（农产品加工及贮藏工程专业论文）蛋黄油脱酸及蛋黄卵磷脂纯化工艺研究.pdf

摘要 摘要 蛋黄含有大量的生理活性物质，具有重要的食用价值和生理功能。本论文对利用水 酶法从鲜鸡蛋中提取的蛋黄油进行脱酸、对蛋黄卵磷脂进行纯化。 首先，利用溶剂萃取一碱炼法来降低蛋黄油的酸价。结果表明：以9 5 的乙醇为萃 取剂，料液比为1 ：2 0 ( g ：m 1 ) ，在室温下萃取2 次，每次萃取1 0 m i n 。碱炼法脱酸的最佳 工艺条件为：碱液浓度为8 ，超碱量为0 1 ，初温为5 0 ，终温为6 5 ，反应时间 为1 5 m i n 。通过溶剂萃取一碱炼法脱酸，蛋黄油的酸价由3 1 5 m g k o h g 降低至 0 1 m g k o h g ，游离脂肪酸被脱除9 9 7 ，成品油得率为7 6 o ，中性油回收率为8 9 6 。 然后，对蛋黄油粗品和脱酸蛋黄油的品质进行分析比较。结果表明：蛋黄油粗品的 酸价为3 1 5 m g k o h g ，为高酸价油脂；其不饱和脂肪酸占7 1 7 3 ，其中油酸占5 4 4 5 ， 其次为棕榈酸和亚油酸。脱酸蛋黄油的酸价为0 1 m g k o h g ，各项指标均符合现行植物 油二级标准；不饱和脂肪酸为7 0 4 6 ，其中油酸占5 2 6 0 ，其次为棕榈酸和亚油酸； 其脂肪酸组成及其含量在脱酸过程中并无明显变化。 其次，利用柱层析法纯化蛋黄卵磷脂粗品行。结果表明：以1 0 0 2 0 0 目的中性三氧 化二铝为固定相，以无水乙醇为流动相，流速为3 0 r m i n ，上载量为0 0 2 5 9 ( g 氧化铝) 。 经过柱层析法纯化，蛋黄卵磷脂中的p c 含量由3 7 0 9 提高至9 7 6 0 ，p c 回收率为 5 0 4 。 最后，对蛋黄卵磷脂粗品和精制蛋黄卵磷脂的品质进行分析比较。结果表明：蛋黄 卵磷脂粗品中的p c 含量为3 7 0 9 ；不饱和脂肪酸含量为6 7 3 7 ，其中油酸占4 9 0 0 ， 其次为棕榈酸和亚油酸。精制蛋黄卵磷脂的p c 含量为9 7 6 0 ，各项质量指标均符合卵 磷脂一级质量指标；精制蛋黄卵磷脂中不饱和脂肪酸含量为6 0 0 3 ，其中油酸占 4 2 4 7 ；蛋黄卵磷脂的脂肪酸组成及其含量在纯化过程中并无明显变化。 关键词：蛋黄油；溶剂萃取一碱炼法；脱酸；蛋黄卵磷脂；柱层析法；纯化 a b s t r a c t a b s t r a c t e g gy o l kh a si m p o r t a n td i e t a r yv a l u ea n dp h y s i o l o g i c a lf u n c t i o n i nt h i sp a p e r , t h ee g g y o l ko i li sd e a c i d i f i e da n dt h ee g gy o l kl e c i t h i ni sp u r i f i e d f i r s to fa l l ，t h ee g gy o l ko i li sd e a c i d i f i e d 埘t l ls o l v e n te x t r a c t i o n a l k a l in e u t r a l i z a t i o n t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：9 5 e t h a n o la se x t r a c t i o na g e n t ，t h er a t i oo fo i lt oa l c o h o lw a s 1 ：2 ( g ：m 1 ) ，t h ee x t r a c t i o nt e m p e r a t u r ew a sr o o mt e m p e r a t u r e ，e x t r a c t i n g2t i m e sf o ro n c e10 m i n t h eo p t i m a lp r o c e s sc o n d i t i o n so fa l k a l in e u t r a l i z a t i o nw e r e ：t h ec o n c e n t r a t i o ns o d i u m h y d r o x i d ew a s8 ，e x c e s sa l k a l ia m o u n tw a so 1 ，i n i t i a lt e m p e r a t u r ew a s5 0 c ，f i n a l t e m p e r a t u r ew a s6 5 ( 2 ，n e u t r a l i z a t i o nt i m ew a s15 m i n u n d e rt h e s ec o n d i t i o n s ，t h ea c i dv a l u e o fe g gy o l ko i lw a sr e d u c e df r o m31 5 m g k o h gt