（水产品加工及贮藏工程专业论文）酶法提取鲜鸡蛋蛋黄脂质成分的工艺研究.pdf

摘要 摘要 鸡蛋黄中含有丰富的脂质，约占蛋黄总重的3 0 。蛋黄脂质中含有丰富的卵磷脂和 不饱和脂肪酸，具有很高的营养价值，这是与其它动植物油脂相比的重要区别，因此， 鸡蛋黄脂质成分的开发利用一直以来都是国内外学者研究的热点。我国是产蛋量最大的 国家，积极开展蛋黄脂质的系列化研究，有利于提高鸡蛋的附加值。 本论文在实验室已有的“利用酶法一溶剂法分离提取蛋黄油脂成分的工艺研究 的 基础上，从节能、减排、低消耗、经济效益以及提取效果等方面出发，以鲜鸡蛋蛋黄为 原料，对酶解及破乳工艺进行改进，进而探讨了从鲜蛋黄中分离提取蛋黄脂质的方法。 本文首先对不同种类蛋白酶进行应用筛选酶解实验，得到分离脂质性能优良的蛋白 酶，进一步与酶解工艺结合，综合探讨蛋黄的酶解过程。结果表明，先后用酸性和碱性 蛋白酶水解，可方便地使酶解蛋黄液分成三部分，即上层流动状蛋黄油、第二层胶状脂 质体、第三层脂蛋白乳状液和下层水解蛋白液及沉淀物。 其次，围绕酸性蛋白酶与碱性蛋白酶的水解条件进行单因素和正交实验，得到提取 蛋黄脂质的最佳酶解工艺条件为：料液比1 ：1 5 ( w w ) ，酸性蛋白酶的最适作用p h 为 3 、最适作用温度为4 0 ，碱性蛋白酶的最适作用p h 为1 0 、最适作用温度5 0 ，酸性 蛋白酶的添加量为1 5g 1 0 0g 蛋黄，碱性蛋白酶的添加量为1 7 5g 1 0 0g 蛋黄，反应时 间分别为2h 和3 5h 。所得酶解液通过调整p h 值、保温处理和离心，总脂质提取率为 9 3 0 2 ( 质量分数) ，并且甘油三酸酯与磷脂也可很好分开。 然后，对以上工艺制备得到的蛋黄脂质产品进行了相关理化分析。结果表明，在室 温下上层蛋黄油具有良好的流动性、较高透明度、色泽金黄并有一定的蛋香味，其主要 成分是甘油三酸酯，脂肪酸组成中不饱和脂肪酸含量达到了7 1 7 3 。第二层胶状脂质 体呈黄色、不具有流动性，其组成以磷脂为主，其中卵磷脂含量达到4 1 1 6 ，脂肪酸 组成也非常丰富，不饱和脂肪酸含量达到6 7 3 7 。在酶法提取蛋黄脂质成分后得到的 水解蛋白液，蛋白质收率为7 2 2 5 ，必须氨基酸含量达到2 3 2 4m g m l ，占所有氨基酸 总量的3 9 。 最后，着重围绕酶法提取得到的蛋黄油产品酸价偏高问题进行了影响因素试验。结 果表明，酸性蛋白酶作用条件对蛋黄油酸价的影响较显著，而碱性蛋白酶作用条件对蛋 黄油酸价的影响并不显著；加热保温时间对蛋黄油酸价的影响较显著，蛋黄油酸价随时 间延长呈增加趋势；加热保温温度对蛋黄油酸价的影响并不显著。 关键词：鲜蛋黄；酶解；酶解蛋黄液；蛋黄脂质；蛋黄卵磷脂 a b s t r a c t a b s t r a c t e g gy o l k ，w h i c hh a sh i g hn u t r i t i o n a lv a l u e ，c o n t a i n sa b u n d a n tl i p i d s ( a b o u t3 0 o ft h e t o t a le g gy o l k ) a n de x c e l l e n tp r o t e i n s t h el i p i d sc o n t a i na b u n d a n tl e c i t h i na n du n s a t u r a t e d f a t r ya c i d s ，w h i c hi s t h ei m p o r t a n td i f f e r e n c et oo t h e ra n i m a la n dv e g e t a b l eo i l s o e x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no fe g gy o l kc o m p o n e n th a sb e e np a i df u l la t t e n t i o nt ob ys c h o l a r s i nr e l a t e dr e a l ma th o m ea n da b r o a df o ral o n gt i m e s t u d yo ne g gy o l kl i p i d sp o s i t i v e l yi n o r d e rt oi m p r o v et h ea d d e dv a l u eo fe g gh a sg r e a tb e n e f i ti no u rc o u n t r y ，w h e r eh a st h e m a x i m u me g gp r o d u c t i o n b a s e do n “s t u d i e so ns e p a r a t i o na n de x t r a c t i o no fe g gy o l ko i lb ye n z y m e s - - s o