菜籽油脚精制磷脂的研究

刘新新

磷脂是一种很好的表面活性剂，对人体无害，且具有一定的保健功能，被广泛用于药品、保健品、食品的营养添加剂、乳化剂、起酥剂及化妆品的保湿剂中。通过有机溶剂丙酮和正己烷提取菜籽油脚中的磷脂得到菜油粗磷脂，再采用化学-物理相结合的脱色方法，即双氧水-活性白土脱色，对粗磷脂进行精制。通过单因素和正交试验考察脱色的最佳条件。研究结果表明：脱色时间30min、脱色温度60℃、过氧化氢浓度4%，获得磷脂的脱色度最高脱色率达到54.2%。脱色后磷脂的碘值达到40gl2/100g，过氧化值达到5.0meq/kg，大大增加了磷脂的利用价值。

菜籽油脚产生于菜籽油脂的精炼过程中，其中含有丰富的磷脂成分，可达油脚总量的20%-25%。磷脂是组成生物膜的重要成分，因其具有较好的乳化功能和参与细胞膜构建，很早就被广泛应用于化妆品中。磷脂还能改进动脉管壁的组织结构、参与细胞间信息传递的作用，因此也大量用于药物开发。

本实验中磷脂的提取方法主要是丙酮-正己烷两种有机溶剂的萃取法。该方法是根据磷脂不溶于丙酮，易溶于正己烷的特性，将原料中可溶于丙酮的油脂等杂质除去，利用正己烷萃取剩余物质中的磷脂。所得物质为粗磷脂，但是粗磷脂性质不稳定很容易被氧化。因此，提取后的磷脂必须进行精制，才能增加它的价值。

本文利用化学-物理相结合的脱色方法即双氧水-活性白土脱色，对粗磷脂进行精制，既使脱色成本降低，又能产生很好的脱色效果，提高了磷脂的利用价值，增加了菜籽油脚的经济效益。

一 、材料与方法

（一） 原料与试剂

1.原料

菜籽油脚（六安市华康油脂厂），水分含量14%，油脂含量36%，磷脂含量37%，杂质含量13%。

2.试剂

过氧化氢，正己烷，冰醋酸，氯仿，碘化钾，硫代硫酸钠，活性白土。

韦氏溶液：称取13g碘溶于100mL的冰醋酸钠，通入干燥的纯氯气至橘红色为止。

（二）主要仪器与设备

721E型可见分光光度计，离心机，电热恒温水浴锅、碘量瓶。

（三）试验方法

1.粗磷脂的制取

菜籽油脚进行真空脱水，脱水温度58℃-65℃，真空度600mmHg，脱水4h，将脱水后的菜籽油脚加入无水丙酮搅拌，丙酮与菜籽油脚的质量比为3：1，浸提温度为10℃，浸提时间为30min。使菜籽油脚中所含的油脂溶入丙酮，去除上层的丙酮溶液。再向除油后的菜籽油脚中加入1：1的正己烷溶液溶解磷脂，搅拌后过滤沉淀。为使磷脂溶解充分，向沉淀物中再加入1：1的正己烷溶解，同样操作3次，直到滤液呈无色，合并正己烷溶液在36℃真空旋转蒸发回收正己烷，即得菜油粗磷脂。

2.过氧化氢脱色粗磷脂

（1）过氧化氢脱色粗磷脂的单因素实验

通过单因素试验确定脱色时间，脱色温度，过氧化氢浓度各因素的较适范围。其中脱色时间0、5、10、20、30、40min，脱色温度30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，过氧化氢浓度1%、2%、3%、4%、5%、6%。

（2）正交试验

在单因素试验的基础上，以脱色时间，脱色温度，过氧化氢浓度三个因素为研究对象，采用L9（33）正交试验，因素水平表见表1。

3.活性白土精制脱色磷脂

取10g经过氧化氢脱色后的磷脂，加入3%的活性白土，60℃下搅拌3-4h，趁热用高速离心机离心分离除去活性白土，即可得到精制磷脂。

（四） 检测方法

1.脱色率测定方法

将磷脂用正己烷稀释后加入1cm的比色皿中，正己烷做空白，用分光光度计测定从300-600nm的吸光值，测试结果表明，菜籽油磷脂在350nm处有最大吸收峰，故以350nm光谱吸收计算脱色率。

2.过氧化值

按规定食品工业中磷脂产品的过氧化值必须小于10。准确称取2-3g试样（精确至0.1mg）置于250ml的碘量瓶中，加入30mL的三氯甲烷-冰醋酸混合液，振摇使试样完全溶解，加入1ml的饱和碘化钾溶液，振摇30s，置于暗处3min。取出后加入100mL的蒸馏水摇匀。立即用0.002 mol/L硫代硫酸鈉标准溶液滴定，至淡黄色时加入1mL的淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失为止。

