高含量磷脂酰胆碱制备方法研究

摘要

磷脂是生命活动的基础物质，磷脂酰胆碱(PC)是磷脂中的主要有效成分，主要来源于大豆和蛋黄。PC有防止肝炎及脂肪肝，降低胆固醇，预防心血管疾病及抗癌等功能，被世界卫生组织列为“九大长寿食品之一”。随着人民生活水平的提高，药用级高纯度PC的需求趋旺。由于我国制备技术研究开发滞后，高纯度PC主要依赖于国外进口，价格昂贵。因此，研究如何从大豆和蛋黄中提纯PC非常必要。 本文主要围绕以下三部分内容展开工作：首先，全面深入地研究了以蛋黄粉或大豆浓缩磷脂为原料，粗提精制蛋黄磷脂酰胆碱(ePC)与大豆磷脂酰胆碱(sPC)的工艺过程，ePC和sPC质量指标符合医药级标准，为产业化生产奠定了基础。 ePC的制备分为溶剂浸取和吸附精制两部分。研究了溶剂浸取蛋黄的工艺，采用单因素法和正交设计法考察浸取时间、温度、乙醇浓度等对PC含量和收率的影响，提出了优化操作条件。蛋黄粉中的中性油脂等用丙酮去除，得到含量为68.0％的粗磷脂，达到国家对粉末磷脂含量的要求，溶剂浸取总收率高达95.5％。在吸附精制阶段，比较了不同孔径分布的200～300目粗孔硅胶与80～120目、100～200目粗孔2号硅胶分离效果，确定后者为最佳吸附剂。基于吸附分离的共性，用TLC法初步选定流动相体系为正己烷-异丙醇-水系统；在制备色谱柱上，以PE、PC的保留时间及分离度为指标，调整得到流动相最适配比为46：46：8。优化温度、流速、进样浓度和进样量等操作条件，得到纯度高达94％的产品，收率为60.9％。 本文提出了直接以大豆浓缩磷脂为原料经层析纯化一步得到符合药品级规格的PC的分离方法，与报道的溶剂浸提或超临界CO2除杂后再经层析分离的工艺相比，工艺路线简单，消耗低，更具工业应用价值。通过比较层析产品中PC含量、收率和流动相的消耗，选用100～200目粗孔2号硅胶为固定相，流动相为正己烷：异丙醇：水(46：46：7.4)，最适上载量为0.086gPC.(g硅胶)-1，产品纯度高达85.5％，收率接近100％。 其次，采用静态吸附法研究了ePC与sPC在粗孔2号硅胶上的吸附平衡，测定了两种温度下的吸附等温线，结果表明：ePC和sPC在粗孔2号硅胶上的吸附等温线是优惠型的。可用Freundlich和Langmuir模型拟合，且以Langmuir模型吻合得最好。进一步运用考虑轴向扩散、液膜传质阻力和内扩散阻力的一般性传质模型描述ePC、sPC在硅胶固定床中的吸附过程。建立的数学模型能够较好地模拟PC在硅胶固定床中的吸附过程，结合实验结果计算得到液膜传质系数与孔扩散系数。从传质动力学角度讨论了流动相流速、初始浓度和吸附温度等因素对吸附穿透曲线的影响，对ePC、sPC的制备工艺放大及设计具有参考价值和指导作用。 最后，提出了一种分析磷脂含量的新方法。比较了UV、RI和ELSD三种检测器在磷脂分析中的优缺点，证明ELSD是最合适的磷脂分析检测器。通过调整流动相组成与流速，优化ELSD参数，确定了磷脂分析的梯度洗脱程序。首次基线分离了10种磷脂组分，拟合了PE、PI、sPC、ePC、SM和LPC六种磷脂的标准曲线方程，分析了六种大豆与蛋黄磷脂产品中PE、PC、PI、SM和LPC的含量。考察了四种大豆磷脂的加样回收率，研究了五种磷脂保留时间和峰面积的相对标准偏差(RSD)与变异系数(C.V.)，保留时间的C.V.值均小于0.5％，峰面积的C.V.值均小于6％，该方法具有分离时间短、分离完全、检测灵敏度高、精度高、重现性好等特点。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究背景

