微波辅助法萃取蛋黄卵磷脂的工艺研究

张昆明 农绍庄 迟海云 李淑霞

（大连工业大学食品与生物工程学院，辽宁 大连 116034）

微波辅助法萃取蛋黄卵磷脂的工艺研究

张昆明 农绍庄 迟海云 李淑霞

（大连工业大学食品与生物工程学院，辽宁 大连 116034）

研究利用微波辅助法萃取鸡蛋黄中卵磷脂的新工艺。以无水乙醇－石油醚二元混合溶剂为提取剂，采用单因素试验和正交试验考察溶剂组成、液料比、微波辐射功率、辐射时间对卵磷脂得率的影响，得到最佳工艺条件为：无水乙醇∶石油醚 （V/V）4∶1，液料比 （V/m）5∶1，微波辐射功率640W，辐射时间60s，磁力搅拌40min，得率达9.357%。比较5种不同萃取工艺，微波辅助萃取工艺和微波－超声波协同萃取工艺卵磷脂得率高，明显缩短提取时间，大大简化了提取工艺。

微波；超声波；微波－超声波；萃取；卵磷脂

卵磷脂（lecithin）是一种含磷的类脂类生理活性物质，同时也是一种天然表面活性剂［1］。卵磷脂主要存在于蛋黄和油料作物种子中，尤其在蛋黄中含量最高，达干物质总质量的8%～10%。近年来，微波辅助萃取、超（亚）临界流体萃取、固相微萃取和加压流体萃取等萃取新技术在天然活性物质成分提取方面得到了广泛的应用［2－3］。微波辅助萃取（microwave－assisted extraction，MAE）技术主要是将微波辐射与萃取溶剂相结合，对目标活性物质有效提取分离的方法，提取分离过程耗时短、溶剂用量少、选择性强且提取率高，有效克服了传统索氏萃取工艺耗时长、溶剂用量大等缺点［4－5］。目前，国内外已对微波辅助萃取技术开展了不少研究，并将其广泛应用于 皂苷类［6］、黄酮类［7］、多糖［8］、色素［9］和油脂类［10］等活性物质的提取，但利用该技术从蛋黄中萃取活性卵磷脂成分的研究却鲜有报道。本试验拟通过微波辅助二元混合溶剂萃取鸡蛋黄中的卵磷脂，同时对提取工艺进行优化，并比较传统单一溶剂萃取、二元混合溶剂萃取、超声波辅助萃取、微波－超声波协同萃取、微波辅助萃取5种提取工艺对蛋黄卵磷脂得率的影响，旨在探求鸡蛋黄中卵磷脂的有效提取工艺，为鸡蛋的综合利用，卵磷脂产品的开发提供新的有效途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

咯咯哒鸡蛋：购自于辽宁省大连市兴工街沃尔玛超市；

95%乙醇、无水乙醇、石油醚、丙酮、ZnCl2等：均为分析纯。

1.2 主要设备

微波萃取器：经家用NN－S3440WF型松下微波炉（上海松下微波炉有限公司）改造而成，具有冷凝回流装置，可以进行时间和温度的调节；

实验室专用超声微波炉：NJL07－5，南京杰全微波设备有限公司；

双向定时恒温磁力搅拌器：90－3型，上海沪西分析仪器厂有限公司；

电子精密天平：GB303，上海梅特勒－托利多仪器有限公司；

旋转蒸发仪：RE－52AA，上海亚荣生化仪器厂；

低速离心机：SC－3610，科大创新股份有限公司中佳分公司；

真空干燥箱：ZK－82B，上海实验仪器总厂；

分蛋器：七彩日用百货贸易有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料预处理 用分蛋器将蛋清与蛋黄分离，收集蛋黄于密闭塑料盒中，置于冰箱中冷冻过夜，备用。

1.3.2 粗卵磷脂的制备 称取冷冻蛋黄50g（精确至0.001g）于烧杯中，加入一定比例的无水乙醇－石油醚二元混合溶剂，搅匀后移至索氏提取器中，并放置于微波萃取器中回流冷凝一定的时间取出，磁力搅拌40min后，离心取上清液，45℃减压浓缩至近干，用20mL石油醚分3次洗下黏壁上的油状物质，加入60mL丙酮，充分搅拌至沉淀完全，离心取沉淀，真空干燥，得蛋黄卵磷脂粗品，称重。

1.3.3 粗卵磷脂的纯化 取卵磷脂粗品，用无水乙醇溶解，并制备成卵磷脂含量约为10%的乙醇粗提液，加入相当于卵磷脂质量10%的ZnCl2的水溶液，室温搅拌30min，分离沉淀物，加入适量冰丙酮（4℃）洗涤，直至丙酮洗液近无色，得到白色蜡状的精卵磷脂，真空干燥，称重，按式（1）计算得率。

