植物磷脂的提取_刘必融

文章编号:1008)9632(2000)06)0006)02

植物磷脂的提取

刘必融

(安徽师范大学生命科学学院,芜湖241000)1

摘要:本文对植物磷脂提取方法的研究开发现状进行了综述,介绍了植物磷脂提取过程中各主要步骤的研究开发现状,及对各种方法的利弊进行了探讨。

关键词:磷脂;提取;油胶

中图分类号:TQ645#9+6文献标识码:A

磷脂是细胞的组成成分,广泛分布于动植物体内,具有广泛而重要的生理作用。由于它具有独特理化性质,因而在医药,食品、日用化工等行业可作为药品、保健品,食品的营养添加剂、乳化剂、起酥剂,化妆品的保湿剂,还可用于生产洗涤剂、涂料等,在橡胶、皮革、纺织、环保、轻工、化工等领域也被广泛利用。它的重要作用正被人们不断发现,应用范围也正在不断扩大。

磷脂包括磷脂酰胆碱(卵磷脂,PC)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂,PE)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰丝氨酸(PS)、磷脂酰甘油(PA)及其衍生物等多种成分。医学应用研究表明,它们具有活化细胞、促进脑发育、改善动脉管壁的组织结构、修复线粒体、保持体内水分、参与机体代谢等功能。其中的卵磷脂更有/血管清道夫0、活性胆碱库0等美誉,受到人们的格外关注。本文试就磷脂的来源,植物磷脂提取方法等问题作一综述。

1磷脂的来源

磷脂主要从禽蛋的卵黄以及动物的脑中提取,其原料、产量和价格等都难以满足人们的要求。近几年,人们加大了从富含磷脂的油料植物中提取磷脂的研究和开发,主要油料作物的磷脂量如表1。

表1常见油料的磷脂含量(%)

油料大豆花生仁油菜籽葵花仁棉籽磷脂含量(%)115)310015015)016015)110112)118

由于大豆种植广泛,产量高,磷脂含量较丰富,因而,相关的研究和开发主要以大豆为原料。

油厂在生产精制油脂时产生的油胶中,大约含有15)20%磷脂,是提取磷脂的宝贵资源。以往由于制油工艺及残油回收工艺的影响,使其中的磷脂变质、分解而无法利用,成为严重污染环境的污染源,从油胶中提取磷脂方法的研究成功,使油胶从粘稠、难闻的污染物转变成为宝贵的磷脂原料。由于棉籽油中含有棉酚,菜籽油的脂肪酸中芥酸含量较高,因而从油胶中提取磷脂主要是以大豆油胶为原料进行的。提取植物磷脂的基本流程为:

油胶y预处理y提取y纯化

我国是油料大国,每年大豆及油料的总产量在3400万吨左右,拥有丰富的植物磷脂资源,因而从油胶中提取磷脂,在我国不仅具有重要经济意义,还具有重要的环保意义,应当引起人们的充分重视。

2油胶的预处理

油厂排放的油胶中含有50%左右的水分,极易在细菌作用下酸败,因而用于提取磷脂的油胶通常首先进行浓缩,制成含水量<1%,丙酮不溶物>60%,含油35%左右的毛磷脂,这样的毛磷脂可存放一年而不变质。将油胶浓缩成毛磷脂的另一个作用是:提取磷脂时,原料含水量与溶剂的使用量成正相关,减少原料含水量,可以相应地减少溶剂使用量,提高设备利用率和生产能力,降低成本。然而,使用浓缩的毛磷脂为原料也有弊端,首先是需要复杂的浓缩设备,并增加了能耗;其次连续浓缩通常于105e,8KPa条件下,在括板式薄膜蒸发器中完成,而磷脂,尤其是卵磷脂,在温度超过90e时,就会发生分解,使产品色泽加深、气味不佳,收率下降;再次,浓缩毛磷脂的含水量很低,使油胶中极性成分分散于残油中,不利于萃取脱油,使产品的质量受到影响;第四,较高的油脂含量会增加磷脂在溶剂中的溶解度,使收率下降。因此,浓缩工序在磷脂提取中的利弊,值得商榷。有鉴于此,提出以下设想。

211漂白防腐

脱胶前加入适量的漂白剂,可对磷脂进行初步漂白,并且所得磷脂是无菌的,可久贮不坏。因此可以用双氧水对油胶进行处理,既可以延长油胶的贮存期,又能使产品色泽变浅,提高产品品质。