o0 1m g k o h g ，9 9 7 f f aw a sr e m o v e d f r o mt h ee g g y o l ko i l ，t h ey i e l do fd e a c i d i f i c a t i o nw a s7 6 o ，t h er e c o v e r yr a t eo fn e u t r a lo i l w a s8 9 6 s e c o n d l y ，t h eq u a l i t yo fc r u d ee g gy o l ko i la n dd e a c i d i f i e de g gy o l ko i lw a sc o m p a r e d a n da n a l y z e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h ea c i dv a l u eo fc r u d ee g gy o l ko i lw a s 31 5 m g k o h g ；t h ec o n t e n to fu n s a t u r a t e df a t t ya c i do fd e a c i d i f i e de g gy o l ko i lw a s7 1 7 3 ， w i t l lo l e i ca c i d5 4 4 5 t h ea c i dv a l u eo fd e a c i d i f i e de g gy o l ko i lw a s0 1m g k o h g ，a l l i n d i c a t o r so ft h ed e a c i d i f i e de g gy o l ko i lm a t c h e dt h es e c o n dc r i t e r i o no fv e g e t a b l eo i l ；t h e c o n t e n to fu n s a t u r a t e df a t t ya c i do fd e a c i d i f i e de g gy o l ko i lw a s7 0 4 6 ，w i t ho l e i ca c i d 5 2 6 0 ；t h ec o m p o s i t i o na n dc o n t e n to ff a t t ya c i do fe g gy o l ko i lw e r en o tc h a n g e di n d e a c i d i f i c a t i o np r o c e d u r e t h e n ，t h ec r u d ee g gy o l kl e c i t h i nw a sp u r i f i e dw i t hc o l u m nc h r o m a t o g r a p h y t h er e s u l t s s h o w e dt h a t ：t h e10 0 2 0 0m e s ha 1 2 0 3c a nb ec h o s e na st h es t a t i o n a r yp h a s e ，t h em o b i l ep h a s e w a sp u r ee t h a n o l ，t h ef l o wr a t ew a s3 0 r m i n ，t h es a m p l el o a d i n ga m o u n t sw a s0 0 2 5 9 ( g a 1 2 0 3 ) u n d e rt h e s ec o n d i t i o n s ，t h ep u r i t yo fp ci nt h ee g gy o l kl e c i t h i nw a si n c r e a s e df r o m 3 7 0 9 t o9 7 6 0 ，t h er e c o v e r yr a t eo fp cw a s5 0 4 f i n a l l y ，t h eq u a l i t yo fc r u d ee g gy o l kl e c i t h i na n dr e f i n e de g gy o l k l e c i t h i nw a s c o m p a r e da n da n a l y z e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h ec o n t e n to fp ci nc r u d ee g gy o l kl e c i t h i n w a s3 7 0 9 ；t h ec o n t e n to fu n s a t u r a t e df a t t ya c i do fc r u d ee g gy o l kl e c i t h i nw a s6 7 3 7 ，谢t h o l e i ca c i d4 9 0 0 t h ec o