l v e n t ， t h et e c h n o l o g yo fe n z y m o l y s i sa n dd e m u l s i f i c a t i o nh a db e e ni m p r o v e di nt h i st h e s i sw i t h f r e s he g gy o l ka sr a wm a t e r i a l ，c o n s i d e r i n ge n e r g ys a v i n g ，e m i s s i o nr e d u c t i o n ，l o w c o n s u m p t i o n ，e c o n o m i cb e n e f i ta n de x t r a c t i o ne f f e c t t h em e t h o do fe n z y m a t i ch y d r o l y s i st o s e p a r a t i o na n de x t r a c t i o ne g gy o l kl i p i d sf r o mf l e s he g gy o l kh a sb e e ns t u d i e di nt h i st h e s i s f i r s t l y ，d i f f e r e n tp r o t e i n a s e sw e r eu s e dt op r e h y d r o l y z eo ff l e s he g gy o l ks u s p e n s i o n i n d i v i d u a l l ya n db yt w op r o t e i n a s e su s e di ns e q u e n c e ，f o l l o w e db yc e n t r i f u g a t i o nt os e p a r a t e t h eh y d r o l y z e df l e s he g gy o l km i x t u r ei n t ot h r e ep a r t s au pl a y e ro fo i l ，am i d d l el a y e ro f c o l l o i d a ll i p o s o m ea n dab o t t o ml a y e ro fh y d r o l y z e dp r o t e i n s s e c o n d l y ，a l li n i t i a lo p t i m a le g gy o l kl i p i d ss e p a r a t i o nw a so b t a i n e db yc o m p a r i s o n e x p e r i m e n t sa n do r t h o g o n a le x p e r i m e n t sb e t w e e nt h eh y d r o l y s i sc o n d i t i o no fa c i dp r o t e a s e a n da l k a l i n e p r o t e a s e t h eb e s te n z y m a t i ch y d r o l y z i n g c o n d i t i o n sw e r ea sf o l l o w s ： s o l i d - l i q u i dr a t i o1 ：1 5 ，t h eo p t i m u mp ha n dt e m p e r a t u r eo fa c i dp r o t e a s ei s3a n d4 0 t h e o p t i m u mp ha n dt e m p e r a t u r eo fa l k a l i n ep r o t e a s ei s 10a n d5 0 ，t h ea d d i t i o no fa c i d p r o t e a s ei s 1 5g 10 0 9e g gy o l k ，t h ea d d i t i o no fa l k a l i n ep r o t e a s ei s 1 7 5 10 0 9e g gy o l k ， t r e a t m e n tt i m ei s2ha n d3 5hr e s p e c t i v e l y t h ey i e l do fe g gy o l kl i p i d sw a s9 3 0 2 b y a d j u s t i n gt h ep ho fe n z y m es o l u t i o n ，i n s u l a t i o nt r e a t m e n ta n dc e n t r i f u g a t i o n m e a n w h i l et h e t r i g l y c e r i d ea