CN105541900A - 大豆磷脂酰胆碱的提取条件优化方法及提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于大豆磷脂酰胆碱提取技术领域，具体涉及一种大豆磷脂酰胆碱的提取条件优化方法及提取方法，综合现有技术中利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱的工艺，进行提取工艺中的单因素实验考查，然后利用正交试验确定最优的提取条件，实现对提取条件的优化，在优化范围内按照本发明提供的方法进行大豆磷脂酰胆碱的提取，得到的大豆磷脂酰胆碱色状好，得率高，适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明属于大豆磷脂酰胆碱提取技术领域，具体涉及一种大豆磷脂酰胆碱的提取条件优化方法及提取方法。
背景技术
卵磷脂是大豆浓缩磷脂的重要组成成分，约占19％—21％，分子式为C42H80NO8P。它是一种天然的表面活性剂，化学名称为磷脂酰胆碱(PhosphatidylCholine)，在自然界分布很广，主要存在于动植物的细胞之中。常态下，纯净的卵磷脂为淡黄色的透明或半透明的黏稠状，有清淡柔和的香味，在低温下可以结晶，既具有亲油性，又具有亲水性，易溶于氯仿，可溶于乙醚、乙醇等有机溶剂，也能溶于水成为胶体状态，但不溶于丙酮，不同的卵磷脂在有机溶剂中溶解度不同，故可用有机溶剂来提取分离卵磷脂。
卵磷脂在食品工业中用作抗氧剂、乳化剂，食品加工时用作润滑剂和脱膜剂，可增大食品体积，使脂肪分散，也可延长食品储存期。卵磷脂作为人体正常新陈代谢和健康生存必不可少的物质，对人体的细胞活化、生存以及脏器功能的代谢都起到非常重要的作用。在非食品工业方面，可用于油漆工业作色料分散剂、乳化剂和稳定剂；制革工业中用作增进脂肪的吸收；还可用于防蚊剂，增加表面张力。卵磷脂在药物中用作脂类代谢，包括酶系统、胆固醇代谢所需要的食物来源的多烯磷脂酞胆碱，促使脂肪在肝脏中运转以及作为脑乙酞胆碱的中性传递介质。随着对其研究的深入，其应用领域将越来越广阔。
天然的卵磷脂主要是从豆类及其制品中获取，目前在生产上提取磷脂多为大豆磷脂，市售磷脂部分溶于乙醇，而纯的卵磷脂可完全溶于乙醇。利用磷脂在不同溶剂中溶解度的差别可以将其提取与精制。由于卵磷脂的用量不断增大，目前对它的提取研究得到大发展，已经形成了许多成熟、有效的纯化方法，比如有机溶剂法、无机盐复合沉淀法、乙酸乙酯纯化法和超临界二氧化碳萃取法，有机溶剂法是目前应用最广泛的方法，适用于从各种天然物中提取卵磷脂，但是由于现有技术中对于有机溶剂法提取卵磷脂中的参数报道不一，按照不同的参数提取出来的卵磷脂得率和色状也参差不齐，因此迫切需要对现有技术中的方法进行进一步优化。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大豆磷脂酰胆碱的提取条件优化方法及提取方法，通过对提取过程中的参数进行单因素实验和正交试验，得出大豆磷脂酰胆碱提取的较优参数范围和最优参数，有利于高质量、大规模生产大豆磷脂酰胆碱。
本发明是这样实现的，根据本发明的一个方面，提供了一种大豆磷脂酰胆碱的提取条件优化方法，通过综合现有技术中利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱的工艺，进行提取工艺中的单因素实验考查，然后利用正交试验确定最优的提取条件。
进一步地，具体优化方法步骤如下：
1)综合现有技术中利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱的工艺为：先用丙酮浸洗大豆浓缩磷脂得到粉末磷脂，在20-60℃范围内用浓度为70％-100％的乙醇浸洗粉末磷脂，得到大豆磷脂酰胆碱乙醇溶液，25-60℃温度范围内进行蒸馏至无乙醇馏出，对馏出物真空干燥得到大豆磷脂酰胆碱；
2)提取过程中单因素实验考查：
当步骤1)中乙醇浸洗温度为20-60℃、蒸馏温度为25-60℃时，在乙醇浓度为70％-100％范围内，分散选取5个以上的点进行单因素实验；
当步骤1)中乙醇浓度为70％-100％、蒸馏温度为25-60℃时，在乙醇浸洗温度为20-60℃范围内，分散选取5个以上的点进行单因素实验；
