用革胡子鲶下脚料提取卵磷脂的工艺

摘要

本发明公开了一种用革胡子鲶下脚料提取卵磷脂的工艺，包括以下步骤：⑴、革胡子鲶的头和内脏，温度在50℃以下进行剁碎、捣碎；⑵、加入醋酸-醋酸钠缓冲液调节步骤⑴捣碎物的pH值，该pH值为蛋白酶酶解pH值，加热至37～45℃，加入0.015～0.075％的蛋白酶，酶解60～100min；⑶、向步骤⑵酶解后物料中加入提取液，搅拌，在35～45℃下提取60～100min；减压抽滤得提取液；⑷、向步骤⑶提取液中加入NaCl，搅拌溶解，静置3～4小时，得沉淀物，于低于50℃下干燥。本发明利用鱼下脚料，进行废物利用，在提取原料上不会与人类和动物抢夺营养资源，并且可以减少环境污染，具有重要的生态和经济意义。

说明书

技术领域

本发明涉及卵磷脂技术领域，尤其是一种用革胡子鲶下脚料提取卵磷脂的工艺。

背景技术

卵磷脂，广义为lecithin，是指各种市售有机磷酸盐产品的惯用名称。其主要成分有磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰胆胺(PE)、磷脂酸和磷酸肌醇(PI)。而狭义的卵磷脂是指磷脂酰胆碱，其英文为phosphati-dycholine，是由甘油胆碱磷酸饱和及不饱和脂肪酸组成的一种含磷脂类物质。

目前，卵磷脂产品主要是从大豆油、菜籽油等植物的水化油或动物的脑和蛋黄中提取，尤以蛋黄中含量最高，但从蛋黄中提取卵磷脂的成本比较高。据文献报道，鱼鳞、鱼内脏、鱼头等下脚料中含有丰富的卵磷脂资源，并含有大量不饱和脂肪酸，营养更加优越。

国内外对卵磷脂制备方法和工艺的研究很多，新的方法不断出现。目前主要有以下几种：

(1)溶剂提取法：其原理是利用各磷脂组分在某些溶剂中的溶解度不同，选用对有效成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，将有效成分从原料组织中溶出的方法将卵磷脂与其它组分进行分离。目前常用的是乙醇提取、丙酮沉淀的方法。

(2)无机盐复合沉淀法：卵磷脂可与金属离子发生反应形成配合物，生成沉淀。利用此种性质，可以把卵磷脂从有机溶剂中分离出来，由此除去蛋白质、脂肪等杂质，再用适当溶剂分离出无机盐和磷脂杂质，这样可以提高卵磷脂的纯度。CaCl₂、ZnCl₂、MgCl₂、CdCl₂均可与卵磷脂发生配合反应形成复盐。

(3)酶解法：卵磷脂属于复合脂质，鱼类中卵磷脂被蛋白质等物质复合而存在。一般的溶剂提取法较难提取到卵磷脂。蛋白酶可以水解蛋白质的肽键，从而使蛋白质裂解为小的肽链，破坏蛋白质和脂质复合体。

(4)超声波辅助匀质萃取：利用超声波的空化作用，引起介质质点的交替压缩和伸张，增加磷脂与溶剂(如丙酮)的接触面积，使磷脂颗粒中的油脂成分有效的溶于其中，从而提高萃取效果及产品的纯度。

(5)微波提取法：微波辅助萃取技术主要是将微波辐射与萃取溶剂相结合,对目标活性物质有效提取分离的方法,提取分离过程耗时短、溶剂用量少、选择性强且提取率高,有效克服了传统索氏萃取工艺耗时长、溶剂用量大等缺点。

(6)乳化提取：目前有用乳化萃取设备来提纯高浓度磷脂酰胆碱(PC)的(参见：安红等，乳化萃取技术抽提大豆磷脂中的磷脂酰胆碱[J].分析化学，31(7)：824-827)，主要是在已经提取好的粗卵磷脂中加入乙醇，通过乳化设备搅拌再次提取。卵磷脂是一种良好的乳化剂，因此，在提取溶剂中加入表面活性剂可以起到增溶的效果，而目前几乎没有通过加表面活性剂通过对卵磷脂增溶而进行提取的。

上述提取方法中，存在以下技术缺陷：

(1)原料的缺点：目前国内外卵磷脂主要从大豆等油料作物、蛋黄等禽蛋中提取，在原料上和人类抢夺食物资源；

(2)很多提取溶剂有毒：在提取工艺中，工业上常使用有机溶剂如丙酮、氯仿、正己烷、乙醚、乙腈等提取，会使产品有一定的有机溶剂残留，毒性很高，这个问题一直没有很好的解决；