n dp h o s p h o l i p i dc o u l db es e p a r a t e dv e r yw e l l t h i r d l y ，p h y s i c a l c h e m i c a li n d e x e so ft h eo b t a i n e dp r o d u c t sw e r ea n a l y z e d t h er e s u l t s i n d i c a t e dt h a tt h em a i nc o m p o n e n to fu pl a y e re g gy o l ko i lb ye n z y m a t i ce x t r a c t i o nw a s m a i n l yt r i g l y c e r i d e ，w h i c hw a sg o l d e nw i t hg o o dm o b i l i t ya n dt h i c ky o l kf l a v o ra n dt 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 d sw a s7 1 7 3 t h em i d d l e l a y e ro fc o l l o i d a ll i p o s o m e c o n t a i n e d41 16 l e c i t h i na n dt 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 d sw a s6 7 37 i tw a s y e l l o w i s ha n dv i s c o u s w i t h o u tm o b i l i t y t h et o t a lr e c o v e r yo fe g gy o l kp r o t e i nw a s7 2 2 5 o f t h eh y d r o l y z e dy o l kp r o t e i nf r o mc e n t r i f u g a t i o n ，i nw h i c ht h ec o n t e n to fe s s e n t i a la m i n oa c i d w a s2 3 2 4m g m l 39 t ot h et o t a la m i n oa c i d f i n a l l y ，t h r o u g ht h ei n f l u e n c ef a c t o re x p e r i m e n t ，a c i dv a l u eo ft h ee g gy o l ko i lw a se f f e c t m o r eb yt h er e a c t i o nc o n d i t i o n so fa c i dp r o t e a s et h a na l k a l i n ep r o t e a s e a c i dv a l u eo ft h ee g g y o l ko i lw a se f f e c tm o r eb yi n s u l a t i o nt r e a t m e n tt i m et h a ni n s u l a t i o nt r e a t m e n tt e m p e r a t m e k e yw o r d s ：f r e s he g gy o l k ；e n z y m a t i ch y d r o l y s i s ；e n z y m a t i ch y d r o l y s i se g gy o l k s o l u t i o n ；e g gy o l kl i p i d s ；e g gy o l kl e c i t h i n u 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本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： 磊多 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： 磊多 导师签名： 日 期： 第一章绪论 第一章绪论 1 1 引言 家禽养殖的规模越来越大，从小农经济发展到庞大的家禽养殖业，我国已经成为禽 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，这主要是禽蛋市场存在“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【l 】，与欧、美、同等国在禽蛋中 进行的深加工比重相比存在很大的差距。随着人们对蛋黄中的大量生理活性物质关注度 的增加，其中以相应的生物学以及生化性质的关注度最高，鸡蛋黄中生理功能成分的研 究成为国外学者的研究热点【2 】。 