当步骤1)中乙醇浓度为70％-100％、乙醇浸洗温度为20-60℃时，在蒸馏温度为25-60℃范围内，分散选取5个以上的点进行单因素实验；
将用相等质量的粉末磷脂通过上述单因素实验制得的大豆磷脂酰胆碱真空干燥后称重，得到大豆磷脂酰胆碱色状好、得率高的为提取工艺中较优的参数，通过单因素实验考查，确定利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱的较优提取参数范围为：乙醇浓度80-90％、乙醇浸洗温度35-45℃、蒸馏温度35-45℃；
3)正交试验
采用三因素三水平的方法，三因素为乙醇浓度、乙醇浸洗温度和蒸馏温度，三水平为步骤2)中确定的较优提取参数范围的两端值和中间值，进行9次试验后分析极差，确定利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱的最优提取参数为乙醇浓度85％、乙醇浸洗温度45℃和蒸馏温度35℃。
根据本发明另外一个方面，还提供了一种大豆磷脂酰胆碱的提取方法，先用丙酮浸洗大豆浓缩磷脂得到粉末磷脂，再在35-45℃温度范围内用浓度范围80-90％的乙醇浸洗粉末磷脂，得到大豆磷脂酰胆碱乙醇溶液，在35-45℃温度范围内进行蒸馏至无乙醇馏出，对馏出物真空干燥得到大豆磷脂酰胆碱。
进一步地，上述提取方法中，乙醇浓度为85％，乙醇浸洗温度为45℃，蒸馏温度为35℃。
进一步地，上述提取方法中，用丙酮浸洗大豆浓缩磷脂时温度为40-45℃。
进一步地，上述提取方法中，用丙酮浸洗大豆浓缩磷脂得到粉末磷脂后，还包括真空干燥步骤，真空干燥条件为温度60-65℃、残压0.3-1.33kPa、时间为70-80min。
进一步地，上述提取方法中，蒸馏乙醇的残压为0.3-1.33kPa。
进一步地，上述提取方法中，对馏出物进行真空干燥的条件为：温度60-65℃、残压0.3-1.33kPa、时间为90-95min。
与现有技术相比，本发明的优点在于，通过单因素实验和正交试验极差分析的方法，确定乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱工艺的最优提取范围和最优提取条件，解决目前我国对大豆磷脂酰胆碱的大量需求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
为了对现有技术中利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱工艺的参数进行进一步优化，提高大豆磷脂酰胆碱的得率，本发明提供了一种大豆磷脂酰胆碱的提取条件优化方法及提取方法，通过综合现有技术中利用乙醇萃取-蒸馏制备大豆磷脂酰胆碱的工艺参数，利用单因素实验和正交试验对参数进行进一步优化，得到最优的参数提取范围和最优的参数提取值。本发明所用药品和仪器均为市售。
实施例1、
1、粉末磷脂的制备
A、丙酮浸洗：在烧杯中加入大豆浓缩磷脂300g，均分3次加入，再加入3倍量(体积比)丙酮，将烧杯放入水浴锅中加热至40-45℃，并用玻璃棒不断搅拌，使油和脂肪酸溶于丙酮，丙酮呈棕黄色时停止搅拌，静置片刻将上层含杂丙酮分离，向固体中再加丙酮重复上述操作，直至丙酮洗液至无色透明为止，一般需浸洗五次，第三次之后的浸洗丙酮量降低为体积比为2倍量，每次洗液均倒入烧杯中回收；将滤纸折好，置于长颈漏斗上，将最后一次浸洗的含固体的丙酮洗液进行过滤，滤液同前面的洗液合并，截留滤纸中的滤渣即为湿状粉末磷脂；
B、真空干燥：将步骤A中得到的湿状粉末磷脂在真空干燥箱中进行干燥，干燥条件为温度60-65℃、残压0.3-1.33kPa、时间为70-80min，得到干燥粉末磷脂。
2、单因素实验
考查乙醇浓度因素对磷脂酰胆碱得率的影响：
在5个烧杯中分别加入干燥粉末磷脂10g，再分别加入浓度为70％、75％、85％、95％、100％的乙醇，将烧杯放入水浴锅中加热至40℃，并用玻璃棒不断搅拌，使磷脂乙酰胆碱溶解到乙醇中，乙醇呈棕黄色时停止搅拌，静置一会分离固体，向固体中再加入乙醇重复上述操作直至乙醇洗液为无色透明为止，合并乙醇洗液；
将乙醇洗液进行蒸馏，蒸馏温度为45℃，残压为0.3-1.33kPa，直至无馏出物，将蒸馏后的固体切割为小块进行真空干燥，温度为60-65℃，残压为0.3-1.33kPa，时间为90-95min，得到磷脂酰胆碱，称重记录。
考查乙醇浸洗温度因素对磷脂酰胆碱得率的影响：