(3)无机盐作为沉淀剂方面：研究较多的是使用ZnCl₂和CdCl₂，二者均具有一定毒性，这个问题也一直没有改善。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种用革胡子鲶下脚料提取卵磷脂的工艺，操作简便，效果好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种用革胡子鲶下脚料提取卵磷脂的工艺，包括以下步骤：

⑴、革胡子鲶的头和内脏，温度在50℃以下进行剁碎、捣碎；

⑵、加入醋酸-醋酸钠缓冲液调节步骤⑴捣碎物的pH值，该pH值为蛋白酶酶解pH值，加热至37～45℃，加入0.015～0.075％的蛋白酶，酶解60～100min；

⑶、向步骤⑵酶解后物料中加入提取液，搅拌，在35～45℃下提取60～100min；减压抽滤得提取液；

⑷、向步骤⑶提取液中加入NaCl，搅拌溶解，静置3～4小时，得沉淀物，于低于50℃下干燥。

优选的，该蛋白酶为木瓜蛋白酶、胃蛋白酶或胰蛋白酶。

优选的，该提取液为十二烷基硫酸钠和乙醇的混合溶剂，十二烷基硫酸钠的质量体积比为0.67％～6％，乙醇浓度为25％～75％。

优选的，步骤⑷中NaCl加入量为质量体积比为1:30。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)利用鱼下脚料，进行废物利用，在提取原料上不会与人类和动物抢夺营养资源，并且可以减少环境污染，具有重要的生态和经济意义；

(2)解决了以往溶剂提取法过多使用有毒有机溶剂的问题，整个工艺中，只添加了乙醇一种有机溶剂；并且首次通过向乙醇中添加表面活性剂十二烷基硫酸钠(GB 2760-96规定为食品工业用加工助剂，如发泡剂；乳化剂等)而对卵磷脂起到增溶作用；

(3)在盐沉淀出产物时，通过实验采用了对人体无毒害的NaCl，即食盐，可以顺利得到卵磷脂粗品。

附图说明

图1为本发明从革胡子鲶下脚料中提取卵磷脂的工艺流程图；

图2为样品卵磷脂的紫外光谱图；

图3为磷酸二氢钾的标准曲线。

具体实施方式

如图1所示的一种用革胡子鲶下脚料提取卵磷脂的新工艺，属于天然产物分离领域，包括以下步骤：

(1)原料处理

革胡子鲶下脚料主要指鱼头、鱼内脏，此鱼无鱼鳞。鱼头小，骨头多，不太容易处理；内脏红色，比草鱼等含脂肪偏少，容易打碎处理。鱼下脚料可以进行冷冻保存。需要提取时，取出适量用刀剁碎，再用组织捣碎机打碎。在打碎的过程中要注意控温，温度要控制在50℃以下，温度太高，卵磷脂会受热分解。因此，可以加少量冰块进行组织捣碎。

(2)酶解处理

由于磷脂是和蛋白质结合在一起的，不易提取，因此要先除去蛋白质，一般可以用木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶。取适量处理好的原料，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节pH为蛋白酶的最适宜pH，然后进行水浴加热，温度为蛋白酶的酶解适宜温度，在37～45℃，当原料温度达到时，再加入蛋白酶进行酶解处理。加入的蛋白酶酶量不宜过多，一般添加量为0.015～0.075％(是指酶的质量与原料的质量比)，酶解时间不宜过长，在60～100min；如木瓜蛋白酶(酶活力≥8×10⁵u/g)的最佳pH为7，酶解温度为50℃，酶解时间为100min；胃蛋白酶(酶活力1：15000)的最佳pH为3，酶解温度为37℃，酶解时间为60min；胰蛋白酶(酶活力1：250)的最佳pH为9，酶解温度为45℃，酶解时间为80min；经过酶解处理，鱼下脚料明显变得糜烂。

(3)提取、过滤

向酶解后的鱼下脚料中加入十二烷基硫酸钠和乙醇的混合溶剂，其中，十二烷基硫酸钠为0.67％～6％(质量体积比：即十二烷基硫酸钠的质量与乙醇的体积比值)的添加，乙醇浓度为25％～75％，搅拌后提取，提取时间为60～100min，提取温度为35～45℃。然后进行减压抽滤，过滤后弃去残渣，得到含有卵磷脂的提取液。

阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的添加可以起到增溶作用，添加种类和添加量都会对提取率产生影响。

(4)盐沉淀

向滤液中加入NaCl或食盐，质量体积比(即盐的质量与提取液的体积比)为1:30，进行盐沉淀。盐沉淀时，要确保NaCl固体完全溶解进去，可以进行搅拌，也可以微微加热。盐溶解进去后要将提取液放置在5℃的低温下进行，这样效果较好。盐沉淀时间为3～4h。待卵磷脂粗品沉淀出来后，弃去滤液，进行烘干或喷雾干燥。烘干温度不能高于50℃。