n t e n to fp ci nc r u d ee g gy o l kl e c i t h i nw a s9 7 6 0 ，a l li n d i c a t o r so f t h er e f i n e de g gy o l kl e c i t h i nm a t c h e dt h ef i r s tc r i t e r i o no fl e c i t h i n ；t h ec o n t e n to fu n s a t u r a t e d f a t t ya c i do fr e f i n e de g gy o l kl e c i t h i nw a s6 0 0 3 ，w i t ho l e i ca c i d4 2 4 7 ；t h ec o m p o s i t i o n a n dc o n t e n to ff a t t ya c i do fe g gy o l kl e c i t h i nw e r en o tc h a n g e di nd e a c i d i f i c a t i o np r o c e d u r e k e y w o r d s ：e g gy o l ko i l ；s o l v e n te x t r a c t i o n - a l k a l in e u t r a l i z a t i o n ；d e a c i d i f i c a t i o n ；e g g y o l kl e c i t h i n ；c o l m n nc h r o m a t o g r a p h y ；p u r i f i c a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是拳人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名：璐 日 期型：生：2 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名： 77 3 、 导师签名： 日 期： 第一章绪论 第一章绪论弟一早三；百。化 1 1 引言 改革开放以来，我国养禽业发展迅猛，鸡蛋年生产量迄今己达到2 0 0 0 多万吨，从 而连续十五年成为世界上禽蛋生产第一大国。然而，目前我国禽蛋市场销售状况不容乐 观，已经由以前的供不应求转变为严重的供过于求，存在“三多三少现象，即普通蛋 多、品牌蛋少，带壳蛋多、深加工蛋少，直接食用蛋多、开发利用蛋少【1 1 ，与欧美日等 国在禽蛋中进行的深n 3 2 1 ：匕, 重相比存在很大的差距。 鸡蛋作为一种安全食品，含有很高的蛋白质和丰富的脂质，而且还是很好的维生素 和矿物质的供给源。同时，鸡蛋又具有易于吸收、价格低廉等特点，因此，它被人们誉 为维持生命的营养食品【2 j 。蛋黄是鸡蛋中营养价值最为丰富的一部分，它含有大量的生 理活性物质，其相应的生物学以及生化学性质相当引人注目。鸡蛋黄中的生理功能成分 的开发一直是国内外学者的研究热剧3 1 。 本论文主要就利用水酶法从鲜鸡蛋黄中提取的具有高附加值的蛋黄油进行脱酸、对 蛋黄卵磷脂进行纯化。试图寻找一条符合我国国情的更为有效的生产工艺路线，旨在为 更加有效地利用鸡蛋，尤其是鸡蛋黄资源，以及更好地开发应用蛋黄油和蛋黄卵磷脂产 品提供参考依据。 1 2 鸡蛋黄的组成 1 2 1 鸡蛋黄的组成 鸡蛋黄是一个非常复杂的体系，约占鸡蛋总重的2 6 3 3 ，由蛋黄膜包围，并起 着阻止与蛋白相混的作用。其主要成分见表1 1 【4 1 。 表1 - 1 鸡蛋黄的化学成分 t a b 1 1 t h ec h e m i c a lc o m p o s i t i o no fe g gy o l k 1 2 2 鸡蛋黄中的脂质 鸡蛋黄中的脂质通常称为广义蛋黄油，约占鸡蛋黄总重的3 0 - 3 3 ，包括真脂( 约 占蛋黄油的2 0 ) 、磷脂( 包括卵磷脂、脑磷脂和神经磷脂等，约占蛋黄油的1 0 ) 、少 量的固醇( 约占蛋黄油的5 ) 及脂溶性维生素a 、e 、矿物质等【4 1 。 1 2 3 鸡蛋黄中的蛋白质 鸡蛋黄中蛋白质约占鸡蛋黄总重的1 5 ，大部分是脂蛋白质。其具体组成见表1 2 【4 1 。 表1 - 2 鸡蛋黄的蛋白质组成 t a b 1 - 2t h ec o m p o s i t i o no fp r o t e i no fe g gy o l k 鸡蛋黄中富含多种对人体有益的氨基酸，包括8 种必须氨基酸，是目前已知的营养 江南大学硕士学位论文 价值最高的蛋白质，其消化率为9 8 ，生物价为9 6 ，均远高于其它动植物食品的蛋白 质的消化率和生物价1 5 】。 1 3 蛋黄油的组成、功能特性及应用 1 3 1 蛋黄油的组成 蛋黄油是从蛋黄中提取出来的、呈橙黄色、具有蛋黄味的油脂。与其他动植物油脂 显著不同的是蛋黄油含有丰富的不饱和脂肪酸【6 1 ，系由不同的脂肪酸和甘油所组成的甘 油三酸酯，在鸡蛋黄中约占脂质的6 2 3 ，各种理化常数见表1 - 3 4 1 ，脂肪酸组成见表 】4 【7 1 。 