3.碘值

称取干燥的试样2-3g（精确至0.1mg）于碘量瓶中，加入氯仿15mL，试样溶解后自滴定管加入韦氏液25mL，加入7 mL的醋酸汞溶液充分摇匀，暗处放置5min。取出加入15%的碘化钾溶液20mL，再加水100mL，用0.1mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定，至溶液呈浅黄色时加入1%的淀粉指示剂1mL，再继续滴定至蓝色消失为止。

二 、结果与讨论

（一）磷脂脱色的单因素试验

取粗磷脂5g于试管中，加入3%的过氧化氢，并于60℃的恒温水浴锅中分别脱色0、5、10、20、30、40min，冷却后用正己烷定容到50ml。以正己烷为空白参比液，于350nm波长下测定吸光值。结果见图1。

图1 时间对吸光度的影响

如图1所示，反应温度和过氧化氢浓度一定时，随着脱色时间的增加，磷脂在350nm下吸光度减小，说明磷脂颜色在变浅，但时间达到30min后吸光度基本不变，反应达到平衡后磷脂颜色不再变化，故选择20min、30min、40 min做正交试验。

1.反脱色温度对脱色效果的影响

取粗磷脂5g，加入3%的过氧化氢，分别于30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃下恒温30min脱色，冷却后用正己烷定容到50ml。以正己烷为空白参比液，于350nm波长下测定吸光值。结果见图2。

图2 温度对吸光度的影响

如图2所示，反应时间和过氧化氢浓度一定时，吸光度随温度升高先减小后增大。30℃-50℃时磷脂的吸光度下降很快，说明磷脂颜色迅速变浅;70℃磷脂吸光度增大，表明磷脂因发生焦化而使颜色加深，因此选择50℃、60℃、70℃做正交试验。

2.过氧化氢浓度对脱色效果的影响

取粗磷脂5g，分别加入1%、2%、3%、4%、5%、6%的过氧化氢，于60℃恒温水浴锅中脱色30min，冷却后用正己烷定容到50mL。以正己烷为空白参比液，于350nm波长下测定吸光值。结果见图3。

如图3所示，磷脂吸光度随着过氧化氢浓度的增加而减小，在1%-3%浓度时吸光度变化迅速;过氧化氢浓度达到3%后，吸光度基本不再变化。从经济成本和效率方面考虑选择2%、3%、4%三个浓度做正交试验。

（二） 过氧化氢脱色粗磷脂的正交试验结果与分析

首先，根据单因素试验结果，以过氧化氢浓度、脱色温度、脱色时间为影响因素，以色度为实验指标设计正交试验方案，运用方差分析法分析实验结果。正交试验如表2所示，方差分析结果如表3所示。

从表3可以看出，对于给定的显著性水平a，因素B、C对试验结果有显著影响，A对试验结果有影响。因素的主次关系：双氧水浓度>脱色温度>脱色时间。

从表2可以看出，指标吸光度越低越好，在本文设计的试验条件下，过氧化氢浓度为4%，脱色温度为60℃，脱色时间为40min时，即A3B2C3吸光度最低。正交试验直观分析结果是A2B2C3。由于显著影响因素B、C的计算结果和直观分析结果最佳条件一样，非显著影响因素A的计算结果和直观分析结果虽不同，但从试验指标和效率综合考虑选择A2B2C3为最佳反应条件。

（三） 活性白土脱色后的性质检测

脱色过程会对磷脂的性质产生影响，现在对脱色前后磷脂的指标进行一些测定，结果见表4。

从表4可以看出，过氧化氢脱色前后碘值下降很大，说明脱色效果良好，同时也说明磷脂在脱色后色泽降低。但过氧化值经过过氧化氢脱色后升高，不利于食用要求，活性白土可以脱除过氧化物，因此经过过氧化氢脱色后的磷脂再经过一步活性白土脱色，化学脱色和物理脱色相结合，使磷脂的过氧化值基本达到标准。前后两次的总脱色率达到了54.2%。

结语

采用丙酮-正己烷两种有机溶剂充分分离菜籽油脚中的磷脂，再通过化学-物理相结合的脱色方法即双氧水-活性白土脱色，对粗磷脂进行精制。通过单因素试验和正交优化试验对影响脱色工艺的因素进行筛选、优化，研究结果表明：从色度指标和效率综合考虑，过氧化氢脱色的最佳条件为脱色时间40min、脱色温度60℃，过氧化氢浓度4%。在单因素试验的基础上，进行了正交优化试验，确定最佳脱色条件为：脱色时间30min、脱色温度60℃，过氧化氢浓度4%。

雙氧水脱色和活性白土脱色后磷脂的性质：碘值达到40gl2/100g，过氧化值达到5.0meq/kg，脱色率达到54.2%，说明脱色后的磷脂色度降低效果良好，而且过氧化值较低，能达到食品工业对磷脂的要求。此时的磷脂价值增加，可以帮助油脂生产企业从加工下脚料中创造更多的经济效益。