1 2 鸡蛋黄的成分 鸡蛋黄是一个非常复杂的体系，约占鸡蛋重的2 6 0 o - - 一3 3 ，由蛋黄膜包围并起着阻 止与蛋白相混的作用。蛋黄中含有丰富的脂肪，包括中性脂肪、卵磷脂、胆固醇等；也 含有丰富的钙、磷、铁等矿物质；同时含有丰富的蛋白质，而且是高生物价的蛋白质； 而且含有丰富的维生素，其中以维生素a 、维生素d 、维生素b 最多。蛋黄中的主要成 分见表1 1e 3 1 ，从表中可知，蛋黄中除水分以外，其余主要由脂质和蛋白质组成，二者 比例约为2 ：1 ，并且主要以脂蛋白的形式存在。 表1 - 1 蛋黄的主要成分 t a b 1 - 1t h em a i nc o m p o s i t i o no fe g gy o l k 1 2 1 蛋黄中的脂质 蛋黄脂质是从蛋黄中提取出来的呈橙黄色、具有蛋黄味的油脂，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，约占蛋黄油的l o ) 、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，与其他动植物油脂显著不同的是蛋黄油含有丰富的卵磷脂 和不饱和脂肪酸【4 j 。 1 2 1 1 真脂 蛋黄中的真正脂肪，系由不同的脂肪酸和甘油所组成的甘油三酸酯，约占鸡蛋黄中 脂质的6 2 3 ，脂肪酸组成见表1 2 【3 】，各种理化常数见表1 - 3 1 3 1 。 江南人学硕上学位论文 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 从表1 3 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 2 1 2 磷脂 磷脂是一类具有重要生理功能的类脂化合物，通常磷脂是成分复杂的混合物，富含 磷脂的产品包括蛋黄、大豆、动物脑组织等等。高纯度磷脂在医药、化妆品、食品行业 应用前景广阔。在西方发达国家，磷脂及其保健品的总销量仅次于复合维生素和维生素 e 而名列第三。目前国内保健品市场大豆磷脂也占有重要地位，蛋黄中卵磷脂含量很高， 并且对人体有益的磷脂酰胆碱含量远远高于大豆磷脂。 磷脂在鸡蛋黄中约占脂质的3 2 8 ，理化性质见表1 4 1 5 1 ，具体组成及含量见表1 5 【6 】。 表1 4 蛋黄磷脂的理化性质 t a b 1 - 4t 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 磷脂酰胆碱( p c ) 磷脂酰乙醇胺( p e ) 溶血磷脂酰胆碱( l p c ) 神经鞘磷脂( s p m ) 7 3 o 1 5 0 5 8 2 5 溶血磷脂酰乙醇胺( u 悒) 缩醛磷脂 磷脂酰肌醇( p i ) 其他 2 1 0 9 o 6 0 1 从表1 - 5 可知，蛋黄卵磷脂中磷脂酰胆碱( p h o s p h a t i d y l c h o l i n e ，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 【6 】 0 磷脂酰胆碱即严格意义上的卵磷脂，与其它几种磷脂如磷脂酰乙醇胺 2 弟一苹绪论 ( p h o s p h a t i d y l e t h a n o l a m i n e ，p e ) 、磷脂酰肌醇( p h o s p h a t i d y l i n o s i t o l ，p i ) 、磷脂酰丝氨 酸( p h o s p h a t i d y l s e r i n e ，p s ) 等组成混合物。磷脂酰胆碱分子由甘油、脂肪酸、磷酸和 胆碱组成，其结构式如图1 1 所示【7 】： 0 i l 岛彳一。一c r 1 r 2 一c o c h o i l i+ c 砘一。一写哪一c 砘一c 一n ( c 砖) 3 o 。 图1 - 1 磷脂酸胆碱分子的结构式 f i g 1 1t 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 c h o u n e 磷脂酰胆碱( p c ) 和磷脂酰乙醇胺( p e ) 的脂肪酸组成及含量见表1 - 6 1 6 1 。 表1 - 6 磷脂酰胆碱( p c ) 和磷脂酰乙醇胺( p e ) 的脂肪酸组成夏含量( ) t a b 1 - 6t 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 fp ca n dp e | 6 51 03 5 | 2 9 05 71 2 1 从表1 - 6 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。 1 2 2 3 胆固醇及脂溶性维生素a 、e 、矿物质等 胆固醇约占鸡蛋黄中脂质总量的4 9 。蛋黄中有宝贵的维生素a 、维生素d 、维生 素e 和维生素k ，这些都是脂溶性维生素，其中v a 约占2 0 0 - 1 0 0 0 pg 1 9g 蛋黄，v e 约 占1 5 0 0 0l ag 1 9g 蛋黄。