1.3.4 微波辅助萃取工艺的优化

（1）溶剂组成对卵磷脂得率的影响：称取50g冷冻蛋黄，分别加入200mL无水乙醇－石油醚体积比为2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1的二元混合溶剂，在微波辐射功率440W下辐射提取60s，磁力搅拌40min，粗卵磷脂经纯化后计算得率。

（2）溶剂用量对卵磷脂得率的影响：称取50g冷冻蛋黄，分别按液料比 （V/m）为2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1加入体积比为4∶1的无水乙醇－石油醚二元混合溶剂，在微波辐射功率440W下辐射提取60s，磁力搅拌40min，粗卵磷脂经纯化后计算得率。

（3）微波辐射功率对卵磷脂得率的影响：称取50g冷冻蛋黄，加入250mL体积比为4∶1的无水乙醇－石油醚二元混合溶剂，分别在微波功率为120W（低火）、280W（中低火）、440W（中火）、640W（中高火）、800W（高火）下辐射提取60s，磁力搅拌40min，粗卵磷脂经纯化后计算得率。

（4）微波辐射时间对卵磷脂得率的影响：称取50g冷冻蛋黄，加入250mL体积比为4∶1的无水乙醇－石油醚二元混合溶剂，在微波辐射功率640W下分别辐射提取10，40，60，90，120s，磁力搅拌40min，粗卵磷脂经纯化后计算得率。

（5）正交试验：在单因素试验的基础上，采用4因素3水平L9（34）正交试验法，以卵磷脂得率为评价指标，考察溶剂组成、溶剂用量、微波辐射功率和微波辐射时间4个因素对卵磷脂得率的影响，确定微波辅助萃取蛋黄卵磷脂的最佳工艺条件。

1.3.5 不同萃取工艺的比较

（1）传统单一溶剂萃取：室温下，称取新鲜分离蛋黄50g，加入2倍蛋黄体积的95%乙醇，磁力搅拌40min，离心取上清液，将沉淀重复提取3次，合并上清液［11］，余下操作同1.3.2和1.3.3。

（2）二元混合溶剂萃取：称取冷冻蛋黄50g，加入体积比为4∶1的无水乙醇－石油醚混合溶剂，液料比 （V/m）5∶1，磁力搅拌120min后，离心取上清液，余下操作同1.3.2和1.3.3。

（3）超声波辅助萃取：称取冷冻蛋黄50g，加入体积比为4∶1的无水乙醇－石油醚混合溶剂，液料比 （V/m）5∶1，超声波功率为500W，超声时间30min后，离心取上清液，余下操作同1.3.2和1.3.3。

（4）微波－超声波协同萃取：称取冷冻蛋黄50g，加入体积比为4∶1的无水乙醇－石油醚混合溶剂，液料比（V/m）5∶1，微波功率为640W，微波辐射时间60s，超声功率为500W，超声时间15min后，离心取上清，余下操作同1.3.2和1.3.3。

（5）微波辅助萃取：按最佳优化工艺进行试验，提取粗蛋黄卵磷脂，操作同1.3.2；蛋黄粗卵磷脂的纯化同1.3.3。

2 结果与分析

2.1 微波辅助萃取工艺的优化

通过单因素试验得出溶剂组成、液料比、微波辐射功率、微波辐射时间4因素的水平取值见表1。试验结果及数据处理见表2。

表1 微波辅助萃取卵磷脂L9（34）正交试验的因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test of microwave－assisted extraction lecithin

由表2可知，各因素对萃取效果的影响大小顺序为：液料比（B）＞溶剂组成（A）＞微波辐射时间（D）＞微波辐射功率（C）；萃取工艺的优化组合为A2B2C2D2，结合粗卵磷脂制备过程中微波辅助萃取后需搅拌40min，由此确定其最佳优化提取工艺为：无水乙醇∶石油醚为4∶1（V/V），液料比5∶1（V/m），微波辐射功率640W，辐射时间60s，磁力搅拌40min。

表2 微波辅助萃取卵磷脂L9（34）正交试验结果Table 2 The results of orthogonal test of microwave－assisted extraction lecithin

2.2 验证实验

按上述试验确定的最佳优化工艺进行3组平行实验，3组实验结果卵磷脂得率分别为9.341%，9.378%，9.353%，平均得率为9.357%，可见在优化工艺A2B2C2D2条件下，卵磷脂得率高且重复性好，验证了所选工艺的合理性。

2.3 不同萃取工艺的比较

在微波辅助萃取优化工艺的基础上，本试验将传统单一溶剂萃取、二元混合溶剂萃取、超声波辅助萃取、微波－超声波协同萃取及微波辅助萃取等5种萃取工艺进行比较，各萃取工艺重复3次试验，取卵磷脂得率平均值，结果见表3。