表l - 3 蛋黄脂肪的理化常数 t a b 1 - 3t h ep h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t i e so fe g gy o l ko i l 肉寇豆酸( c 1 4 ：o ) 十五碳酸( c l 如) 棕榈酸( c 1 6 ：o ) 棕榈油酸( c 1 6 ：1 ) 硬脂酸( c 1 8 ：o ) 油酸( c 1 8 ：1 ) 0 3 5 5 5 0 1 3 3 5 2 4 4 9 7 5 2 4 9 5 6 0 7 6 6 4 9 7 8 3 亚油酸( c 1 8 2 ) 亚麻酸( c 1 8 ：3 ) 花生四烯酸( c 2 0 ：4 ) 二十二碳六烯酸( c 2 2 ：6 ) 其它 1 0 8 0 5 0 6 0 1 3 0 3 1 7 6 o 3 3 4 6 1 8 4 6 4 从表1 4 中可知，蛋黄甘油三酸酯中油酸含量最多，其次为棕榈酸、亚油酸、硬脂 酸和棕榈油酸。此外还含有少量的亚麻酸、花生四烯酸和二十二碳六烯酸。 1 3 2 蛋黄油的功能特性 油酸作为单不饱和脂肪酸，近年来己引起广泛重视，经确认它具有比多不饱和脂肪 酸更高的氧化稳定性以及更优的生理活性，可以起到降低低密度脂蛋白胆固醇( l d l 胆 固醇) 、但不降低高密度脂蛋白胆固醇( h d l 胆固醇) 的独特作用，从而对预防动脉硬 化更加有效i 引。 亚油酸作为人体必需脂肪酸，与中枢神经系统的活动、脉搏与血压的调节、前列腺 素的合成、平滑肌的收缩等有关。此外，还具有使脑活性化和阻止脑血栓等重要作用。 值得一提的是，亚油酸在降胆固醇作用时，并不是量越多越好，一旦高于1 5 ，在降低 l d l 胆固醇的同时又大大降低h d l 胆固醇，效果反而大为下降，因此，在总的脂肪酸 的摄入量中，不宜超过1 5 1 9 ，这一点对于蛋黄中的油脂质来说，亚油酸含量十分合适。 此外，亚麻酸也具有明显降血脂、降胆固醇、促进脂肪代谢、肝细胞再生等作用。 1 3 3 蛋黄油的应用 在医学上，蛋黄油可作为危重病人的高营养全静脉脂肪乳剂的辅剂。还可制成药膏， 2 第二章绪论 对于烧伤、烫伤、痔疮、湿症、皮炎等均有很好的疗效，常用于治疗婴儿湿疹和皮肤病， 这是由于蛋黄油对皮肤具有杀菌、消炎、止痛和修复表皮细胞的功能【1 0 】。 由于蛋黄油中含有大量的不饱和脂肪酸，对人体有很高的营养价值，因此可制成各 种保健食品。 1 4 蛋黄卵磷脂的组成、功能特性及应用 1 4 1 蛋黄卵磷脂的组成 蛋黄卵磷脂又名蛋黄磷脂酰胆碱，与其它几种磷脂如磷脂酰乙醇胺( p e ) 、磷脂酰 肌醇( p i ) 、磷脂酰丝氨酸( p s ) 等组成蛋黄磷脂。磷脂酸胆碱分子由甘油、脂肪酸、磷酸 和胆碱组成，其结构式如图1 5 所示【l ： u i i 2彳孢_ 0 叫以1 r 2 一c o c h冒+ c 地一。一1 - - - - 0 一c 一c 您一n ( c 码) ： 0 。 图1 5 磷脂酸胆碱分子的结构式 f i g 1 - 5 t h em o l e c u l es t r u c t u r eo fp h o s p h a t i d y l c h o l i n e 蛋黄卵磷脂包括磷脂组分和脂肪酸组分，根据磷脂组分的含量可将蛋黄卵磷脂划分 为粗蛋黄卵磷脂( 磷脂含量约3 0 ) 和精蛋黄卵磷脂( 磷脂含量约9 0 ) 【1 2 1 。 1 4 1 1 磷脂组分 磷脂在鸡蛋黄中约占脂质的3 2 8 ，理化性质见表1 6 【8 】，蛋黄卵磷脂的磷脂组成及 含量见表1 7 【1 3 】。 表1 - 6 蛋黄磷脂的理化性质 t a b i 一6t h ep h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t i e so fe g gy o l kl e c i t h i n 表1 7 蛋黄卵磷脂的磷脂组成及含量 t a b 1 7t h ec o m p o s i t i o na n dc o n t e n to fl e c i t h i no fe g g y o l kl e c i t h i n 从表1 7 可知，蛋黄卵磷脂中磷脂酰胆碱( p c ) 含量较高，比大豆卵磷脂中的磷脂 酰胆碱( p c ) 含量高3 倍。同时由于蛋黄卵磷脂的产品纯度高、氧化稳定性比大豆卵磷 脂好，因此蛋黄卵磷脂的功能特性及应用开发日益受到人们的关注【1 3 】。 1 4 1 2 脂肪酸组分 江南大学硕士学位论文 蛋黄卵磷脂的脂肪酸组成及含量情况见表1 - 8 f 1 3 1 。 表1 8 蛋黄卵磷脂的脂肪酸组成及含量( ) t a b l e 1 - 8t h ec o m p o s i t i o na n dc o n t e n to ff a t t ya c i d so fe g gy o l kl e c i t h i n 从表1 8 可知，在蛋黄卵磷脂的脂肪酸组成中，1 位上主要是饱和脂肪酸，其中棕 榈酸含量较高；2 位上主要是不饱和脂肪酸，其中油酸含量较高。