菜籽油腳精制磷脂的研究

劉新新

磷脂是一種很好的表面活性劑，對人體無害，且具有一定的保健功能，被廣泛用于藥品、保健品、食品的營養(yǎng)添加劑、乳化劑、起酥劑及化妝品的保濕劑中。通過有機溶劑丙酮和正己烷提取菜籽油腳中的磷脂得到菜油粗磷脂，再采用化學(xué)-物理相結(jié)合的脫色方法，即雙氧水-活性白土脫色，對粗磷脂進行精制。通過單因素和正交試驗考察脫色的最佳條件。研究結(jié)果表明：脫色時間30min、脫色溫度60℃、過氧化氫濃度4%，獲得磷脂的脫色度最高脫色率達到54.2%。脫色后磷脂的碘值達到40gl2/100g，過氧化值達到5.0meq/kg，大大增加了磷脂的利用價值。

菜籽油腳產(chǎn)生于菜籽油脂的精煉過程中，其中含有豐富的磷脂成分，可達油腳總量的20%-25%。磷脂是組成生物膜的重要成分，因其具有較好的乳化功能和參與細胞膜構(gòu)建，很早就被廣泛應(yīng)用于化妝品中。磷脂還能改進動脈管壁的組織結(jié)構(gòu)、參與細胞間信息傳遞的作用，因此也大量用于藥物開發(fā)。

本實驗中磷脂的提取方法主要是丙酮-正己烷兩種有機溶劑的萃取法。該方法是根據(jù)磷脂不溶于丙酮，易溶于正己烷的特性，將原料中可溶于丙酮的油脂等雜質(zhì)除去，利用正己烷萃取剩余物質(zhì)中的磷脂。所得物質(zhì)為粗磷脂，但是粗磷脂性質(zhì)不穩(wěn)定很容易被氧化。因此，提取后的磷脂必須進行精制，才能增加它的價值。

本文利用化學(xué)-物理相結(jié)合的脫色方法即雙氧水-活性白土脫色，對粗磷脂進行精制，既使脫色成本降低，又能產(chǎn)生很好的脫色效果，提高了磷脂的利用價值，增加了菜籽油腳的經(jīng)濟效益。

一 、材料與方法

（一） 原料與試劑

1.原料

菜籽油腳（六安市華康油脂廠），水分含量14%，油脂含量36%，磷脂含量37%，雜質(zhì)含量13%。

2.試劑

過氧化氫，正己烷，冰醋酸，氯仿，碘化鉀，硫代硫酸鈉，活性白土。

韋氏溶液：稱取13g碘溶于100mL的冰醋酸鈉，通入干燥的純氯氣至橘紅色為止。

（二）主要儀器與設(shè)備

721E型可見分光光度計，離心機，電熱恒溫水浴鍋、碘量瓶。

（三）試驗方法

1.粗磷脂的制取

菜籽油腳進行真空脫水，脫水溫度58℃-65℃，真空度600mmHg，脫水4h，將脫水后的菜籽油腳加入無水丙酮攪拌，丙酮與菜籽油腳的質(zhì)量比為3：1，浸提溫度為10℃，浸提時間為30min。使菜籽油腳中所含的油脂溶入丙酮，去除上層的丙酮溶液。再向除油后的菜籽油腳中加入1：1的正己烷溶液溶解磷脂，攪拌后過濾沉淀。為使磷脂溶解充分，向沉淀物中再加入1：1的正己烷溶解，同樣操作3次，直到濾液呈無色，合并正己烷溶液在36℃真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收正己烷，即得菜油粗磷脂。

2.過氧化氫脫色粗磷脂

（1）過氧化氫脫色粗磷脂的單因素實驗

通過單因素試驗確定脫色時間，脫色溫度，過氧化氫濃度各因素的較適范圍。其中脫色時間0、5、10、20、30、40min，脫色溫度30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，過氧化氫濃度1%、2%、3%、4%、5%、6%。

（2）正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以脫色時間，脫色溫度，過氧化氫濃度三個因素為研究對象，采用L9（33）正交試驗，因素水平表見表1。

3.活性白土精制脫色磷脂

取10g經(jīng)過氧化氫脫色后的磷脂，加入3%的活性白土，60℃下攪拌3-4h，趁熱用高速離心機離心分離除去活性白土，即可得到精制磷脂。

（四） 檢測方法

1.脫色率測定方法

將磷脂用正己烷稀釋后加入1cm的比色皿中，正己烷做空白，用分光光度計測定從300-600nm的吸光值，測試結(jié)果表明，菜籽油磷脂在350nm處有最大吸收峰，故以350nm光譜吸收計算脫色率。

2.過氧化值

按規(guī)定食品工業(yè)中磷脂產(chǎn)品的過氧化值必須小于10。準確稱取2-3g試樣（精確至0.1mg）置于250ml的碘量瓶中，加入30mL的三氯甲烷-冰醋酸混合液，振搖使試樣完全溶解，加入1ml的飽和碘化鉀溶液，振搖30s，置于暗處3min。取出后加入100mL的蒸餾水搖勻。立即用0.002 mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準溶液滴定，至淡黃色時加入1mL的淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍色消失為止。