采用其它盐进行盐沉淀也可得到卵磷脂的，如CaCl₂、MgCl₂等，但对人体有害，因此本发明采用NaCl或食盐，并且在实验中发现NaCl的提取效果最好。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1

称取原料3g，pH调节到7，加入木瓜蛋白酶(添加量为0.04％)进行酶解处理约100min，温度为50℃，然后再加入十二烷基硫酸钠和乙醇的混合溶剂(十二烷基硫酸钠为4％的添加，乙醇浓度为33％)30ml，在35℃下提取60min，过滤，弃去残渣，然后向提取液中加入1g NaCl，进行盐沉淀，盐沉淀温度为5℃，沉淀时间为3小时。待卵磷脂粗品沉淀出来后，进行烘干或喷雾干燥，其工艺流程图如图1。粗卵磷脂的提取率最低为20％左右，最高可达到60％左右，即3g原料最多可提出1.8g的卵磷脂粗品；提纯率接近90％。

实施例2

称取原料3g，pH调节到3，加入胃蛋白酶(添加量为0.075％)进行酶解处理约60min，温度为37℃，然后再加入十二烷基硫酸钠和乙醇的混合溶剂(十二烷基硫酸钠为6％的添加，乙醇浓度为25％)30ml，在40℃下提取60min，过滤，弃去残渣，然后向提取液中加入1g NaCl，进行盐沉淀，盐沉淀温度为5℃，沉淀时间为3.5小时。待卵磷脂粗品沉淀出来后，进行烘干或喷雾干燥。

实施例3

将革胡子鲶下脚料(主要为内脏)剁碎，并用组织捣碎机捣碎。称取原料3g，pH调节到9，加入胰蛋白酶(添加量为0.015％)进行酶解处理约80min，温度为45℃，然后再加入十二烷基硫酸钠和乙醇的混合溶剂(十二烷基硫酸钠为0.67％的添加，乙醇浓度为75％)30ml，在45℃下提取60min，过滤，弃去残渣，然后向提取液中加入1g NaCl，进行盐沉淀，盐沉淀温度为5℃，沉淀时间为4小时。待卵磷脂粗品沉淀出来后，进行烘干或喷雾干燥。

试验例

①、将上述实施例得到的卵磷脂粗品，按照传统方法用乙醇溶解后进行紫外吸收光谱扫描，得到图2。从图中可以看出其最大吸收波长与与文献报道一致(根据中华人民共和国卫生部药品标准第二部)，紫外最大吸收波长都在215nm处，因此，所提取的产品为卵磷脂。

②、测定方法

根据GB/T 5537—2008《粮油检验磷脂含量的测定》，按照钼蓝比色法测定磷脂含量。在650nm处，做出磷酸二氢钾的标准曲线，如图3。

将所提取的卵磷脂用钼酸钠显色后，测出吸光度，根据标准曲线计算出磷的质量，然后根据下面的公式计算提取率。

提取率(％)＝[(P×742.1)/30.97]×100％

P-磷含量；天然卵磷脂为C₄₀H₈₄NO₆P.2H₂O，分子量为742.1；磷的原子量为30.97。

③、酶解处理对革胡子鲶下脚料中卵磷脂提取的影响

表1 酶解处理对革胡子鲶下脚料中卵磷脂提取的影响—正交实验表

④、盐的种类对革胡子鲶下脚料中卵磷脂提取的影响

表2 盐的种类对革胡子鲶下脚料中卵磷脂提取的影响

盐种类NaClFeCl₃ZnCl₂MgCl₂MnCl₂CaCl₂CdCl₂K₂SO₄提取率(％)54.6013.489.2030.1224.3240.1220.4829.64

表2中显示，NaCl在革胡子鲶下脚料中提取卵磷脂时效果最好，并且没有毒性。

⑤、十二烷基硫酸钠和乙醇混合溶剂对革胡子鲶下脚料中卵磷脂提取的影响

表3 十二烷基硫酸钠和乙醇混合溶剂对革胡子鲶下脚料中卵磷脂提取的影响—正交实验表

由于卵磷脂在鱼头、鱼鳞、内脏尤其是鱼卵中含量较高，而这些在很多水产市场或餐饮公司恰恰是要作为鱼的下脚料扔掉，如北京新辣道餐饮管理有限公司每年生产消耗3000吨革胡子鲶，约产生30％的下脚料，主要以鱼头，鱼内脏为主，若都作为垃圾排放，将对环境造成一定影响，若能充分利用鱼类的下脚料来提取卵磷脂，若按20％的提取率计算，则该公司每年的下脚料可以生产180吨卵磷脂粗品。若按1kg卵磷脂50元计算(市面上大豆卵磷脂的价格)，则一年可卖90万元。如果能充分利用鱼类的下脚料来提取卵磷脂，将变废为宝，大大促进经济的发展。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。