1.2磷脂概述

1.2.1磷脂的分子结构

1.2.2磷脂的理化性质

1.3磷脂的来源与功能

1.3.1磷脂的来源

1.3.2磷脂的生理功能

1.4磷脂的应用及发展前景

1.4.1磷脂的应用

1.4.2天然磷脂生产发展前景

1.5磷脂的分离提纯方法研究进展

1.5.1溶剂萃取法

1.5.2超临界流体萃取法

1.5.3吸附色谱法

1.5.4酶催化精制法

1.5.5膜分离法

1.6磷脂分析方法的研究进展

1.6.1 TLC法

1.6.2 HPLC法

1.6.3其他方法

1.7课题的研究目的和内容

第二章溶剂浸取法提纯蛋黄磷脂

前言

2.1试验材料与仪器

2.1.1化学试剂与材料

2.1.2仪器

2.1.3分析方法

2.2试验方法

2.2.1蛋黄粉组成测定

2.2.2蛋黄粗磷脂浸取方法

2.2.3单因素法考察乙醇浸取过程

2.2.4正交设计法研究乙醇浸取过程

2.2.5丙酮脱除中性油脂

2.3实验结果

2.3.1蛋黄粉组成

2.3.2蛋黄粗磷脂浸取方法

2.3.3单因素法考察乙醇浸取过程

2.3.4正交设计法研究乙醇浸取过程

2.3.5丙酮浸取

2.3.6物料平衡

2.4本章小结

第三章蛋黄磷脂与大豆磷脂的吸附分离

前言

3.1试剂与仪器

3.1.1试剂与材料

3.1.2仪器

3.2流动相体系的选择

3.2.1 TLC法初步筛选流动相体系

3.2.2层析实验确定流动相体系

3.3三元流动相比例确定

3.3.1分离ePC的最适流动相配比

3.3.2分离sPC的最适流动相配比

3.4吸附剂确定

3.4.1硅胶的物理性质

3.4.2分离ePC的适宜吸附剂

3.4.3分离sPC的适宜吸附剂

3.5 工艺条件确定

3.5.1 ePC 工艺条件确定

3.5.2 sPC最适上载量的确定

3.6吸附分离EPC的放大实验

3.6.1粗孔硅胶与粗孔2号硅胶

3.6.2 80～120目与100～200目粗孔2号硅胶

3.7本章小结

3.7.1 ePC制备工艺条件

3.7.2 sPC制备工艺条件

第四章蛋黄及大豆PC在硅胶固定床中的吸附特性

前言

4.1试剂与仪器

4.2实验方法

4.2.1硅胶预处理

4.2.2标样溶液配制

4.2.3静态吸附

4.2.5动态吸附

4.3吸附速率

4.3.1振荡速率影响

4.3.2温度影响

4.4吸附半衡与吸附等温线

4.4.1吸附平衡方程

4.4.2吸附平衡实验结果

4.4.3吸附等温线方程拟合

4.5硅胶固定床吸附sPC与EPC过程模型

4.5.1床层微元物料衡算方程(连续性方程)

4.5.2吸附动力学方程

4.5.3吸附平衡方程

4.5.4参数计算与模型求解

4.6固定床吸附穿透曲线

4.6.1流速影响

4.6.2温度影响

4.6.3入口浓度影响

4.7固定床色谱曲线拟合

4.8本章小结

第五章磷脂组分的检测与分析

前言

5.1试验材料与仪器

5.1.1试剂与材料

5.1.2仪器

5.2水分测定

5.2.1测定原理

5.2.2测定方法

5.3丙酮不溶物AI值测定

5.4薄层色谱法(TLC)

5.5高效液相色谱法(HPLC法)

5.5.1 UV检测器

5.5.2 RI检测器

5.5.3 HPLC-ELSD

5.5.4 UV、RI与ELSD的比较

5.6本章小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.1.1 ePC与sPC制备方法

6.1.2吸附分离的相平衡与传质模型

6.1.3磷脂组分的检测与分析

6.2建议

符号说明

读博期间发表文章

参考文献

致谢