豆渣中提取磷脂酰胆碱的工艺探究

李红亚，张盼盼，付 饶，马磊磊

(榆林学院 化学与化工学院，陕西 榆林 719000)

豆渣是豆制品加工的副产物，富含纤维素，蛋白质，糖类，磷脂类等化合物，具有很大的再利用价值[1-2]。豆渣中的膳食纤维可以降低人体内的胆固醇含量、改善糖尿病患者糖耐受性、防止人体肠道癌变[3]。 此外豆渣中还含有6%～19%的粗脂肪，而其中磷脂酰胆碱就有30%[4-6]，虽然含量不多，但是磷脂酰胆碱对人体有很多积极作用[7-11]，它是细胞膜的组成部分，是细胞生长和发育必需的物质，对于生物膜形态和功能的调控有着十分关键的作用；它还具有改善脂质代谢和预防动脉硬化的作用，并且对于心肌梗塞, 脑出血也有预防效果。磷脂酰胆碱不仅可以治疗以动作失调为主要症状的神经性疾病, 如退行性痴呆、早老性痴呆、遗传性共济失调等, 还可以提高记忆力和学习能力, 提高睡眠质量。随着人们生活水平的提高，对磷脂酰胆碱的需求也越来越大，并且作为一种新型保健食品而广受关注。

我国的豆渣产量极其丰富，但多用作饲料或肥料，甚至被作为废弃物看待，不仅污染了环境又造成了资源的浪费，因此对豆渣进行深入研究颇具意义。本研究主要以新鲜豆渣作为原料，采用单因素变量分析法从中提取磷脂酰胆碱，分别考察提取剂种类、提取剂用量、反应温度和反应时间对磷脂酰胆碱提取效率的影响。通过研究使豆渣变废为宝得以利用，同时拓宽了磷脂的加工领域。

1 实验部分

1.1 主要试剂和仪器

新鲜湿豆渣，取自陕西省榆林市崇文西路豆腐坊，湿豆渣先用循环水式多用真空泵抽滤，再用鼓风干燥箱进行干燥处理，最后通过高速粉碎机进行粉碎；磷脂标准品为购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司的含量大于98%的卵磷脂；所用试剂三氯甲烷、甲醇、碘均为分析纯。

仪器SHA-C型水浴恒温振荡器(常州智博瑞仪器制造有限公司)、RE-2000A旋转蒸发器(巩义市予华仪器有限责任公司)、SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)、G20高速医用离心机(北京白洋医疗有限公司)、DHG-9013A鼓风干燥箱(昆山市恒仪器有限公司)、玻璃点样毛细管(华西医科大学仪器厂)、GF254薄层层析硅胶(青岛邦凯高新技术材料有限公司)。

1.2 实验过程

准确称取2.0g处理好的干豆渣粉末，加入100mL的圆底烧瓶，再加入一定量适宜的提取剂，固定好瓶塞并置于水浴恒温振荡器中进行反应，反应结束后过滤，将滤液真空旋转蒸发至剩余1mL左右，收集进离心管中，并在离心机中高速离心五分钟，最后用点样毛细管进行取样分析。

1.3 分析方法

实验中采用薄层层析分析法对结果进行分析，以0.05mol/L的磷脂标准品作为参照，展开剂体系为三氯甲烷：甲醇：水=13:5:0.8(体积比)。展板结束后，碘缸染色，用扫描仪进行扫描，并通过Photoshop软件计算出实验条件下磷脂酰胆碱的提取效率，通过简单直观的比较对提取条件进行优化。提取效率的计算公式如下：

提取效率=磷脂酰胆碱样品像素/磷脂酰胆碱标品像素

2 结果与讨论

2.1 提取剂的选择

在恒温振荡器转速为230rpm，反应温度30℃，反应时间4h，提取剂用量为30mL(15mL/g干豆渣)的条件下，考察提取剂种类(甲醇/氯仿体积比为1:0、0:1、1：2、1：1、2：1)对提取结果的影响，结果见图1。

图1 提取剂对磷脂酰胆碱提取效率的影响

由实验结果可以看出，提取剂的不同对磷脂酰胆碱提取效率有着显著的影响。甲醇/氯仿体积比为1:0时，也就是以纯甲醇为提取剂时提取效率可达66%，以纯氯仿为提取剂时，提取效率为45%，二者的混合液为提取剂时提取效率较低，所以后续研究中选择甲醇作为提取剂。

2.2 提取剂用量对提取结果的影响

以甲醇为提取剂，在恒温振荡器转速为230rpm，反应温度30℃，反应时间4h的条件下，考察提取剂用量对提取结果的影响，结果见图2。

由图2可以看出，随着提取剂用量的增加，对磷脂酰胆碱的提取效率不断增加，尤其当提取剂用量由25mL增加至30mL时，提取效率增加了55%。但当提取剂用量超过30mL时，继续增大提取剂用量对提取效果影响不明显。因此在后续实验过程中选择提取剂用量为30mL，即15mL/g干豆渣。

图2 提取剂用量对磷脂酰胆碱提取效率的影响

2.3 反应温度对提取结果的影响

以甲醇为提取剂，在提取剂用量为15mL/g干豆渣，恒温振荡器转速为230rpm，反应时间4h的条件下，分别在20℃、30℃、40℃、50℃和60℃的情况下考察不同反应温度对提取结果的影响，结果见图3。

图3 反应温度对磷脂酰胆碱提取效率的影响

从实验结果可以看出，反应温度对磷脂酰胆碱提取效率有一定的影响。随着反应温度的增加，对磷脂酰胆碱的提取效果也随之增加，当反应温度超过40℃时，继续增加反应温度，磷脂酰胆碱的提取效率几乎不变。所以后续实验中选择40℃作为适宜的反应温度。

2.4 反应时间对提取结果的影响

反应浸取时间反映了豆渣中磷脂酰胆碱与甲醇的溶解平衡，确定了平衡时间就能很好的控制工业生产中的生产周期，更好的合理安排时间。本实验以30mL甲醇为提取剂，固定恒温振荡器的转速为230rpm，提取温度为40℃，考察不同反应时间(2h、4h、6h、8h)对提取结果的影响，结果如图4所示。

由图4可以看出，随着反应时间的增加，磷脂酰胆碱的提取效果也随之增加，当反应时间超过6h时，磷脂酰胆碱的提取效率几乎不变，也就是反应浸取时间6h时，豆渣中磷脂酰胆碱与甲醇已经达到溶解平衡。

图4 反应时间对磷脂酰胆碱提取效率的影响

3 结论

以新鲜湿豆渣作为原料，采用单因素变量分析法对磷脂酰胆碱的提取工艺进行了优化， 研究结果表明以甲醇为提取剂，提取剂用量为15mL/g干豆渣，反应温度40℃，反应时间6小时时效果最好，结合标准品浓度可得，1g豆渣中可以提取出1.144mg磷脂酰胆碱。该项研究从废弃豆渣中提取得到利用价值更高的磷脂酰胆碱，使豆渣变废为宝得以利用，具有一定的现实指导意义。