另外，蛋黄中那种浅黄的颜色，有一部分来自于核黄素的颜色， 而核黄素就是维生素b 2 。 值得注意的是，在通常的提取过程中，随着提取方法的不同，被提取出来的蛋黄油 脂质的数量和组成会有很大的差异，其相应的性质、功能和应用也就各有不同。 1 2 2 鸡蛋黄中的蛋白质 鸡蛋黄中的蛋白质约占蛋黄总重的1 5 ，大部分是脂蛋白质，其具体组成见表1 - 7 【3 j 。 蛋黄蛋白富含各种对人体有益的氨基酸，包括8 种必需氨基酸，是目前已知的营养价值 最好的蛋白质，其消化率为9 8 ，生物价为9 6 ，远高于其它动植物食品蛋白质的消化 率和生物价l 引。 3 l 弘饥毖 5 j 4 9& 铉抖 d 2 o”m 钞l j 2 ，4 6 0 3 5 2 4 矾l 弛l l 2 1 2 c e n p 江南大学硕士学位论文 鸡蛋黄中的蛋白质大部分是以脂蛋白的形式存在。鸡蛋黄中的蛋白质包括低密度脂 蛋白、卵黄高磷蛋白、卵黄球蛋白和高密度脂蛋白。在蛋黄高密度脂蛋白中包含有4 0 的中性脂类和6 0 的磷脂。每种蛋白质中的磷脂部分含有7 5 的磷脂酰胆碱、1 8 的磷 脂酰乙醇胺和7 鞘磷脂与溶血磷脂。在低密度脂蛋白中有3 1 的磷脂、3 7 的胆固醇和 6 5 的三酰甘油酯。磷脂形的脂类部分有3 5 的磷脂和1 1 5 的胆固醇。在原生质中的低 密度脂蛋白中含有7 5 的脂类和2 6 的磷脂。二种脂蛋白的结构模型如图1 2 ，1 - 3 州所示。 图1 - 2 高密度脂蛋白结构模型图 f i g 1 - 2h d l ss t r u c t u r ef i g u r e 图1 3 低密度脂蛋白结构模型图 f i g 1 - 3l d l ss t r u c t u r ef i g u r e 由图1 2 和1 3 可以看出：脂蛋白是以三酰甘油脂为轴心，磷脂、蛋白质、甾醇之 类的具有极性基的分子覆盖其上。与低密度脂蛋白相比，高密度脂蛋白含脂质量较少， 而且脂质大部分存在于分子内部，这就给磷脂的提取造成一定困难。 1 3 蛋黄脂质的功能特性及应用 1 3 1 蛋黄脂质的功能特性 蛋黄油中含有大量不饱和脂肪酸，其中的油酸含量最为丰富。油酸作为单不饱和脂 肪酸，近年来己引起人们重视，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l d l 胆固醇但不降低h d l 胆固醇的独特作用，从而较 不饱和脂肪酸对预防动脉硬化效果更突出【5 j 。刘杰等研究表明，蛋黄油具有降血脂的作 用【10 1 。 亚油酸和亚麻酸一样，必须由食物中摄取，而不能由机体自行合成，故而被称为必 需脂肪酸。亚油酸为9 ，1 2 十八碳二烯酸，是分布最广，资源最为丰富的多不饱和脂肪 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，亚油酸还有助于降低血清胆固醇和抑制动脉血栓的形成，因此，在预防动脉 硬化和心肌梗塞等心血管疾病方面有良好作用。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 4 第一章绪论 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 t 1 1 j ，这一点 对于蛋黄中的脂质来说，亚油酸含量十分合适。 近年来，花生四烯酸( a r a ) 和二十二碳六烯酸( d h a ) 十分令人瞩目。a r a 属 一6 系列必需脂肪酸，具有更显著的降胆固醇作用，同时它还具有保护胃粘膜、保护肝 脏、抗皮肤干癣、抑制癌细胞等生理功能，其功效超过亚油酸3 5 倍以上。d h a 也具有 显著的降胆固醇、降甘油酯的功效，并具有促进神经系统发育、抗肿瘤、抗过敏、抗脂 肪肝、预防老年滞呆、健脑和提高记忆力等作用【1 1 1 ，曾风靡一时的脑黄金主要有效成分 就是d h a 。 1 3 2 蛋黄脂质的应用 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， 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 【12 1 ，这是由于蛋黄油中含有脂肪、油酸、亚油酸，它们有疏水性，可润滑黏膜，隔绝外 来的刺激减轻局部疼痛，还可提供一些必需的氨基酬1 3 】，对皮肤具有杀菌、消炎、止痛 和修复表皮细胞的功能。 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，1 2 】。 1 3 3 卵磷脂的功能特性 卵磷脂有着重要的生理功能，主要是通过胆碱来实现的，主要作用方式如下：调整 肌体膜功能，在细胞表面覆盖一层膜，其内质网膜纵横于整个细胞，使细胞具片状结构。 组成生物膜的磷脂以卵磷脂和脑磷脂为主，排列成双分子膜的基质可自由横向移动，起 保护层作用。随着年龄增长，肌体代谢产生的自由基攻击和破坏细胞，引起人体衰老， 而磷脂则有增强人体抵抗力作用，促进神经传导，提高大脑功能。磷脂在美国曾一度被 称为大脑食品。