此外还含有少量的花 生四烯酸( a r a ) 和二十二碳六烯酸( d h a ) 等近年来引人关注的多不饱和脂肪酸。 1 4 2 蛋黄卵磷脂的功能特性 由于蛋黄卵磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱构成，因此，除上述脂肪酸所具有的 功能性质以外，蛋黄卵磷脂还具有以下功能性质： 1 4 2 1 理化功能 蛋黄卵磷脂具有乳化、离型、溶解、润湿、抗氧化、发泡、晶型控制、与蛋白质结 合和防止淀粉老化等理化功能i l 引。 1 4 2 2 生理功能 蛋黄卵磷脂具有清除自由基、延缓机体衰老，改善脂类代谢、防治动脉硬化、参与 组成细胞膜，防止脂肪肝、保护细胞膜，增强免疫功能，促进神经传导、提高大脑活力， 抗肿瘤及促进维生素a 、d 、e 的吸收等生理功能【l5 1 。 1 4 3 蛋黄卵磷脂的应用 1 4 3 1 食品业 从蛋黄油脂质中提取的粗制磷脂可作为天然食品的添加剂、乳化剂、分散剂、润湿 剂、膨松剂、抗氧化剂、粘度调和剂等【j 6 】。还可广泛用于婴儿食品、营养食品和补品， 对促进婴幼儿智力发育、提高脑细胞活力、抑制老年性痴呆症、消除食欲不振以及消化 系统慢性疾病等具有很好的作用【9 , 1 0 】。 1 4 3 2 医药业 精制磷脂可作为脂质体，后者可将药直接运送到患病部位。蛋黄卵磷脂和二肉豆蔻 酸磷脂酰甘油等以一定摩尔比形成的脂质体可抑制癌细胞生长【，还可以作为静脉注射 脂肪乳剂和合成其他药物的原料【8 l 。 1 4 3 3 化妆品业 从蛋黄油脂质中提取的精制磷脂可广泛用作口红和美容护肤霜添加剂，使皮肤细 嫩、消除色素及皱纹，以达到防止表皮衰老的功效。还可以添加到洗发香波、染发液等 护发用品内，使毛发亮丽、润滑、柔软【1 3 j 。 1 4 3 4 饲料业 蛋黄卵磷脂在饲料业中用途广泛，效果显著。在肉仔鸡饲料中添加磷脂可改善其生 4 第一章绪论 长状况、增加肝中贮存、促进骨的生长。鱼类、虾类的不同生长时期也需在饲料中添加 卵磷脂。 1 4 3 5 其他 蛋黄卵磷脂还可用于农作物的杀菌剂、水果及花卉等的保鲜剂、油墨乳化剂、石油 产品等。 1 5 油脂脱酸的国内外研究进展 1 5 1 混合油碱炼法 混合油碱炼法是指将浸出法得到的混合油，通过添加或蒸发部分溶剂，调整混合油 到一定的浓度进行碱炼，然后除去皂脚，再脱除溶剂的精炼工艺【1 9 j 。此工艺仅仅适宜于 含f f a 较高的混合油的脱酸，在工业上仍未得到广泛应用。 1 5 2 溶剂萃取法 溶剂萃取法脱酸是利用甘油酯与脂肪酸在一些有机溶剂中的溶解度的不同，可有效 分离油脂中的f f a 。肖志红等人以乙醇为溶剂将高酸值光皮树油的酸值从2 2 6 m g k o h g 降低到1 2 7 m g k o h g 2 0 l 。刘大川等人以甲醇为溶剂将低温压榨麻疯树籽毛油的酸值从 1 0 4 8 m g k o h g 降低到0 4 7 m g k o h g 2 1 1 。p i n a 等人用连续萃取法对玉米油进行脱酸，使 用乙醇作为溶剂，脱酸效果明显优于碱炼和物理精炼【2 2 1 。此工艺油脂损耗低，不仅适用 于高酸值、深色油脂的脱酸，也可用于油脂品质的改进。但是乙醇、甲醇对f f a 的溶解 度也不是太大，对高酸值油脂脱酸需要进行若干次萃取才能获得理想效果，因而需耗费 大量的溶剂，必须建立溶剂回收系统【2 引。 1 5 3 超临界c 0 2 萃取法 超临界c 0 2 萃取脱酸是利用f f a 与甘三酯在超临界c 0 2 中的溶解性能的差异，通 过控制萃取温度和压力，来脱除油脂中f f a l 2 4 1 。但是此工艺仅适用于从干性油料中萃取 油脂和f f a ，不能直接用于油脂的脱酸。而且对设备和操作要求比较严格，生产成本高， 所以目前还无法实现大规模的工业化生产【2 5 1 。 1 5 4 碱炼法 碱炼是用碱中和油脂中的游离脂肪酸，所生成的皂脚能吸附部分其他杂质，而从油 脂中沉降分离的精炼方法。 利用碱炼法脱酸工艺简单，对设备和操作要求较低，生产成本低廉。但是往往会产 生较高的炼耗，此外，碱炼工艺所产生的碱消耗以及废水排放也随f f a 含量的上升而增 加，工艺过程中所产生的皂脚的经济价值也低于脂肪酸【2 6 1 。因此碱炼法脱酸只适合低酸 值油脂的脱酸，对于高酸值油脂的脱酸存在一定局限性。虽然碱炼法脱酸有一定的缺点， 但是很多油脂厂都采用此方法，因为利用此方法可以很容易的将毛油中的游离脂肪酸含 量降低到合适的水平。 1 5 5 酯化法 酯化脱酸是利用脂肪酸与甘油或单甘酯之间的酯化合成反应，达到降低油脂中f f a 含量的目的。根据油脂酯化使用的催化剂可分为化学法和酶法。 董建林等用化学法对高酸值的米糠油( 2 6 8m g k o h g ) 进行酯化脱酸，处理后可使 江南大学硕士学位论文 产品油的酸值下降到1 5m g k o h g 【2 7 】。苏望懿采用对米糠油先酯化再碱炼的方法，使米 糠油的成品油出率由完全碱炼法的4 5 8 提高5 4 - - 5 5 2 。