212浓缩

借鉴一些比较温和的残油回收方法,比如离心法、溶剂二次浸出法、醇析法等,对油胶进行预处理,一方面可以回收60%以上的残油,提高油厂的出油率和经济效益;另一方面,脱除油胶中大部分水和油,使磷脂得以浓缩,浓缩后的油胶中含水10%左右,含油30%左右,含丙酮不溶物50)60%。以这样处理过的油胶为原料来提取磷脂,溶剂使用量略有增加,但可以提高产品的质量和收率。两者的优劣应从经济效益上作出判断。

我国油菜籽的年产量为700万吨左右,每年产生菜籽油胶达十多万吨,成为各油厂周围的重要污染源。我国现已推广普及了低芥酸油菜的种植,菜籽油胶中所含芥酸已经很低,已具备提取优质磷脂的前提条件,因此,

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1基金项目:本项目获安徽师范大学青年自然科学基金资助

应开展低芥酸油菜磷脂的提取研究,为把这十多万吨污染物转化成优质磷脂作出贡献。

3磷脂的提取

磷脂的提取方法主要有有机溶剂萃取法和超临界CO2萃取法。通过将油脂等杂质萃出,而得到丙酮不溶物含量达95%以上的纯净的粉末状磷脂。

311有机溶剂萃取法

有机溶剂萃取法是根据磷脂不溶于醋酸甲酯、丙酮等有机溶剂的特点,利用这些溶剂将原料中可溶于其中的油脂等杂质去除,而得到磷脂产品,现在一般使用丙酮多步萃取法,为使产品中丙酮不溶物含量>95%,至少要用丙酮萃取4次。产品中残留的丙酮,全导致磷脂在贮藏过程中变质,还容易产生有毒的异亚丙基丙酮,因而必需控制产品中丙酮残留量<50ppm,为达此目标,热敏性的磷脂只好以适当地牺牲质量为代价。

312超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取技术以超临界CO2为溶剂,将原料中油脂等非极性和弱极性杂质除去,从而得到高纯度的磷脂。操作压力达30M Pa左右,而操作温度仅40) 60e,不会使磷脂受热变质。由于超临界流体具有很好的传质性能,所以萃取时间短,且在泄压后,CO2以气态逸出,不存在溶剂残留问题。通过一次操作,即可使丙酮不溶物含量达98%。这一方法操作简单,生产运作成本低,产品质量好,但设备投资较高。

4卵磷脂的分提

由于磷脂含有多种组分,且结构和理化性质接近,获得各种纯磷脂的难度较大,方法主要有有机溶剂分提法,层析法和高效液相色谱法等。

411有机溶剂分提法

由于不同的磷脂在脂肪族醇中的溶解度不同,可据此将磷脂中的各组分分离。卵磷脂能溶于乙醇,脑磷脂部分溶于乙醇,而磷脂酰肌醇难溶于乙醇,因此可以用乙醇分提出卵磷脂含量较高的磷脂,若想用这种方法获得纯净的卵磷脂则很困难。

412层析法

层析法能够较好地分离磷脂各组分,通常以氯仿)))甲醇混合液为洗脱剂,操作方式采用分段洗脱或梯度洗脱,但这种方法的操作繁琐,耗时长,产品质量难以稳定,目前尚不适于工业化生产。

413高效液相色谱法

高效液相色谱法具有高效、快速、灵敏的特点,能将磷脂中各组分很好的分离,通常以异丙醇)))正己烷混合液进行线性梯度洗脱,也可以用乙腈)))甲醇)))水混合液为流动相进行等浓度洗脱来分离卵磷脂,但这种方法所需设备昂贵,一次处理量少,尚难满足工业化生产的要求。

综上所述,目前从油料作物及油胶中提取磷脂的研究已取得明显的进展,并已进行了生产开发,但仍有许多有待改进提高之处,如何简单、高效地分离磷脂中各组分,以及如何充分利用各种油胶资源,将是今后一段时间内研究的重点,进一步改进和完善工艺各环节,也是一项重要的任务。

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Plant phospholipid purifying

LIU Bi-rong

(Institute of Biological Science,Anhui Normal University,Wuhu,241000,China) Abstract:Present state of studies and utilization on the purifying phospholipid methods w as summarized in this paper. Studies and utilizations on the m ain process of plant phospolipid purifying w ere introduced.The advantages and disadvan-tages of every method w ere discassed.

Key words:phospholipid;purifying;residua of oil.

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