人脑约有1 5 0 亿个神经细胞，神经细胞之间的信息传递依靠乙酰胆碱进 行。食物中的卵磷脂经消化释放出胆碱。胆碱随血液循环系统进入大脑，在胆碱乙酰转 移酶的作用下，与乙酰辅酶a 反应，生成乙酰胆碱。乙酰胆碱含量的增加能促进大脑神 经突触迅速发达，从而使大脑中的神经细胞之间的信息传递速度加快，提高注意力和思 维功能，记忆力也得到加强。此外，卵磷脂还能改善或配合治疗各种神经官能症，有助 于癫痫和痴呆等病症的康复。人体进入老年状态后，血液中胆碱含量明显下降，相应地 大脑中的胆碱含量也下降，因此，针对老年人容易出现的行动迟缓以及记忆力衰退等症 状，通过补充卵磷脂能够有效的减轻。 乳化特性，从磷脂酰胆碱的结构我们可以看出，它是由磷脂型的阴离子和季胺盐形 式的阳离子组成，因此，磷脂酰胆碱是天然的两性离子表面活性剂。卵磷脂，尤其是高 纯度的卵磷脂，具有良好的o w 乳化功能。其良好的乳化特性使得卵磷脂不仅能阻止 胆固醇在血管内壁上沉积，降低血清中的胆固醇水平，而且还能改善脂肪的吸收和利用。 另外，卵磷脂是血管细胞的重要组分，其数量减少会使血管壁细胞容易硬化。因而，卵 5 兰塑叁兰堡主兰垡丝奎 磷脂对预防心血管疾病有重要的作用。磷脂良好的乳化性同时可以降低血液粘度，促进 血液循环，改善血液供氧循环延长红细胞生存时间并增强造血功能，补充磷脂后，血色 素含量增加，贫血症状有所缓和，在应用于再生障碍性贫血的配合治疗上疗效显著。 促进脂肪代谢，防止脂肪肝。胆碱对脂肪有亲和力，有促进脂肪以磷脂形式由肝脏 通过血液输送出去或改善脂肪酸本身在肝中的利用，并防止脂肪在肝脏罩的异常积聚。 卵磷脂是干细胞的重要组成成分，所有的肝细胞膜的损伤都与其缺乏有关，而患肝病病 人经常出现磷脂合成的障碍，因此肝病病人更需要补充磷脂，其在防止脂肪肝、肝炎、 肝硬化方面已经取得良好的效果。 改善血液循环，增强造血功能。随着年龄的增长，胆固醇在血管中沉淀引起动脉硬 化，诱发心血管疾病的出现，磷脂有良好的乳化特性，阻止胆固醇在血管内壁沉积，降 低血液粘度，使血色素增加，贫血症状减少，可以用于预防心血管疾病和障碍性贫血的 治疗。 防止动脉硬化和脑出血。磷脂中的胆碱成分可使对人体有益的高密度脂蛋白上升， 预防动脉硬化，心肌梗塞及脑出血等疾病，也可促进脂溶性维生素的吸收，促进体内转 甲基代谢的顺利进行。肌体内，能从一种化合物转移到另一种化合物上的甲基称为不稳 定甲基，醋转化过程有重要的作用，诸如该过程称为转甲基过程( 或酷转化过程) 。体 内参与肌酸合成( 对肌酸的代谢很重要) 、肾上腺素之类激素的合成并甲酯化某些物质 以便使其从尿中排出。胆碱是不稳定甲基的重要来源，可使体内转甲基反应顺利进行卵 磷脂及其衍生物的抗肿瘤功能。关于卵磷脂及其衍生物的抗肿瘤作用越来越受到人们的 重视。g o t o ，i s s o 等针对不同人体肺癌细胞，研究了不同烷基的卵磷脂衍生物对其增生 的抑制作用，结果表明，3 十四烷基2 甲氧基、丙基2 三甲基氨乙基磷酸脂能显著降 低l u 6 5 癌细胞的增生数量。十六烷基磷脂酸胆碱被证明是一种新的选择性抗癌药物， 比溶血卵磷脂更有效i l 4 。 卵磷脂的免疫调节功能。由磷脂组成的脂质体能够包容水溶性物质，一些抗原还能 够通过共价或非共价键与脂质体中脂质层结合，这一性质在免疫学上的应用己经受到重 视。与其它脂质体相比，磷脂由于其良好的生物降解特性，不会引起注射部位的肉芽肿， 并且能够防止被包埋的抗原可能引起的过敏反应。在免疫学研究中所采用的类脂一般是 卵磷脂、胆固醇和带负电性的二酰磷脂或磷脂酸，以及带正电性的十八烷。卵磷脂是脂 质体中最重要的组分，与磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和磷脂酸相比，卵磷脂是非常弱的抗 原。脂质体携带抗原和半抗原的作用能够调节免疫的功能，与游离的抗原相比，脂质体 包埋的抗原能提高抗体的滴定度【1 4 】。 1 3 4 卵磷脂的应用 1 3 4 1 卵磷脂在食品中的应用 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【l5 1 。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 6 第一苹绪论 系统慢性疾病等具有很好的作用【l l 1 2 1 。 1 3 4 2 卵磷脂在医药中的应用 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【1 6 】，还可以作为静脉注射 脂肪乳剂和合成其他药物的原料【5 1 。 1 3 4 3 卵磷脂在化妆品行业中的应用 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 7 】。 1 3 4 4 卵磷脂在饲料中的应用 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 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 3 4 5 卵磷脂在其他行业中的应用 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 4 蛋黄油脂质的主要提取技术及国内外研究进展 1 4 1 干馏法 该方法为我国民间常用的传统制备方法。