利用高压脉冲电场辅助提取蛋黄磷脂酰胆碱的作用效果研究

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蛋黄磷脂酰胆碱是性能优良的保健食品和药用辅料,被誉为与蛋白质、维生素并列的“第三营养素”。深入研究与开发蛋黄磷脂酰胆碱对提升禽蛋资源附加值,提高国民健康水平具有重要的意义。本研究由“十二五”国家科技支撑计划课题“蛋制品加工技术研发与产业化示范”(2012BAD28B08)提供支持,以蛋黄磷脂酰胆碱(PC)为研究对象,通过研究高压脉冲电场(PEF)对PC的提取效果、理化性质与分子结构的影响,探索PEF作用于PC的机理,为PEF应用于磷脂类活性物质的处理提供参考。第一,在PEF辅助提取蛋黄PC的效果研究中,为提高蛋黄PC的提取率,利用PEF辅助有机溶剂来进行提取试验。试验选定了影响PC提取率的3个主要因素:PEF场强、脉冲数和提取溶剂含水率,并采用Box-Behnken试验设计对提取工艺进行优化。同时也研究了PEF处理中的温度变化对PC提取率的影响。结果表明:PC提取的最佳工艺条件为场强39kV/cm,脉冲数31,提取溶剂含水率9%,其PC提取率比无PEF处理的传统有机溶剂提取法的提高了10.2%。并且PEF处理过程中的温升效应会造成料液温度较小程度的升高,但对PC提取率的影响远小于电场场强与脉冲数的作用。第二,在高纯度蛋黄PC的制备技术研究中,采用丙酮-乙醇溶剂法结合半制备液相色谱分离技术对蛋黄中的PC进行分离与纯化,并且使用分析型高效液相色谱(HPLC)分别对蛋黄粉经丙酮-乙醇溶剂分离后、中性Al2O3与活性炭纯化后、半制备液相色谱纯化后的三个阶段样品中的PC纯度进行测定,与PC标准品的HPLC图谱进行含量与峰形的比较研究,以制定最佳PC纯化工艺。结果表明:溶剂法分离PC的最优化工艺参数为丙酮不溶物与乙醇的料液比1∶10g/mL,提取温度40℃,提取时间75min,PC纯度为60.09%;中性Al2O3与活性炭纯化PC的最优条件为两者的吸附温度分别是25℃与30℃,PC纯度为75.82%;半制备液相色谱技术纯化PC的最优条件为使用shim-pack PREP-ODS制备柱,柱温25℃,样品浓度10mg/mL,一次进样量3mL,流动相配比乙腈∶甲醇∶水=70∶25∶5,等度洗脱,流速3mL/min,样品接收范围17.5~20min,最终的PC纯度可达97.18%。因此,丙酮-乙醇溶剂法结合半制备液相色谱分离技术可作为一种有效的高纯度PC制备技术。第三,在PEF对PC理化性质影响的研究中,对纯化后的PC进行PEF处理,考察PEF的两个主要参数电场场强与脉冲数对PC的酸价、过氧化值、乳化性等理化性质的影响。结果表明:经PEF处理的PC样品的酸价要高于未经PEF处理的样品,并且场强越高,脉冲数越大,PC酸价越高;当E=30~40kV/cm,C=30时,PC过氧化值达到最低值P=19.92mmol/kg,即适宜场强与脉冲数的电场可较大幅度地降低PC的过氧化值;PEF处理可削弱PC分子的乳化性能,并且随着场强与脉冲数的增大,PC的乳化性能降低。第四,在PEF对PC分子结构影响的研究中。对PC纯品进行PEF处理,并设置空白对照。利用FTIR进行PC中红外结构扫描,利用LC-MS检测PC结构并进行对比分析。结果表明:PEF处理对PC质谱结构的影响,主要是发生在对不饱和脂肪酸链Sn-2中双键的影响。造成了PC分子整体结构处于不稳定状态,从而在质谱扫描中容易产生更多的离子碎片。而PEF的强电作用并没有对PC分子的官能团等基团以及键合情况造成明显的影响。该结果表明PEF处理对食品营养成分的破坏少,它的确是一种温和的、较理想的处理方式。
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