大豆卵磷脂分離純化工藝的研究進(jìn)展*

彭述輝，黃利華，熊 波，張 挺

（1.廣州城市職業(yè)學(xué)院食品系，廣州 510405；2.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福州 350002）

卵磷脂（lecithin）是目前公認(rèn)的最具生物活性的磷脂，由于具有多種生理功能的優(yōu)良特性，而受到廣泛的關(guān)注[1,2]。大豆卵磷脂是以大豆油腳為原料提煉的卵磷脂，含有膽堿、維生素、礦物質(zhì)、亞麻酸及次亞麻酸等成分，其中膽堿是大豆卵磷脂的主要成分，也是人體所必需的營養(yǎng)素，具有乳化性[3]、抗氧化性[4,5]、降低膽固醇[6]、調(diào)節(jié)血脂[7,8]等作用和延緩衰老[9,10]、增強(qiáng)記憶力[11,12]、預(yù)防心腦血管疾病[13]等營養(yǎng)保健功能，目前已被廣泛應(yīng)用于食品、化妝品和飼料等行業(yè)中。然而，由于我國對于大豆卵磷脂的提取和純化工藝的研究起步晚，生產(chǎn)加工技術(shù)落后，導(dǎo)致目前所生產(chǎn)的卵磷脂產(chǎn)品存在純度不高、有異味等[14,15]問題，嚴(yán)重的制約了大豆卵磷脂行業(yè)的發(fā)展。

為此，對近年來大豆卵磷脂分離純化工藝的研究進(jìn)展做一簡要綜述，以期為高純度大豆卵磷脂的研究與應(yīng)用提供參考。

1 提取工藝

1.1 有機(jī)溶劑萃取法

有機(jī)溶劑萃取法是目前最為常見的卵磷脂加工工藝，具有生產(chǎn)能力大、周期短、便于連續(xù)操作、成本低廉、便于回收利用等特點(diǎn)。其原理是利用各磷脂組分在C1～4的低級醇、正己烷、石油醚、乙醚、乙酸乙酯等溶劑中溶解度的不同，將卵磷脂與其他組分進(jìn)行分離。一般的工藝流程為：首先利用丙酮除去大豆油腳中的油，得到粗磷脂，再用低級醇把卵磷脂從幾種磷脂的混合物中提取出來。該方法的關(guān)鍵在于找到一種對卵磷脂具有良好溶解性和選擇性的溶劑或溶劑系統(tǒng)。李衛(wèi)等[16]采用85%的乙醇作為溶劑對粗磷脂進(jìn)行精制，所獲得的產(chǎn)品卵磷脂的含量可達(dá)到80%。

1.2 超高壓萃取法

豆粕→加入乙醇溶液→超高壓處理→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)→丙酮脫油→過濾→成品

超高壓萃取是一種新型食品加工技術(shù)，利用100～1000MPa的液體靜壓力對物料進(jìn)行處理，使物料與萃取劑之間的相平衡發(fā)生改變，使具有生理活性的物質(zhì)從物料中向溶劑中轉(zhuǎn)移，提高產(chǎn)物的提取率。該方法具有能耗低、溶劑消耗少、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)[17,18]。賈昌喜等[19]采用超高壓萃取法對豆粕中的卵磷脂進(jìn)行提取，研究了壓力、保壓時(shí)間、乙醇濃度和溶劑原料比等因素對卵磷脂得率的影響。發(fā)現(xiàn)卵磷脂的得率隨施加壓力的增加，先增加而后迅速減?。浑S著保壓時(shí)間的增加，先增加而后逐漸減小；隨著溶劑原料比的增加而逐漸增加，并在乙醇濃度大于50%時(shí)，迅速增加。并通過正交優(yōu)化，獲得了超高壓萃取卵磷脂最佳工藝為：壓力200MPa，保壓時(shí)間20min，溶劑與原料比為401003d11（mL 1003d1g），乙醇體積分?jǐn)?shù)為75%，在此條件下卵磷脂得率為11.33mg/g。

1.3 超聲波萃取法

大豆粉末磷脂→超聲波萃取→過濾→金屬離子沉淀→成品

超聲波萃取技術(shù)其基本原理是利用超聲波在液體中的空化作用，加速卵磷脂的浸出和提取。該方法提取時(shí)間短，提取溫度低，提取效率高，已被廣泛應(yīng)用于生物活性成分的提取[20-22]。牟德華等[23]采用該法對大豆卵磷脂進(jìn)行萃取，研究了萃取溫度、萃取次數(shù)、固液比、萃取時(shí)間和乙醇濃度等因素對萃取產(chǎn)物純度的影響。并通過正交實(shí)驗(yàn)獲得了超聲波輔助萃取卵磷脂的最佳分離條件為：乙醇濃度95%，萃取溫度20℃，萃取時(shí)間40min，萃取次數(shù)2次，固液比0.1g/mL。在此條件下制得的卵磷脂純度為75.3%,得率可達(dá)到27.63%。