贾传春等报道【1 8 1 的制备步骤是：将鸡蛋煮 熟后去壳取蛋黄，置锅内文火加热，待水分蒸发后再用武火，在2 8 0 左右即可熬出蛋 黄油，过滤装瓶备用且p - i 。此法制备简便，但是出油率非常低( 公华等报道大约是 1 6 3 ) 、质量也很差、色泽深褐、大量生产易使环境污染。其成分据肖小年等报道【2 0 】 基本不含磷脂，并另据孙晔等报道【2 1 1 此法在高温条件下制备的蛋黄油有较高含量的致癌 物苯并芘，并且其它蛋黄成分不能利用。 1 4 2 有机溶剂法 该方法在工业上普遍采用，其原理是根据蛋黄油不溶于水，却溶于脂肪溶剂( 乙醇、 三氯甲烷、乙醚等) 的性质，通过湿润、渗透、分子扩散和对流扩散等作用，将蛋黄中 的油脂提取出来，其实质就是油脂的萃取，故又称为萃取法，即浸出法。浸出法制油， 早在1 8 4 3 年就起源于法引2 2 1 。由于科学技术的迅猛发展，国5 i - n 油工业向着集约化、 规模化发展。当今，在工业发达国家，用浸出法工艺生产的油脂，占油脂生产总量的9 0 以上。 油脂浸提法制油要求溶剂能在室温或低温下以任何比例溶解油脂，选择性良好，化 学性质稳定，易从粕和油中被回收，溶剂与油料中各组分、设备材料均不发生反应，溶 7 江南大学硕士学位论文 剂纯度高，沸点范围窄，在水中溶解度小，回收时易分离，溶剂本身无毒，呈中性，无 异味，不易燃易爆，来源丰富，价格低廉1 2 3 1 。 由于溶剂的种类和萃取的条件不同，脂质的提取量和组成也有很大的差异。国外多 采用混合溶剂法制备蛋黄油，例如采用正己烷一异丙醇【2 4 , 2 5 j ，一般提取率为7 5 ，产品 质量较高，但是混合溶剂相对单一溶剂而言残留更多，并具有一定的毒性。国内多采用 乙醇制备【4 6 1 ，一般提取率为7 0 ，其中磷脂质含量较前者高，质量较好。但同样会存 在溶剂残留。另外副产品蛋白块也变性严重，同时也存在溶剂残留。 1 4 3 超临界c 0 2 萃取法 超临界流体( s u p e r c r i t i c a lf l u i d s ，s c f ) 是指处于超过物质本身的临界温度和临界压 力状态时的流体。稳定的纯物质都具有固定的临界点，包括临界压力、临界温度和临界 密度。物质的临界状态是指其气态和液态共存的一种边缘状态，在此状态中，液态的密 度与其饱和蒸汽的密度相同，因而界面消失【2 7 】。在临界点附近，压力和温度的微小变化 都可引起流体密度的很大变化，并相应表现为溶解度的变化。因此，人们可利用控制压 力、温度的变化来实现萃取和分离的过程。 实验和工业中常采用c 0 2 作超临界流体萃取的溶剂，其原理是在一定压力和温度 下，c 0 2 变成超临界流体后作为溶剂将油从原料中浸出，然后改变压力和温度使c 0 2 变 为气态，从而使油滞留下来，达到萃取的目的。这项技术对应用于制备蛋黄油脂质而言， 蛋黄磷脂质是主要产品，蛋黄油( 甘油三酸酯和胆固醇) 是副产品。由于超临界c 0 2 萃取技术造价高、要求以蛋黄粉为原料和所用萃取设备属高压设备。因此，生产成本相 应偏高，自控要求严、半连续化生产不易规模化。此法实验研究有较多报道，大规模的 工业化生产却还未实现。 1 4 4 酶法 酶法是近年来研究和利用的一种新的提油工艺，其作用原理是通过酶的作用降解植 物细胞壁或脂蛋白、脂多糖等脂类复合体，从而促使油脂的释放。酶法提油时，原料无 需干燥，经酶解、离心，即可获得清油，与传统工艺相比，酶解提油工艺具有以下优点 2 8 - 3 2 1 ： ( 1 ) 能同时分离油和蛋白质，缩短了工艺路线；( 2 ) 操作条件温和，所得油和 蛋白质质量较高；( 3 ) 特别适合高水分油料； ( 4 ) 酶解工艺简单，所需能量少，又能 对提油后的料液中的蛋白质加以进一步利用。 鸡蛋黄中的蛋白质大部分与脂结合并与水混合形成脂蛋白乳状液，与植物油脂存在 形式有一定的相似性。因此，理论上可采用酶法降解蛋黄中的脂蛋白复合体，从而达到 分离提取油脂的目的。 1 9 9 3 年、1 9 9 4 年、1 9 9 5 年r o h b a 等人【3 3 习5 1 研究用粗酶n e w l a s ef 从蛋黄中提取 出蛋黄油和水解蛋白液，8 3 的磷脂富集到蛋黄油中，8 7 的总肽溶解在液体中。1 9 9 4 年k a t s u y ak o g a 等人【3 6 j 采用蛋白酶k o k u r a s es s 进行酶解法获取蛋黄油，最后获得产率 达6 7 7 7 的蛋黄油，研究表明，其质量优于干馏法获取的蛋黄油。在国内，2 0 0 4 年 王辉等人 3 7 1 采用双酶分步对蛋黄液进行水解，其提取率为5 8 8 9 ，进一步用溶剂法可 8 第一章绪论 获得3 9 0 8 的蛋黄脂质。刘杰等人【3 8 j 采用水相酶法提取蛋黄油，蛋黄油提取率为 5 6 8 1 。 