酯化脱酸法可大大提高油 脂产出率，降低油脂炼柑2 8 】。但用化学催化剂催化脂肪酸的酯化易产生副反应，生成副 产物，有的还使成品油的色泽加深，并且反应在高温( 1 0 0 ( 2 以上) 、高真空条件下进行， 在酯化前必须对毛油进行严格的脱胶、脱色处理，而且生产成本较高，基本上都处于实 验室研究阶段，还未被工业化采用【2 9 1 。 脂酶催化法一般采用具有结构专一性的脂肪酶为催化剂，在无水或微水反应体系中 可催化甘油和脂肪酸进行酯化反应。s b h a t t a c h a r r y a 等用1 ，3 专一性脂肪酶对米糠油酯 化脱酸，反应1 h ，油中的f f a 含量从3 0 降至1 9 2 ，反应5 h - - 7 h ，降至4 7 3 6 i 3 0 。 b h a t t a c h a r r y a a c 等用工业纯的单甘酯与米糠油中f f a 酯化，使油中f f a 含量从3 5 o 降至3 5 【3 i 】。用酶催化酯化脱酸专一性强，副产物少，大大减少废水废渣的产生。但 是脂肪酶的价格较高，因此该方法目前还没有实现工业化生产p 2 。 1 5 6 蒸馏法 该法是借助于甘油三酯与f f a 相对挥发度不同，在高真空的条件下，蒸馏出油脂中 的f f a ，以降低油脂中的f f a 的过程。常用方法有水蒸汽蒸馏法和分子蒸馏法。 水蒸汽蒸馏法脱酸的缺点就是需要高温处理较长时间( 8 0 m i n 11 0 m i n ) ，使油的食用 品质降低，油脂中一些有效成分如维生素e 、甾醇等会随水蒸汽汽提逸出而损失，且若 嫌成品油色太深，再脱色就很困难【1 9 1 。而分子蒸馏设备较复杂、生产成本较高。因此这 两种方法目前尚未实验大规模的工业化生产。 1 5 7 膜分离法 根据甘油酯与f f a 分子量大小的差异，可利用膜分离技术对油脂中的f f a 进行有 效分离。s e n g u p t a 用截留分子量为1 0 0 0 0 d 的聚砜膜超滤混合油浓度为2 8 的大豆油， 使磷脂去除率达9 9 6 ，f f a 去除率达9 6 8 3 3 j 。r a m a n 等人用纳滤膜使混合油中f f a 和溶剂得到部分分离，除溶剂和脱酸同时进行，f f a 含量降低了4 0 3 4 】。用膜分离油脂 中的f f a ，可提高油脂和脂肪酸的稳定性，有利于获得高浓度的脂肪酸。但是膜分离技 术脱酸的工业化还存在一些困难。首先，由于脂质的分子量都很小，如果使用纳滤和反 渗透，过滤速度低，膜又容易被污染，出现膜堵塞；其次，适合于亲油性介质的膜很少， 而有机膜的过滤速度相当缓慢1 2 圳。 1 6 蛋黄卵磷脂纯化的国内外研究进展 1 6 1 蛋黄卵磷脂纯化的国内外研究概况 在2 0 世纪3 0 年代以前，关于卵磷脂纯化的研究主要集中在溶剂粗提方面。3 0 年代以 后，随着色谱技术逐渐受到人们的重视，人们开始了层析法制备卵磷脂的研究。7 0 年代 末至8 0 年代初是世界上对卵磷脂研究最为活跃的时期。9 0 年代后，研究重心转向卵磷脂 的应用；在制备方面，侧重于高含量卵磷脂制备技术的研究，如超临界流体萃取 ( s u p e r c r i t i e a lf l u i de x t r a c t i o n ，s f e ) 、膜分离、柱层析等技术的研究。 6 第一章绪论 1 6 2 溶剂分离法 溶剂分离技术是根据蛋黄中各组分在有机溶剂中的溶解度不同进行分离的。它具有 生产能力大，周期短，便于连续操作，容易实现自动化，溶剂价格相对比较便宜，且便 于回收等优点【3 卯。但此工艺比较复杂，产品纯度不够( 一般为5 0 左右) ，存在有机溶 剂残留等问趔3 6 】。而且由于水和卵磷脂一起回收，因此需要脱水和干燥，但是考虑卵磷 脂的性质是不宜提高温度的，只能用冷冻干燥法进行干燥，这样就使产品的成本过高【3 7 1 。 1 6 3 乙酰化法 其原理是利用脑磷脂与醋酸或乙酸乙酯等发生酰化反应，而卵磷脂不发生这种酰化 反应，从而使得卵磷脂得到精制3 6 ，3 引。有专利报道，s t e f a n o vk 等人采用乙酰化法用向 日葵磷脂制备高纯卵磷脂【3 9 】。但是采用此工艺得到的成品杂质较多，除杂工艺复杂【3 7 1 。 1 6 4 酶催化法 采用磷脂酶可将其他磷脂转化为p c ，这样可大大提高p c 含量，提高其有效纯度【3 引。 l e k h 等人采用卷心菜中的磷脂酶将纯度为8 0 的大豆磷脂和纯度为7 5 的卵黄磷脂中 的p c 含量分别提高到9 5 和1 0 0 i 矧。但是此工艺原理尚不清楚，加上酶的价格较高， 所以一般很少使用。 1 6 5 乙醇提取冷冻结晶法 利用在低温条件下非p c 成分易结晶析出的方法对p c 进行精制。张焱等人利用此 方法将粗制大豆卵磷脂的p c 含量由2 4 6 提高到7 0 1 ，得率为2 3 0 t 4 。此工艺比 较简单，但是需要长时间低温操作( 2 0 ，2 4 h ) ，制冷负荷较大，加上产品得率较低， 所以很少采用。 1 6 6 金属盐沉淀法 该法是利用卵磷脂可与某些金属离子发生配合反应生成沉淀的性质，从而提高卵磷 脂的纯度4 2 1 。