3.碘值

稱取干燥的試樣2-3g（精確至0.1mg）于碘量瓶中，加入氯仿15mL，試樣溶解后自滴定管加入韋氏液25mL，加入7 mL的醋酸汞溶液充分搖勻，暗處放置5min。取出加入15%的碘化鉀溶液20mL，再加水100mL，用0.1mol/L的硫代硫酸鈉標(biāo)準溶液滴定，至溶液呈淺黃色時加入1%的淀粉指示劑1mL，再繼續(xù)滴定至藍色消失為止。

二 、結(jié)果與討論

（一）磷脂脫色的單因素試驗

取粗磷脂5g于試管中，加入3%的過氧化氫，并于60℃的恒溫水浴鍋中分別脫色0、5、10、20、30、40min，冷卻后用正己烷定容到50ml。以正己烷為空白參比液，于350nm波長下測定吸光值。結(jié)果見圖1。

圖1 時間對吸光度的影響

如圖1所示，反應(yīng)溫度和過氧化氫濃度一定時，隨著脫色時間的增加，磷脂在350nm下吸光度減小，說明磷脂顏色在變淺，但時間達到30min后吸光度基本不變，反應(yīng)達到平衡后磷脂顏色不再變化，故選擇20min、30min、40 min做正交試驗。

1.反脫色溫度對脫色效果的影響

取粗磷脂5g，加入3%的過氧化氫，分別于30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃下恒溫30min脫色，冷卻后用正己烷定容到50ml。以正己烷為空白參比液，于350nm波長下測定吸光值。結(jié)果見圖2。

圖2 溫度對吸光度的影響

如圖2所示，反應(yīng)時間和過氧化氫濃度一定時，吸光度隨溫度升高先減小后增大。30℃-50℃時磷脂的吸光度下降很快，說明磷脂顏色迅速變淺;70℃磷脂吸光度增大，表明磷脂因發(fā)生焦化而使顏色加深，因此選擇50℃、60℃、70℃做正交試驗。

2.過氧化氫濃度對脫色效果的影響

取粗磷脂5g，分別加入1%、2%、3%、4%、5%、6%的過氧化氫，于60℃恒溫水浴鍋中脫色30min，冷卻后用正己烷定容到50mL。以正己烷為空白參比液，于350nm波長下測定吸光值。結(jié)果見圖3。

如圖3所示，磷脂吸光度隨著過氧化氫濃度的增加而減小，在1%-3%濃度時吸光度變化迅速;過氧化氫濃度達到3%后，吸光度基本不再變化。從經(jīng)濟成本和效率方面考慮選擇2%、3%、4%三個濃度做正交試驗。

（二） 過氧化氫脫色粗磷脂的正交試驗結(jié)果與分析

首先，根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以過氧化氫濃度、脫色溫度、脫色時間為影響因素，以色度為實驗指標(biāo)設(shè)計正交試驗方案，運用方差分析法分析實驗結(jié)果。正交試驗如表2所示，方差分析結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，對于給定的顯著性水平a，因素B、C對試驗結(jié)果有顯著影響，A對試驗結(jié)果有影響。因素的主次關(guān)系：雙氧水濃度>脫色溫度>脫色時間。

從表2可以看出，指標(biāo)吸光度越低越好，在本文設(shè)計的試驗條件下，過氧化氫濃度為4%，脫色溫度為60℃，脫色時間為40min時，即A3B2C3吸光度最低。正交試驗直觀分析結(jié)果是A2B2C3。由于顯著影響因素B、C的計算結(jié)果和直觀分析結(jié)果最佳條件一樣，非顯著影響因素A的計算結(jié)果和直觀分析結(jié)果雖不同，但從試驗指標(biāo)和效率綜合考慮選擇A2B2C3為最佳反應(yīng)條件。

（三） 活性白土脫色后的性質(zhì)檢測

脫色過程會對磷脂的性質(zhì)產(chǎn)生影響，現(xiàn)在對脫色前后磷脂的指標(biāo)進行一些測定，結(jié)果見表4。

從表4可以看出，過氧化氫脫色前后碘值下降很大，說明脫色效果良好，同時也說明磷脂在脫色后色澤降低。但過氧化值經(jīng)過過氧化氫脫色后升高，不利于食用要求，活性白土可以脫除過氧化物，因此經(jīng)過過氧化氫脫色后的磷脂再經(jīng)過一步活性白土脫色，化學(xué)脫色和物理脫色相結(jié)合，使磷脂的過氧化值基本達到標(biāo)準。前后兩次的總脫色率達到了54.2%。

結(jié)語

采用丙酮-正己烷兩種有機溶劑充分分離菜籽油腳中的磷脂，再通過化學(xué)-物理相結(jié)合的脫色方法即雙氧水-活性白土脫色，對粗磷脂進行精制。通過單因素試驗和正交優(yōu)化試驗對影響脫色工藝的因素進行篩選、優(yōu)化，研究結(jié)果表明：從色度指標(biāo)和效率綜合考慮，過氧化氫脫色的最佳條件為脫色時間40min、脫色溫度60℃，過氧化氫濃度4%。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，進行了正交優(yōu)化試驗，確定最佳脫色條件為：脫色時間30min、脫色溫度60℃，過氧化氫濃度4%。

雙氧水脫色和活性白土脫色后磷脂的性質(zhì)：碘值達到40gl2/100g，過氧化值達到5.0meq/kg，脫色率達到54.2%，說明脫色后的磷脂色度降低效果良好，而且過氧化值較低，能達到食品工業(yè)對磷脂的要求。此時的磷脂價值增加，可以幫助油脂生產(chǎn)企業(yè)從加工下腳料中創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。