2、单因素实验
(1)酸醇比对PA提取效果的影响
在提取温度为35℃、提取时间50min、料液比为1:30、提取次数1次、沉淀pH=7的条件下,考察酸醇比对PA提取效果的影响,结果见图5。
如图5所示,随着酸的浓度增加,PA的含量与回收率均呈现先上升后下降的趋势,在1.2:100处达到最高。当酸醇比小于1.2:100时,酸醇对PA的选择性强于磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol,简称为PE)和磷脂酰乙醇胺(Phosphatidylethanolamine,简称为PE),故PA含量与回收率会随着酸的增加而上升。当酸醇比大于1.2:100后,酸醇对PA的选择性达到峰值,对PI与PE的选择性却增加,PA的含量与回收率均下降,PA的最佳酸醇比为1.2:100。
(2)时间对PA提取效果的影响
在提取温度为35℃、酸醇比1.2:100、料液比为1:30、提取次数1次、沉淀pH=7的条件下,考察提取时间对PA提取效果的影响,结果见图6。
如图6所示,随着时间的延长,产品中PA的含量逐渐增加,于70min趋于平衡,而PA回收率却在70min后增长变缓。当提取时间达到70min,原料中的大部分PA已被酸醇萃取出来,PA回收率趋于平衡。提取时间超过70min,原料中的PE、PI等组分持续扩散进入酸醇之中,故PA含量逐渐下降,故理想的提取时间为70min。
(3)料液比对PA提取效果的影响
在提取温度为35℃、酸醇比1.2:100、提取时间70min、提取次数1次、沉淀pH=7的条件下,考察料液比对PA提取效果的影响,结果见图7。
如图7所示,PA的含量与回收率皆随着料液比的增加而上升。当料液比达到1:20时,增长放缓,至1:30时,PA含量达到最大。当料液比小于1:30时,溶液浓度较高,PI、PE与PA竞争性溶解扩散入酸醇中,随着料液比提高,传质动力增加,PA扩散速度加剧,显著高于其他组分,故PA含量与回收率不断增大;当料液比达到1:30时,PA萃取溶解量最大,产品PA含量与回收率达到最高值;但料液比大于1:30时,少量的PI与PE逐渐扩散进酸醇萃取液中,故PA含量出现了下降,但回收率不变。基于资源最大化原则,最佳料液比为1:30。
(4)提取温度对PA提取效果的影响
在料液比1:30、酸醇比1.2:100、提取时间70min、提取次数1次、沉淀pH=7的条件下,考察提取温度对PA提取效果的影响,结果见图8。
如图8,随着温度的升高,PA的含量和回收率上升至45℃时达到顶峰后迅速下降。温度升高导致磷脂各成分分子运动加剧,利于磷脂分子向萃取液中的扩散,故PA含量增幅不显著。
当温度大于45℃后,磷脂易在高温下结块,增加了萃取PA的难度,PA的含量与回收率均下降显著,故最适宜温度为45℃。
(5)提取次数对PA提取效果的影响
在料液比l:30、酸醇比1.2:100、提取时间70min、提取温度45℃、沉淀pH=7的条件下,考察提取次数对PA提取效果的影响,结果见图9。
如图9所示,随着提取次数的增加,PA的含量出现轻微下降,1次可能已萃取出磷脂颗粒中绝大部分的PA,而随着提取次数的增加,磷脂其他组分如PI和PE由于缺乏PA的竞争性溶解也逐渐扩散入酸醇中,后续与PA同时沉淀出来,造成含量下降,而回收率略有提升。故最佳的提取次数为1次。
(6)pH对PA分离效果的影响
在料液比1:30、酸醇比1.2:100、提取时间70min、提取温度45℃、提取次数1次的条件下,考察pH对PA沉淀效果的影响,结果见图10。
如图10所示,随着pH的升高,PA含量整体呈现逐级上升的趋势,至pH=8时达到最高。主要原因在于,PA为弱酸性物质,在弱碱性条件下极易生成PA白色沉淀。蒋晓菲等的研究证实当pH>5时PA溶液中出现白色絮状样的固体沉淀,同时部分PI与PE也会析出,本实验中亦观察到此现象。取沉淀溶于流动性中,经HPLC分析表明沉淀为少量PA与大量PE、PI的混合物。由于PA与PE、PI所带电荷不同,PA带有两个负电荷,故在pH<6时不易沉淀,优先沉淀下来的是带有负电荷较少的PE与PI。当pH较低时,PA生成量有限,故沉淀中PA的含量和回收率都极低,大部分的PA仍然溶解在酸醇中,而随着pH的增大,PA开始沉淀DTI。当pH>8后,PI和PE沉淀过多,故PA的含量有所下降。故最佳方法为先调节pH=5滤去杂质,后调节pH=8沉淀PA。
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