张焱等人用此法得到p c 含量为7 9 2 的精制大豆卵磷脂【4 3 】。关明等人得 到的精制胡麻卵磷脂有p c 和p e 两种成分j 。吴晓英等人也得到了含有p c 和p e 两种 成分的蛋黄卵磷脂【4 卯。马萍、陈有亮等人用此法得到了只有卵磷脂一个斑点的鸭蛋黄卵 磷脂【删。但是由于此工艺操作步骤较多，产品杂质含量较大，除杂工艺复杂，而且金属 离子的加入会加速卵磷脂的氧化，所以无法实现工业化生产【4 3 】。 1 6 7 膜分离法 膜分离法是根据磷脂混合物组分通过半透膜的难易程度不同，将卵磷脂从混合物中 分离出来，国内外均有利用膜分离法纯化卵磷脂的研究【4 7 】。分离法具有能耗低，装置简 单，操作容易，不产生新的污染等优点。但是现在膜功能尚不能完全分离分子量相近的 组分，故还需开发特定功能膜才能应用于工业化生产中，而且膜易堵塞，膜的价格较高， 目前还没有形成工业化生产规模【了7 1 。 1 6 8 超临界c 0 2 萃取法 国内赖炳森最早用超临界c 0 2 萃取技术从蛋黄粉中萃取得到纯度为9 5 的蛋黄卵 磷脂【4 8 】。c h a o r u ic h e n 等人用此方法产品得率为2 7 2 8 【4 9 1 。采用此工艺可以获得不含 有机溶剂的高纯度蛋黄卵磷脂，而且有着优越的氧化稳定性【5 0 1 。但是对此工艺对原料、 7 江南大学硕士学位论文 设备和操作要求较高，生产成本高，所以还无法实现大规模的工业化生产【4 3 1 。 1 6 9 柱层析法 柱层析是以吸附剂为固定相，当流动相中的溶质通过固定相时，由于吸附和解吸能 力不同，从而使得溶质中的各组分分离。赵彬侠等以硅胶为固定相，氯仿和甲醇为梯度 洗脱剂，薄层分析结果呈单一斑点，纯度由2 5 提高到9 7 5 ，得率为8 3 4 6 5 1 , 5 2 。王 继波以中性三氧化二铝为固定相，以9 - l ( v ：v ) 的氯仿：甲醇为洗脱液，产品经薄层检 验只有一个斑点，消化定磷法测定p c 含量为9 9 6 1 5 3 j 。汪燕等人利用三氧化二铝为固 定相，经9 5 的乙醇洗脱，制备得到纯度接近1 0 0 的大豆卵磷脂，同时实现了柱洗脱 中间产物溶血磷脂与p c 的分离【5 引。柳叶等人以三氧化二铝为固定相，以甲醇：氨水为 洗脱液，得到p c 和p e 的洗脱率分别为9 8 6 和3 2 3 t 5 5 】。曹栋等人以三氧化二铝为固 定相，以9 5 的乙醇为洗脱剂，制得p c 纯度和得率均大于9 0 的大豆卵磷脂产品【5 引。 1 6 1 0 其它方法 除了以上方法以外，近几年也有人利用其它方法分离纯化卵磷脂。例如h p l c 法1 5 7 、 高压脉冲电场法【5 引、混合床离子交换树脂法【5 9 1 。但是这类方法有的原理尚不清楚，尚处 于探索研究阶段，所以目前很少见工业化应用。 1 7 立题背景与意义 1 7 1 立题背景 本课题组三名成员致力于鲜鸡蛋黄的开发和综合利用，采用水酶法得到三种酶解产 物，即蛋黄油、蛋黄卵磷脂、水解蛋白液。酶解产物之一蛋黄油具有相当高的营养 保健和医疗价值，但是其酸价较高( 约为3 1 5 m g k o h g ) ，无法食用，也不能长期保存， 因此，必须对其进行脱酸处理，使其酸价降低至标准范围之内。另一酶解产物低纯 度的蛋黄卵磷脂( p c 含量为3 7 0 9 ) ，虽然可以在某些食品中作为添加配料应用，但 从医用角度看，其商品价值不高。因此，从经济增值的角度来看，将其纯度提高，可大 大提高蛋黄开发潜力和经济价值。 1 7 2 立题意义 我国是禽蛋生产大国，但禽蛋多为直接烹调食用，加工率低又不便于运输，造成大 规模禽蛋饲养地如东三省的鸡蛋供过于求，价格偏低，加上近年来饲料价格上涨，使一 些企业出现亏损。然而，每个鸡蛋中大约含有6 9 磷脂且只存在于卵黄中，总蛋黄干物 质中至少有6 6 的脂肪，因此蛋黄被认为是极具潜力的重要油脂来源。 蛋黄油含有丰富的卵磷脂和不饱和脂肪酸，这是与动植物油脂相比的重要区别。蛋 黄油的高营养价值，近几年来，已引起国内外医学界、营养学界和食品工业界的普遍重 视。日本、美以及前苏联等国将蛋黄油商品化，广泛地用于食品、医药、日用化工、饮 料等行业，然而国内生产蛋黄油的企业却极少。我国是产蛋量最大的国家，积极开展蛋 黄油的系列化研究，提高鸡蛋的附加值，无疑是大有裨益的【硎。 蛋黄卵磷脂具有高收集率、稳定性好，具有大豆卵磷脂所不具备的一些优点1 2 6 1 。但 是目前，我国生产蛋黄卵磷脂的厂家很少，而且生产规模产小，还未形成工业化生产规 模，技术水平也落后于世界先进水平。蛋黄卵磷脂在我国的市场占有量还非常少，远远 8 第一章绪论 不能满足市场需要，大部分蛋黄卵磷脂特别是高纯度蛋黄卵磷脂仍然依靠进口【2 9 】。 因此，对于蛋黄油尤其是蛋黄磷脂的提取和利用一直是国内外研究的热点。开发鸡 蛋深加工技术，生产具有高科技含量的蛋黄油和蛋黄卵磷脂，可提高鸡蛋的加工水平和 商品价值，为禽蛋的综合利用和深加工产品的开发提供新的途径1 2 引。 1 8 本课题主要研究内容 本课题将着重从以下几个方面进行深入和系统地研究： ( 1 ) 蛋黄油溶剂萃取碱炼法脱酸的工艺研究 首先，利用溶剂萃取法来降低蛋黄油的酸价。