豆渣中提取磷脂酰膽堿的工藝探究

李紅亞，張盼盼，付 饒，馬磊磊

(榆林學院 化學與化工學院，陜西 榆林 719000)

豆渣是豆制品加工的副產物，富含纖維素，蛋白質，糖類，磷脂類等化合物，具有很大的再利用價值[1-2]。豆渣中的膳食纖維可以降低人體內的膽固醇含量、改善糖尿病患者糖耐受性、防止人體腸道癌變[3]。 此外豆渣中還含有6%～19%的粗脂肪，而其中磷脂酰膽堿就有30%[4-6]，雖然含量不多，但是磷脂酰膽堿對人體有很多積極作用[7-11]，它是細胞膜的組成部分，是細胞生長和發育必需的物質，對于生物膜形態和功能的調控有著十分關鍵的作用；它還具有改善脂質代謝和預防動脈硬化的作用，并且對于心肌梗塞, 腦出血也有預防效果。磷脂酰膽堿不僅可以治療以動作失調為主要癥狀的神經性疾病, 如退行性癡呆、早老性癡呆、遺傳性共濟失調等, 還可以提高記憶力和學習能力, 提高睡眠質量。隨著人們生活水平的提高，對磷脂酰膽堿的需求也越來越大，并且作為一種新型保健食品而廣受關注。

我國的豆渣產量極其豐富，但多用作飼料或肥料，甚至被作為廢棄物看待，不僅污染了環境又造成了資源的浪費，因此對豆渣進行深入研究頗具意義。本研究主要以新鮮豆渣作為原料，采用單因素變量分析法從中提取磷脂酰膽堿，分別考察提取劑種類、提取劑用量、反應溫度和反應時間對磷脂酰膽堿提取效率的影響。通過研究使豆渣變廢為寶得以利用，同時拓寬了磷脂的加工領域。

1 實驗部分

1.1 主要試劑和儀器

新鮮濕豆渣，取自陜西省榆林市崇文西路豆腐坊，濕豆渣先用循環水式多用真空泵抽濾，再用鼓風干燥箱進行干燥處理，最后通過高速粉碎機進行粉碎；磷脂標準品為購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；所用試劑三氯甲烷、甲醇、碘均為分析純。

儀器SHA-C型水浴恒溫振蕩器(常州智博瑞儀器制造有限公司)、RE-2000A旋轉蒸發器(鞏義市予華儀器有限責任公司)、SHB-Ⅲ循環水式多用真空泵(鄭州長城科工貿有限公司)、G20高速醫用離心機(北京白洋醫療有限公司)、DHG-9013A鼓風干燥箱(昆山市恒儀器有限公司)、玻璃點樣毛細管(華西醫科大學儀器廠)、GF254薄層層析硅膠(青島邦凱高新技術材料有限公司)。

1.2 實驗過程

準確稱取2.0g處理好的干豆渣粉末，加入100mL的圓底燒瓶，再加入一定量適宜的提取劑，固定好瓶塞并置于水浴恒溫振蕩器中進行反應，反應結束后過濾，將濾液真空旋轉蒸發至剩余1mL左右，收集進離心管中，并在離心機中高速離心五分鐘，最后用點樣毛細管進行取樣分析。

1.3 分析方法

實驗中采用薄層層析分析法對結果進行分析，以0.05mol/L的磷脂標準品作為參照，展開劑體系為三氯甲烷：甲醇：水=13:5:0.8(體積比)。展板結束后，碘缸染色，用掃描儀進行掃描，并通過Photoshop軟件計算出實驗條件下磷脂酰膽堿的提取效率，通過簡單直觀的比較對提取條件進行優化。提取效率的計算公式如下：

提取效率=磷脂酰膽堿樣品像素/磷脂酰膽堿標品像素

2 結果與討論

2.1 提取劑的選擇

在恒溫振蕩器轉速為230rpm，反應溫度30℃，反應時間4h，提取劑用量為30mL(15mL/g干豆渣)的條件下，考察提取劑種類(甲醇/氯仿體積比為1:0、0:1、1：2、1：1、2：1)對提取結果的影響，結果見圖1。

圖1 提取劑對磷脂酰膽堿提取效率的影響

由實驗結果可以看出，提取劑的不同對磷脂酰膽堿提取效率有著顯著的影響。甲醇/氯仿體積比為1:0時，也就是以純甲醇為提取劑時提取效率可達66%，以純氯仿為提取劑時，提取效率為45%，二者的混合液為提取劑時提取效率較低，所以后續研究中選擇甲醇作為提取劑。

2.2 提取劑用量對提取結果的影響

以甲醇為提取劑，在恒溫振蕩器轉速為230rpm，反應溫度30℃，反應時間4h的條件下，考察提取劑用量對提取結果的影響，結果見圖2。

由圖2可以看出，隨著提取劑用量的增加，對磷脂酰膽堿的提取效率不斷增加，尤其當提取劑用量由25mL增加至30mL時，提取效率增加了55%。但當提取劑用量超過30mL時，繼續增大提取劑用量對提取效果影響不明顯。因此在后續實驗過程中選擇提取劑用量為30mL，即15mL/g干豆渣。

圖2 提取劑用量對磷脂酰膽堿提取效率的影響

2.3 反應溫度對提取結果的影響

以甲醇為提取劑，在提取劑用量為15mL/g干豆渣，恒溫振蕩器轉速為230rpm，反應時間4h的條件下，分別在20℃、30℃、40℃、50℃和60℃的情況下考察不同反應溫度對提取結果的影響，結果見圖3。

圖3 反應溫度對磷脂酰膽堿提取效率的影響

從實驗結果可以看出，反應溫度對磷脂酰膽堿提取效率有一定的影響。隨著反應溫度的增加，對磷脂酰膽堿的提取效果也隨之增加，當反應溫度超過40℃時，繼續增加反應溫度，磷脂酰膽堿的提取效率幾乎不變。所以后續實驗中選擇40℃作為適宜的反應溫度。

2.4 反應時間對提取結果的影響

反應浸取時間反映了豆渣中磷脂酰膽堿與甲醇的溶解平衡，確定了平衡時間就能很好的控制工業生產中的生產周期，更好的合理安排時間。本實驗以30mL甲醇為提取劑，固定恒溫振蕩器的轉速為230rpm，提取溫度為40℃，考察不同反應時間(2h、4h、6h、8h)對提取結果的影響，結果如圖4所示。

由圖4可以看出，隨著反應時間的增加，磷脂酰膽堿的提取效果也隨之增加，當反應時間超過6h時，磷脂酰膽堿的提取效率幾乎不變，也就是反應浸取時間6h時，豆渣中磷脂酰膽堿與甲醇已經達到溶解平衡。

圖4 反應時間對磷脂酰膽堿提取效率的影響

3 結論

以新鮮濕豆渣作為原料，采用單因素變量分析法對磷脂酰膽堿的提取工藝進行了優化， 研究結果表明以甲醇為提取劑，提取劑用量為15mL/g干豆渣，反應溫度40℃，反應時間6小時時效果最好，結合標準品濃度可得，1g豆渣中可以提取出1.144mg磷脂酰膽堿。該項研究從廢棄豆渣中提取得到利用價值更高的磷脂酰膽堿，使豆渣變廢為寶得以利用，具有一定的現實指導意義。