1.4 超臨界CO2萃取法

大豆油腳→預(yù)脫水→濃縮→丙酮萃取→殘留丙酮脫除→粗磷脂分離→蒸餾→超臨界CO2萃取→大豆卵磷脂

超臨界CO2萃取法是利用卵磷脂在乙醇作夾帶劑的條件下，在超臨界CO2中具有溶解性，而將卵磷脂分離出來的方法。該方法具有操作簡單、無溶劑殘留、產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)。

其中萃取壓力、萃取溫度、萃取時(shí)間和乙醇添加量是影響超臨界CO2萃取法對卵磷脂萃取率和產(chǎn)物純度的4個(gè)重要因素。張德權(quán)等[24]對這4個(gè)因素的影響水平進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，對卵磷脂萃取率的影響依次為：乙醇添加量>萃取溫度>萃取時(shí)間>萃取壓力。Teberiklcr等[25]在20.7MPa、60℃、以10%乙醇為攜帶劑對脫油磷脂進(jìn)行萃取，所獲得卵磷脂純度可達(dá)到95%以上。超臨界CO2萃取法在低溫下對卵磷脂進(jìn)行純化，能夠有效的保持卵磷脂所特有的生物活性，且有細(xì)化分離不同分子類型卵磷脂的潛力，然而該方法成本較高，工業(yè)化難度較大。

2 純化工藝

在工業(yè)生產(chǎn)中，單純使用萃取法制備卵磷脂的純度都不會太高，僅介于60%～80%之間，根本無法達(dá)到醫(yī)藥、保健等領(lǐng)域的要求，因此，為了獲得高純度的卵磷脂產(chǎn)品還往往需要對獲得的卵磷脂粗產(chǎn)品進(jìn)行純化。

2.1 無機(jī)鹽沉淀法

無機(jī)鹽沉淀法是利用卵磷脂可與某些無機(jī)鹽生成沉淀的特性，對有機(jī)溶劑萃取法生產(chǎn)的粗磷脂進(jìn)行純化。該方法生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品得率高、色澤好，具有很好的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。該方法的關(guān)鍵在于找到一種對卵磷脂具有良好沉淀性和選擇性的沉淀劑。徐晨等[26-28]研究發(fā)現(xiàn)，Zn2+是較為理想的沉淀劑，它能夠有效的將卵磷脂與其他磷脂和蛋白進(jìn)行分離，純化后卵磷脂的純度可達(dá)到85%以上。產(chǎn)物如果進(jìn)一步結(jié)合柱層析法純化，卵磷脂的純度可達(dá)到97%以上，基本上達(dá)到了醫(yī)用產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 膜分離法

膜分離法是根據(jù)磷脂中不同組分的分子量大小不一，通過半透膜的難易程度不同，達(dá)到將卵磷脂從混合物中分離出來的目的。研究結(jié)果表明，將粗卵磷脂通過聚丙烯半透膜，可提高卵磷脂的純度。一般將膜分離法與其他的純化方法聯(lián)合使用，以獲得較高純度的卵磷脂。李衛(wèi)等[28]將膜分離法與金屬鹽沉淀法聯(lián)合使用，對卵磷脂進(jìn)行純化，獲得的卵磷脂的純度可達(dá)到85%以上。然而該方法在工業(yè)中推廣還存在一定的技術(shù)難題，主要是膜的滲透量和使用壽命。

2.3 柱層析法

柱層析法是以吸附劑為固定相，移動相中的溶質(zhì)在通過固定相時(shí)，由于它們的吸附和解吸能力的不同從而達(dá)到分離的目的。目前常用的吸附劑為硅膠、氧化鋁、硅藻土等，洗脫劑為氯仿、甲醇等。該方法分離效果好，操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，因而成為目前高純度卵磷脂制備的主流方法。然而該方法處理量有限，而且要使用一些具有一定毒性的有機(jī)溶劑，從而限制了該方法的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。因此，尋找一種無毒而且對卵磷脂具有較好洗脫效果的洗脫劑，成為該方法進(jìn)一步推廣的關(guān)鍵。為此，李秋莉等[29]以95%乙醇—氨水（1001003d11，v/v）為洗脫劑，采用柱層析法對大豆卵磷脂進(jìn)行分離純化，所制備的產(chǎn)物純度可達(dá)到93.4%，得率為86.6%。

3 展望

我國是世界大豆主要的生產(chǎn)國和消費(fèi)國之一，擁有豐富的大豆資源，然而由于深加工技術(shù)的落后，導(dǎo)致在大豆加工過程中的副產(chǎn)物未能得到充分的利用。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的學(xué)者轉(zhuǎn)向?qū)Υ蠖辜庸じ碑a(chǎn)物的研究，其中尤以關(guān)于大豆卵磷脂的研究最受人們關(guān)注，目前高純度卵磷脂的開發(fā)和生產(chǎn)已是國家重點(diǎn)支持的技術(shù)領(lǐng)域之一。超臨界CO2提取法是目前最具發(fā)展前景的大豆卵磷脂提取工藝，然而由于其工藝較為復(fù)雜，成本較高，規(guī)?；a(chǎn)難度較大。因此進(jìn)一步優(yōu)化超臨界CO2提取法工藝，降低成本，使其快速實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，對我國大豆卵磷脂及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

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