选择合适的溶剂，通过单因素实验研 究料液比、萃取温度、萃取次数、萃取时间等4 个因素对脱酸效果的影响，得出各影响 因素的最佳取值范围。 然后，利用碱炼法进一步降低蛋黄油的酸价。通过单因素实验研究碱液浓度、超碱 量、初温、终温、反应时间等5 个因素对脱酸效果的影响，得出各影响因素的最佳取值 范围。 ( 2 ) 柱层析法纯化蛋黄卵磷脂的工艺研究 以安全、经济为前提，以乙醇为流动相，选择合适的固定相，通过单因素实验研究、 固定相的粒度、洗脱液的浓度、流速、上载量等4 个因素对蛋黄卵磷脂纯化效果的影响， 以确定柱层析法纯化蛋黄卵磷脂的最佳工艺条件。 9 江南大学硕士学位论文 第二章蛋黄油脱酸工艺研究 2 1 前言 本课题组采用水酶法提取所得的蛋黄油具有相当高的营养保健和医疗价值，但是其 酸价较高( 3 1 5 m g k o h g ) ，无法食用，也不能长期保存，因此，要对其进行脱酸处理， 使酸价降低至标准范围之内。 对于高酸值的油脂的脱酸，若直接采用碱炼法脱酸，炼耗较大，中性油损失严重； 而溶剂萃取法仅能脱除部分f f a 。所以本论文先采用溶剂萃取法脱酸，使得蛋黄油中 的f f a 含量降低到一定水平，然后再采用碱炼法脱除剩余的f f a 。采用这种方法，工艺 简单，脱酸效果好，油脂损耗小。 首先，对蛋黄油粗品进行品质分析。然后，利用溶剂萃取法来降低蛋黄油的酸价， 选择合适的溶剂，通过单因素实验研究料液比、萃取温度、萃取次数、萃取时间等4 个 因素对脱酸效果的影响，得出各影响因素的最佳取值范围。其次，利用碱炼法进一步降 低蛋黄油的酸价，通过单因素实验研究超碱量、碱液浓度、初温、终温、反应时间等5 个因素对脱酸效果的影响，得出各影响因素的最佳取值范围。最后，对脱酸蛋黄油进行 品质分析。 2 2 实验材料、试剂与设备 2 2 1 实验材料 蛋黄油，其制备工艺如下【6 l j ： 1 0 第二章蛋黄油脱酸工艺研究 鲜蛋黄 每克鲜蛋黄加 - 上 1 5 m l 去离子水 混合 。、+ l。i h c l 浴改 7 上 p h = 3 ，i 周t = 4 0 * c i 每克鲜蛋黄加 r i 0 0 1 5 9 酸性蛋白酶 1 r 酶解2 h n a o h 溶液 l r 1r 调p h = 1 0 ，调t = 5 0 。c 每克鲜蛋黄加l r 0 0 1 5 9 碱性蛋白酶 1 r li l 酶肼3 h i h c ! 溶液 l r 1r 调p h = 5 1 r 9 0 保温1 5 m i n1 r 4 0 0 0 r m i n ，离心2 0 m i n 2 2 2 实验试剂 酸性蛋白酶，4 8 3 2 9 u g ，无锡市雪梅酶制剂厂； 碱性蛋白酶，1 3 0 4 8 2 u g ，无锡市雪梅酶制剂厂； 邻苯二甲酸氢钾、k 2 c r 2 0 7 ，基准纯，中国医药集团上海化学试剂公司； 9 5 乙醇、无水乙醇、三氯甲烷、甲醇、乙醚、冰乙酸、环己烷、k o h 、n a o h 、 i c l 。、k i 、n a 2 s 2 0 3 5 h 2 0 、n a 2 c 0 3 、可溶性淀粉、磷钼酸，a r ，国药集团化学试剂有 限公司： 碘，c p ，上海化学试剂四厂： 酚酞，r s ，上海化学试剂站分装厂。 2 2 3 实验设备 p b 2 0 0 2 - n 型电子分析天平梅特勒一托利多仪器( 上海) 有限公司 p b 2 0 3 - n 型电子分析天平梅特勒一托利多仪器( 上海) 有限公司 江南大学硕士学位论文 c s 5 0 1 型超级恒温水浴锅上海市实验仪器总厂 r w 2 0 d z m n 型电动搅拌器 i k aw o r k sg u a n g z h o u l 一i i 型离心机上海医用分析仪器厂 真空干燥机常州市国华仪器厂 h h 系列数显恒温水浴锅常州市国华仪器厂 罗维朋比色计浙江光学仪器厂 w z s i 型阿贝折光仪上海光学仪器厂 2 3 实验方法 2 3 1 蛋黄油溶剂萃取脱酸的工艺流程 蛋黄油粗品 1r 加热至一定温度 i 加入一定体积的溶剂 l r 1 r 搅拌混合一定时间 1 r 静止分层 ，i 弃去上层溶剂层 1 ， r i 升石上版坩列。拯 下层油层 1r 重复上述实验 1r 水浴蒸发脱溶3 0 m i n 1r 蛋黄油i 1 2 第二章蛋黄油脱酸工艺研究 2 3 2 蛋黄油碱炼脱酸的工艺流程 蛋黄油i 1r 加热至初温 上 快速搅拌 l 加入一定浓度的n a o h 溶液 l r 1 r 降低搅拌速度，搅拌定时间 上 升温至终温 1 r 继续搅拌3 0 m i n 1 l 3 0 0 0 r m i n ，离心15 m i n 1 r 取上层油 1 l 搅拌并加热至8 5 每克油加入o 1 9 9 0 的1 0 盐水 l r 1 r i 水洗l i_ 上 静置分层 1 r 取上层油 每克油加入o 1 9 9 0 的热水 水洗 上 静置分层 取上层油 上 8 5 9 0 * ( 2 、7 0 0 m m h g ，真空干燥3 0 m i n 一脱酸蛋黄油 7 i 。似出只佃 1