1 5 立题背景与意义 1 5 1 立题背景 自1 9 8 5 年我国禽蛋生产总量首次超过美国，已连续1 0 多年保持世界第一位。1 9 9 5 年，中国禽蛋总产量占世界禽蛋总产量的4 2 8 5 ；1 9 9 8 年，中国人均禽蛋占有量已达 1 6 7 埏，达到发达国家水平。从结构上看，我国禽蛋生产主要以鸡蛋为主，占8 4 ，鸭 蛋占1 2 ，鹅蛋约占4 。由于消费和加工等原因，我国蛋品主要用于食品等行业，蛋 制品市场较窄，禽蛋加工产品主要以皮蛋、咸蛋等二次加工产品为主，禽蛋的加工转化 率不到5 ，与欧美等发达国家差距很大，美国蛋品转化率为3 3 ，欧洲为2 0 , - , 3 0 ， r 本为5 0 1 3 9 j 。 鸡蛋作为菜篮子工程主要项目之一，在9 0 年代初全国各主要城市已趋于饱和，政 府出资扶持和刺激养禽业发展已不大可能【4 0 1 。目前，我国鸡蛋主要为食用，加工率低； 我国鸡蛋加工工业尚不能形成规模，加工的产品单一，技术含量低，所以一直不能在鸡 蛋生产过程中起调节作用；而且鸡蛋又不便于运输，造成大规模蛋禽饲养地如东北三省 等北部地区的鸡蛋供过于求，价格过于偏低，蛋料比不好的企业甚至亏损【4 1 1 。以上因素 严重影响蛋鸡饲养者的积极性，因此开发鸡蛋精加工技术，增加蛋制品附加值，对促进 蛋禽养殖业的持续稳定发展及保健食品的开发具有重要的意义。 鸡蛋黄中的脂质约占其总重的3 0 ，蛋黄脂质中含有丰富的卵磷脂和不饱和脂肪 酸，这是与其它动植物油脂相比的重要区别。蛋黄脂质的高营养价值，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，然而国内生产蛋黄脂质产 品的企业却极少。我国是产蛋量最大的国家，积极开展蛋黄脂质的系列化研究，提高鸡 蛋的附加值，无疑是大有裨益的【3 7 。 蛋黄卵磷脂具有高收集率、稳定性好，以及大豆卵磷脂所不具备的一些优点【4 2 。目 前，中国的乳制品加工和消费市场的低水平、粗加工、同质化、恶性竞争情况严重，如 何重新启动乳品市场的消费，寻找新的利润增长点将是中国乳业下一步发展的重点。蛋 黄卵磷脂作为一种新型的功能性成分，通过添加在乳制品中，可以为消费者提供多种有 益的营养成分，满足人们对健康的需求。同时，成本相对较低，如果加以合理的推广和 利用，必将为乳品市场注入新的活力。但是目前，我国生产蛋黄卵磷脂的厂家很少，而 且生产规模小，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1 ：3 4 3 1 。因此，对于蛋黄脂质尤其是蛋黄磷脂的提取和利用一 直是国内外研究的热点。 在本实验室，王辉等人利用酶法溶剂法分离提取蛋黄油脂成分，在国内，首次将 酶技术应用于蛋黄脂质的提取。在其研究内容中，首先确定了以蛋黄粉为原料的酶法酶 9 坚堕叁堂堡圭堂垡丝苎 一一 解工艺条件，酶解结束后，所得蛋黄液经分离成上层蛋黄油、中层脂蛋白乳状层和下层 水解蛋白液，其蛋黄油提取率为5 8 8 9 ，该蛋黄油中不含磷脂，而是甘油三酸酯为主、 流动性很好、呈金黄色的脂质；进而又对离心后获得的中层脂蛋白乳状层进行溶剂法提 油，可获得3 9 0 8 的蛋黄脂质，该脂质不具有流动性、色黄、粘稠，磷脂含量为6 3 9 5 ， 其中卵磷脂含量为4 8 5 0 t 4 4 。这种方法具有一定的先进性，能减少溶剂的残留，但此 工艺也存在一定缺陷：( 1 ) 其原料为蛋黄粉，若是能直接采用鲜鸡蛋为原料，则成本可 望进一步降低；( 2 ) 其所用的酶制剂价格偏高；( 3 ) 酶解结束后所得的中层脂蛋白乳状 层呈稀粘稠状态，再进行溶剂法提油时溶剂的使用量偏大；( 4 ) 先酶解再萃取的方法， 增加了萃取工序，相应的也就增加了操作时间，对卵磷脂的品质也有定影响【45 。鉴于 此，有必要在酶法提取蛋黄油的工艺上做适当改进，以期提出一种新的提油工艺来弥补 以上不足。 1 5 2 立题意义 目前，提取蛋黄油的各方法中主要是以蛋黄粉为原料，由于蛋黄粉是蛋黄液经脱水 干燥后所得，再进行复水配制成蛋黄液进行反应，其过程必然导致能源的浪费，而且蛋 黄粉在制作的过程中，其品质也必然发生一定的变化，本文从节能、减排、低消耗、经 济效益以及提取效果等方面考虑，以鲜鸡蛋蛋黄为原料，利用酶法从鲜鸡蛋蛋黄中提取 具有高附加值的蛋黄脂质成分，对酶解及破乳工艺进行改进，确定其最佳工艺，试图寻 找一条适合工业化生产的工艺路线，旨在为高效利用禽蛋，尤其是蛋黄资源以及更好的 开发鸡蛋黄脂质产品提供依据，这对于提高禽蛋产品的附加值，促进我国养禽业的全面 健康发展起到积极的促进作用。 1 6 本论文研究的内容 ( 1 ) 以鲜鸡蛋蛋黄为原料的酶解工艺条件的确定 5 种单一蛋白酶和5 种组合双酶对鲜鸡蛋蛋黄分别进行酶解试验，以酶解后的蛋黄 总脂质提取率为指标选出酶解效果最好的一种组合蛋白酶。对影响酶解作用的因素进行 研究，确定出酶解工艺的最佳条件。同时对酶解后所得蛋黄液破乳工艺进行研究，并确 定其最佳工艺条件。 ( 2 ) 蛋黄脂质产品分析 对酶解法提取出的蛋黄脂质的理化性质、成分和副产品水解蛋白液进行分析。 ( 3 ) 研究酶