表3 5种萃取工艺的比较试验Table 3 Compared experiment of five different extraction methods

由表3可知，传统单一溶剂完成萃取过程总液料比为6∶1（V/m），提取总消耗时间为120min，且提取过程较为繁琐，但得率仅为8.281%；在相同的提取时间内，二元混合溶剂萃取提高了卵磷脂得率，比传统单一溶剂萃取提高了4.2%，且降低了提取溶剂的消耗量；超声波辅助萃取与传统单一溶剂萃取得率无明显差异，但提取时间明显缩短，仅为传统单一溶剂萃取的25%；微波辅助萃取、微波－超声波协同萃取均显著提高了卵磷脂得率，比传统单一溶剂萃取分别提高了13.0%、5.9%，提取时间也明显缩短，分别为传统单一溶剂萃取的33.3%、12.5%，同时也降低了萃取溶剂的消耗量，简化了萃取工艺。

3 讨论与结论

在相同的提取时间内，以无水乙醇－石油醚二元混合溶剂作为萃取剂，卵磷脂得率与传统单一溶剂萃取相比有所提高，说明将极性溶剂乙醇和非极性溶剂石油醚二者进行结合有助于卵磷脂的提取，原因可能是极性溶剂乙醇能破坏蛋黄中脂蛋白复合物的乳化作用，而非极性溶剂石油醚不能破坏此乳化作用，但其对脂质的溶解能力强，二者的结合能达到互补的效果，故提高了卵磷脂得率。在无水乙醇－石油醚二元混合溶剂基础上，借助微波辅助萃取，卵磷脂得率进一步得到大幅度提高，且减少了溶剂用量，明显缩短了提取时间，其原因可能是蛋黄中含有不少水分，而水分子是强极性分子，在微波辐射条件下，水分子获得能量并促进细胞破裂，从而促进了蛋黄中卵磷脂的溶出，同时极性分子乙醇也获得能量加速破坏了脂蛋白复合物的乳化作用，从而加快了卵磷脂的溶出速率，但具体机理还有待于进一步研究。

微波－超声波协同二元混合溶剂萃取，卵磷脂得率与传统单一溶剂萃取相比也得到了较大幅度的提高，且大幅度缩短了提取时间，这说明除了微波辅助作用外，超声波的空化效应、机械效应和热效应也对卵磷脂得率的提高起了较大的作用。此外，超声波辅助萃取与传统单一溶剂萃取得率无明显差异，但提取时间明显缩短，这说明超声波对卵磷脂的提取也是有利的。另外，本试验中的超声波辅助萃取、微波－超声波协同萃取的工艺未进行优化，具体优化工艺是何条件还有待于以后的试验进一步确定。需要提及的是，试验将蛋黄进行冷冻预处理，也是为了能更好破坏脂蛋白复合物乳化作用而设的。

综上所述，以无水乙醇－石油醚二元混合溶剂为萃取剂，微波辅助萃取蛋黄卵磷脂的最佳优化工艺为：无水乙醇∶石油醚为4∶1（V/V），液料比为5∶1（V/m），微波辐射功率为640W，微波辐射时间为60s，磁力搅拌40min。在此条件下，卵磷脂得率为9.357%。验证实验结果表明，该优化工艺稳定可行，适合蛋黄中卵磷脂的提取。比较试验结果表明微波辅助萃取、微波－超声波协同萃取能显著提高卵磷脂得率，缩短提取时间明显，大大简化了提取工艺。

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Study on extracting process for lecithin from egg yolk by microwave－assisted technology

ZHANG Kun－ming NONG Shao－zhuang CHI Hai－yunLI Shu－xia

（College of Food and Biotechnology Engineering，Dalian Polytechnic University，Dalian，Liaoning116034，China）

The extraction of lecithin from egg yolk by microwave－assisted technology was studied by adopting a single factor experiment and an orthogonal experiment.With the use of ethanol and petroleum ether as the extraction solvent，such factors as the ratio of ethanol and petroleum ether，the ratio of extraction solvent to material，the microwave radiation power and time were studied on the yield of lecithin in the experiment.The optimal conditions were obtained as follows：The ratio of ethanol and petroleum ether 4∶1（V/V），the ratio of extraction solvent to material 5∶1（V/m），the radiation power 640W，the radiation time 60s，magnetic stirring for 40min and the yield of lecithin is up to 9.357%.Compared with five different extraction methods，the results showed that the yield of lecithin was high by microwave－assisted extraction or microwave－ultrasonic synergistic extraction.Besides，the extraction time was shorten obviously and the extraction process was also simplified greatly.

microwave；ultrasonic；microwave－ultrasonic；extraction；lecithin

10.3969 /j.issn.1003－5788.2010.06.001

张昆明（1986－），男，大连工业大学在读研究生。E－mail：jefferson17＠163.com

农绍庄

2010－08－01