；UV-6100紫外可見分光光度計(上海元分析儀器有限公司)；RE-52A旋轉蒸發器(上海亞榮生化儀器廠)；MEGAFUGE 11R低溫高速離心機(美國Thermo公司)；85-2恒溫磁力攪拌器(江蘇金壇江南儀器廠)。

1.2 試驗方法

1.2.1 卵磷脂的提取步驟

準確稱取一定量的卵泡，加入4倍體積的丙酮，置于磁力攪拌器上冰浴攪拌后，真空抽濾，濾渣中加入一定體積的乙醇，恒溫磁力攪拌一定時間后，以4 800 r·min-1轉速離心20 min，收集濾液，將濾渣與乙醇溶液混合，重復上述操作，合并濾液在4 ℃冰箱中放置12 h除雜，在4 ℃真空抽濾，將獲得的濾液低溫濃縮獲得卵磷脂。

1.2.2 測定方法

卵磷脂含量測定參照《GB/T5537—2008糧油檢驗 磷脂含量》。其中得率計算方式參考肖文婷[3]的方法，提取率計算方式參考周婧[14]的方法。

1.2.3 單因素試驗

分別以丙酮溶解時間、乙醇濃度、提取時間、提取溫度、料液比為因素，每個因素取5個水平，單因素試驗設計為：丙酮溶解時間(0、15、30、45、60 min)、乙醇濃度(80、85、90、95、100%)、提取時間(10、20、30、40、50 min)、提取溫度(25、30、35、40、45 ℃)、料液比(1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12)，以卵磷脂的得率與提取率作為評價指標，通過改變一個因素固定其他條件，比較確定各個因素較佳的提取范圍。

1.2.4 正交試驗

卵泡中提取卵磷脂，乙醇萃取過程尤為重要，考慮到多因素對于提取過程的綜合影響，在上述單因素試驗的基礎上，選取提取溫度(A)、提取時間(B)、料液比(C)及乙醇濃度(D)4個因素作為研究對象，以得率和提取率為考察指標，采用L9(34)正交試驗分析法確定卵磷脂提取的最佳條件。試驗因素水平見表1。

2 結果與討論

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 丙酮浸提時間對卵磷脂提取效果的影響

根據卵磷脂不溶于丙酮，而溶于乙醇的原理[15-16]，采用丙酮除雜-乙醇萃取聯用手段來提高卵磷脂的提取效果。由圖1所示，卵磷脂的得率與提取率隨著丙酮浸提時間的延長而呈現下降的趨勢，未采用丙酮浸提的所得數據最佳。在周婧[14]的高純度蛋黃卵磷脂的制備工藝研究中也出現了類似的結果。因此在乙醇提取卵磷脂之前不適宜用丙酮對樣品進行預處理。

2.1.2 乙醇體積分數對卵磷脂提取效果的影響

實驗采用一系列不同濃度的乙醇對卵泡中的卵磷脂進行萃取，固定料液比為1∶6，提取溫度30 ℃，提取時間20 min，比較不同乙醇體積分數對卵磷脂得率和提取率的影響。由圖2可知，在實驗取值范圍內，隨著乙醇體積分數的增加，卵磷脂的得率和提取率不斷上升，當乙醇濃度為95%時，提取率高達85.72%。卵磷脂不易溶于水，而易溶于乙醇溶劑中[17]，隨著乙醇體積分數有規律的增加，萃取劑的性質與卵磷脂越來越相似[18]，使提取效果逐漸提高。卵磷脂為親水親油性物質，溶劑中含有適當的水分有利于卵磷脂的溶出[19-20]，所以當乙醇體積分數為100%時，造成卵磷脂的得率與提取率略有下降。綜合考慮提取率及成本問題，在實際操作中選用體積分數為95%的乙醇最為合適。

表1 正交試驗因素與水平表Table 1 Factors of orthogonal test design table

圖1 不同丙酮溶解時間對卵磷脂提取效果的影響Fig.1 Effects of different acetone solution time on the extraction efficiency of lecithin

圖2 不同乙醇體積分數對卵磷脂提取效果的影響Fig.2 Effects of different ethanol concentration on the extraction efficiency of lecithin