在5个烧杯中分别加入干燥粉末磷脂10g，再分别加入浓度为85％的乙醇，将烧杯放入水浴锅中加热，水浴锅的温度分别为20℃、30℃、40℃、50℃和60℃，并用玻璃棒不断搅拌，使磷脂乙酰胆碱溶解到乙醇中，乙醇呈棕黄色时停止搅拌，静置一会分离固体，向固体中再加入乙醇重复上述操作直至乙醇洗液为无色透明为止，合并乙醇洗液；
将乙醇洗液进行蒸馏，蒸馏温度为45℃，残压为0.3-1.33kPa，直至无馏出物，将蒸馏后的固体切割为小块进行真空干燥，温度为60-65℃，残压为0.3-1.33kPa，时间为90-95min，得到磷脂酰胆碱，称重记录。
考查蒸馏温度因素对磷脂酰胆碱得率的影响：
在5个烧杯中分别加入干燥粉末磷脂10g，再分别加入浓度为85％的乙醇，将烧杯放入水浴锅中加热至40℃，并用玻璃棒不断搅拌，使磷脂乙酰胆碱溶解到乙醇中，乙醇呈棕黄色时停止搅拌，静置一会分离固体，向固体中再加入乙醇重复上述操作直至乙醇洗液为无色透明为止，分别合并乙醇洗液；
将乙醇洗液进行蒸馏，蒸馏温度分别为25℃、30℃、40℃、50℃、60℃，残压为0.3-1.33kPa，直至无馏出物，分别将蒸馏后的固体切割为小块进行真空干燥，温度为60-65℃，残压为0.3-1.33kPa，时间为90-95min，得到磷脂酰胆碱，称重记录。对单因素实验结果进行分析处理，结果如下：
表1、乙醇浓度单因素实验结果(乙醇浸洗温度40℃、蒸馏温度45℃)
| 乙醇浓度(％) | 70 | 75 | 85 | 95 | 100 |
| 产率(％) | 15.6 | 19.2 | 28.3 | 23.7 | 20.5 |
表2、乙醇浸洗温度单因素实验结果(乙醇浓度85％、蒸馏温度45℃)
| 浸洗温度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 产率(％) | 19.5 | 24.4 | 29.3 | 28.6 | 23.1 |
表3、蒸馏温度单因素实验结果(乙醇浓度85％、乙醇浸洗温度40℃)
| 蒸馏温度(℃) | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 产率(％) | 23.8 | 26.7 | 27.9 | 21.2 | 22.0 |
3、正交试验
正交试验采用三因素三水平，三因素为乙醇浓度、乙醇浸洗温度和蒸馏温度，三水平为单因素实验中确定的较优提取参数范围的附近取值，正交实验方案如下：
表4、三因素三水平正交实验方案
按照单因素实验中的方法步骤进行实验后记录结果并计算极差，结果如下：
从正交试验的结果中可以分析出，在利用乙醇萃取-蒸馏制备大豆磷脂酰胆碱的方法中，乙醇浓度最优值为85％、乙醇浸洗温度最优值45℃、蒸馏温度最优值35℃，在此条件下，用10g的粉末磷脂可以得到3.06g大豆磷脂酰胆碱，得率为30.6％。
实施例2、
按照本发明提供的方法制备大豆磷脂酰胆碱
粉末磷脂的制备
在烧杯中加入大豆浓缩磷脂300g，均分3次加入，再加入3倍量(体积比)丙酮，将烧杯放入水浴锅中加热至40-45℃，并用玻璃棒不断搅拌，使油和脂肪酸溶于丙酮，丙酮呈棕黄色时停止搅拌，静置片刻将上层含杂丙酮分离，向固体中再加丙酮重复上述操作，直至丙酮洗液至无色透明为止，一般需浸洗五次，第三次之后的浸洗丙酮量降低为体积比为2倍量，每次洗液均倒入烧杯中回收；将滤纸折好，置于长颈漏斗上，将最后一次浸洗的含固体的丙酮洗液进行过滤，滤液同前面的洗液合并，截留滤纸中的滤渣即为湿状粉末磷脂；将湿状粉末磷脂在真空干燥箱中进行干燥，干燥条件为温度60-65℃、残压0.3-1.33kPa、时间为70-80min，得到干燥粉末磷脂。
大豆磷脂酰胆碱的提取
在烧杯中加入干燥粉末磷脂10g，再加入浓度为80％的乙醇，将烧杯放入水浴锅中加热至35℃，并用玻璃棒不断搅拌，使磷脂乙酰胆碱溶解到乙醇中，乙醇呈棕黄色时停止搅拌，静置一会分离固体，向固体中再加入乙醇重复上述操作直至乙醇洗液为无色透明为止，合并乙醇洗液；
将乙醇洗液进行蒸馏，蒸馏温度为35℃，残压为0.3-1.33kPa，直至无馏出物，将蒸馏后的固体切割为小块进行真空干燥60-65℃、残压0.3-1.33kPa、时间为90-95min，得到磷脂酰胆碱2.46g，得率为24.6％。
实施例3、