2.1.3 提取時間對卵磷脂提取效果的影響

根據前人對卵磷脂提取工藝的研究[21-22]，實驗選擇提取時間區間為10～50 min，其他條件不變，由圖3可知，當提取時間為0～30 min時，得率和提取率隨著時間延長而不斷上升，當時間超過30 min時，逐漸下降。這可能是由于卵泡顆粒內部溶質的擴散需要一定的時間[18]，當擴散趨于平衡時，得率和提取率達到最高水平，分別為21%和84%，而后隨著時間的增加，乙醇萃取出的卵磷脂逐漸被氧化，使有效成分分解[23]，造成提取時雜質增多。從改善卵磷脂質量，提高提取效率等方面考慮，選取乙醇提取時間20 min為理想用時。

2.1.4 提取溫度對卵磷脂提取效果的影響

由于卵磷脂不耐高溫，溫度過高時磷脂中的不飽和脂肪酸極易氧化[24-25]，從而失去生物活性，實驗選取25～45 ℃對最適提取溫度進行探討。由圖4可知，隨著提取溫度的升高，得率與提取率均呈現先顯著上升后緩慢下降的趨勢。當提取溫度為30 ℃時，卵磷脂的得率和提取率均達到最高點，分別為18.9%和74.75%。這可能是由于卵磷脂是熱敏性物質[26]，溫度的改變對產品提取效率影響較為明顯，并非溫度越高越好，溫度過高時卵磷脂極易發生氧化分解。綜上所述，選擇30 ℃作為卵磷脂提取的最佳溫度。

圖3 不同提取時間對卵磷脂提取效果的影響Fig.3 Effects of different extration time on the extraction efficiency of lecithin

圖4 不同提取溫度對卵磷脂提取效果的影響Fig.4 Effects of different extraction temperture on the extraction efficiency of lecithin

2.1.5 料液比對卵磷脂提取效果的影響

在乙醇體積分數95%、提取溫度25 ℃、提取時間30 min的條件下考察不同料液比對卵磷脂提取效果的影響，結果表明料液比對卵磷脂的得率和提取率有著顯著的影響。圖5顯示乙醇用量越高，卵磷脂提取效果越好。乙醇用量由4倍增加到10倍時，卵磷脂的得率與提取率急劇上升，而再增加2倍時，變化緩慢。結合得率與提取率的變化趨勢，并考慮生產成本問題，采用料液比1∶10提取卵磷脂最佳。

2.2 正交試驗結果

根據卵磷脂提取單因素試驗所得結果，選用L9(34)正交試驗研究提取時間、提取溫度、料液比、乙醇濃度4個因素對提取效果的綜合影響作用(表2)。

由表2可知，4個因素對卵磷脂的提取效果有不同程度的影響。以卵磷脂得率為考察指標的最佳提取工藝是A1B3C3D3，其中料液比影響最大，提取溫度影響最小。影響卵磷脂提取率因素的主次順序為乙醇濃度>料液比>提取時間>提取溫度。以提取率為考察指標的最佳組合是A3B3C3D2。根據各因素對卵磷脂得率和提取率的影響大小，提取溫度對兩個指標的影響都很小，從經濟角度考慮，選擇25℃作為最佳溫度。而乙醇濃度對提取率的影響要大于得率，所以選擇95%濃度的乙醇提取卵磷脂為最佳。綜合考慮所選4個因素對卵磷脂提取效果的影響，最佳工藝組合為A1B3C3D2，即提取溫度25 ℃、提取時間25 min、料液比1∶12、乙醇體積分數95%。但是最佳組合并未出現在正交表中，需要對其進行驗證試驗。根據正交試驗結果制備所得卵磷脂的得率和提取率分別達到45.35%和90.14%，均明顯高于正交試驗所得數據，說明該正交優化試驗所得最佳工藝組合可以有效提高卵磷脂的提取效果。

圖5 不同料液比對卵磷脂提取效果的影響Fig.5 Effects of different solid-liquid ratio on the extraction efficiency of lecithin

表2 正交試驗結果及極差分析Table 2 L9 (34) orthogonal table statistical analysis of extraction of lecithin

3 結論

淘汰蛋雞屠宰后，遺留在腹中的卵泡數量很大，絕大部分沒有得到高效的利用，造成副產物資源的大量浪費。但卵泡營養成分全面，具有很高的開發價值。本研究利用食用級溶劑萃取技術提取卵泡中的卵磷脂，從優化結果上看，以95%食用乙醇為提取劑，固定料液比1∶12，在25 ℃下提取25 min，可以得到高純度的蛋黃卵磷脂，提取率可達90.14%。該項工藝可以提高卵泡的利用率及附加值，有效促進蛋雞產業的發展。

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