与实施例2不同的地方在于，乙醇浓度为85％、乙醇浸洗温度为40℃、蒸馏温度为40℃，其他步骤与实施例2相同，最后得到大豆磷脂酰胆碱2.66g，得率为26.6％。
实施例4、
与实施例2不同的地方在于，乙醇浓度为90％、乙醇浸洗温度为45℃、蒸馏温度为45℃，其他步骤与实施例2相同，最后得到大豆磷脂酰胆碱2.31g，得率为23.1％。
实施例5、
与实施例2不同的地方在于，乙醇浓度为85％、乙醇浸洗温度为45℃、蒸馏温度为35℃，其他步骤与实施例2相同，最后得到大豆磷脂酰胆碱3.06g，得率为30.6％。
Claims (8)
1.大豆磷脂酰胆碱的提取条件优化方法，其特征在于，综合现有技术中利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱的工艺，进行提取工艺中的单因素实验考查，然后利用正交试验确定最优的提取条件。
2.按照权利要求1所述的大豆磷脂酰胆碱的提取条件优化方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)综合现有技术中利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱的工艺为：先用丙酮浸洗大豆浓缩磷脂得到粉末磷脂，在20-60℃范围内用浓度为70％-100％的乙醇浸洗粉末磷脂，得到大豆磷脂酰胆碱乙醇溶液，25-60℃温度范围内进行蒸馏至无乙醇馏出，对馏出物真空干燥得到大豆磷脂酰胆碱；
2)提取过程中单因素实验考查：
当步骤1)中乙醇浸洗温度为20-60℃、蒸馏温度为25-60℃时，在乙醇浓度为70％-100％范围内，分散选取5个以上的点进行单因素实验；
当步骤1)中乙醇浓度为70％-100％、蒸馏温度为25-60℃时，在乙醇浸洗温度为20-60℃范围内，分散选取5个以上的点进行单因素实验；
当步骤1)中乙醇浓度为70％-100％、乙醇浸洗温度为20-60℃时，在蒸馏温度为25-60℃范围内，分散选取5个以上的点进行单因素实验；
将用相等质量的粉末磷脂通过上述单因素实验制得的大豆磷脂酰胆碱真空干燥后称重，得到大豆磷脂酰胆碱色状好、得率高的为提取工艺中较优的参数，通过单因素实验考查，确定利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱的较优提取参数范围为：乙醇浓度80-90％、乙醇浸洗温度35-45℃、蒸馏温度35-45℃；
3)正交试验
采用三因素三水平的方法，三因素为乙醇浓度、乙醇浸洗温度和蒸馏温度，三水平为步骤2)中确定的较优提取参数范围的两端值和中间值，进行9次试验后分析极差，确定利用乙醇萃取-蒸馏提取大豆磷脂酰胆碱的最优提取参数为乙醇浓度85％、乙醇浸洗温度45℃和蒸馏温度35℃。
3.大豆磷脂酰胆碱的提取方法，其特征在于，先用丙酮浸洗大豆浓缩磷脂得到粉末磷脂，再在35-45℃温度范围内用浓度范围80-90％的乙醇浸洗粉末磷脂，得到大豆磷脂酰胆碱乙醇溶液，在35-45℃温度范围内进行蒸馏至无乙醇馏出，对馏出物真空干燥得到大豆磷脂酰胆碱。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，乙醇浓度为85％，乙醇浸洗温度为45℃，蒸馏温度为35℃。
5.按照权利要求3或4任一所述的方法，其特征在于，用丙酮浸洗大豆浓缩磷脂时温度为40-45℃。
6.按照权利要求3或4任一所述的方法，其特征在于，用丙酮浸洗大豆浓缩磷脂得到粉末磷脂后，还包括真空干燥步骤，真空干燥条件为温度60-65℃、残压0.3-1.33kPa、时间为70-80min。
7.按照权利要求3或4任一所述的方法，其特征在于，蒸馏乙醇的残压为0.3-1.33kPa。
8.按照权利要求3或4任一所述的方法，其特征在于，对馏出物进行真空干燥的条件为：温度60-65℃、残压0.3-1.33kPa、时间为90-95min。
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| CN104230982A (zh) * | 2014-10-09 | 2014-12-24 | 陕西源邦生物技术有限公司 | 一种由大豆粉末磷脂提取高含量磷脂酰胆碱的方法 |
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