背景及概述[1]
卵磷脂是1844年法國(guó)人高布利(Gobley)次從蛋黃中分離出的含有氯及磷的脂肪混合物。20世紀(jì)30年代又在大豆油脂加工后的副產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了大豆卵磷脂。卵磷脂(Lecithin)主要成分包括卵磷脂、肌醇磷脂、腦磷脂、磷脂酸、絲氨酸磷脂以及神經(jīng)磷脂等；狹義的卵磷脂系指膽堿磷酸甘油酯或磷脂酰膽堿，其三甘油酯分子上的磷酸與膽堿結(jié)合。大豆卵磷脂又名大豆磷脂，是精煉食用大豆油時(shí)得到的一種粘稠的含油很高的毛磷脂，是一類具有重要生理功能的類脂化合物，也是一類天然的表面活性劑，在食品、醫(yī)藥、化妝品等許多方面有廣泛用途。粗磷脂由于含30%～40%的油脂，親脂性強(qiáng)而親水性弱，限制了其在上述工業(yè)中的應(yīng)用。近年來(lái)，國(guó)外大豆卵磷脂發(fā)展迅速，其精制、分離和深加工綜合利用有了迅速的發(fā)展，越來(lái)越被人們所重視。我國(guó)大豆資源豐富，開(kāi)發(fā)大豆卵磷脂具有豐富的原料優(yōu)勢(shì)。農(nóng)產(chǎn)品深加工和轉(zhuǎn)化技術(shù)也是當(dāng)前國(guó)家在全國(guó)范圍內(nèi)重點(diǎn)支持的技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域之一，因此，大力開(kāi)發(fā)大豆卵磷脂及其深加工產(chǎn)品，不僅可以提高大豆的附加值和科技含量，其產(chǎn)品的市場(chǎng)前景也十分廣闊。
化學(xué)結(jié)構(gòu)及其組成[1]
大豆卵磷脂是豆油精煉過(guò)程中得到的一種副產(chǎn)物。其化學(xué)結(jié)構(gòu)主要由三甘油酯分子上的磷酸與膽堿等基團(tuán)(X)結(jié)合，結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖。式中R1和R2是代表脂肪酸的烴基，其Rl和R2中的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸是混合配位的。常見(jiàn)的有硬脂酸、軟脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸等。大豆卵磷脂主要成分含量：19%～20%的卵磷脂(磷脂酰膽堿)、8%～20%腦磷脂(磷脂酰乙醇胺)、20%～21%的磷脂酰肌醇及磷脂酰絲氨酸等。
物理性質(zhì)[1]
大豆卵磷脂是一種淡黃色至棕色、無(wú)嗅或略帶有氣味的黏稠狀或粉末狀物料。從其結(jié)構(gòu)上來(lái)看，2個(gè)脂肪酸鏈為疏水基，磷酸及膽堿等基團(tuán)為親水基，所以，它是一種表面活性劑，具有一系列界面性質(zhì)和膠體性質(zhì)。大豆卵磷脂不溶于水，易溶于多種有機(jī)溶劑，易形成反膠團(tuán)，即疏水基在外，親水基在內(nèi)。乳化性是磷脂的重要性質(zhì)。大豆卵磷脂分子中存在大量不飽和脂肪酸，很容易被空氣氧化，而溫度的升高不僅加快了此種氧化的發(fā)生，而且使其顏色逐漸加深。大豆卵磷脂也能形成液晶，包括熱致液晶和溶致液晶。
化學(xué)性質(zhì)[1]
大豆卵磷脂的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在它的酯鍵、脂肪酸鏈和磷脂的X取代基上。大豆卵磷脂在酸性或堿性條件下，加熱或煮沸時(shí)，可發(fā)生完全水解反應(yīng)，生成游離的脂肪酸、甘油、肌醇和磷酸等小分子產(chǎn)物。在特殊的磷脂酶作用下，大豆卵磷脂可發(fā)生部分水解，如蛇卵磷脂酶能專一作用于磷脂的不飽和脂肪酸酯鍵，使其分解。由于大豆卵磷脂分子中含有不飽和脂肪酸，故其中的不飽和鍵以發(fā)生各種加成反應(yīng)。在乳酸等有機(jī)酸存在下，大豆卵磷脂與過(guò)氧化氫反應(yīng)，使其不飽和鍵部分羥基化。在鎳等催化劑存在下，大豆卵磷脂可與氫發(fā)生加成反應(yīng)，生成飽和磷脂。在一定條件下，大豆卵磷脂可與鹵素、氫鹵酸等進(jìn)行加成反應(yīng)，生成鹵代產(chǎn)物。磷脂酰乙醇胺分子中的胺基，可與酸酐等?；噭┓磻?yīng)，生成?；a(chǎn)物。
應(yīng)用[2]
大豆卵磷脂在食品中可用作為乳化劑、潤(rùn)滑劑、分散劑、抗老化劑、發(fā)泡劑、催長(zhǎng)劑等；在醫(yī)藥工業(yè)中作為藥物載體，具有防治動(dòng)脈硬化癥、改善脂肪代謝、防止肝功能障礙、增強(qiáng)動(dòng)脈血管壁、減少壞死等功效。
1）在食品工業(yè)中的應(yīng)用
隨著科技的進(jìn)步，卵磷脂的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視，特別是在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛。大豆磷脂具有多種特性，在食品中的應(yīng)用就在于它的乳化、濕潤(rùn)、穩(wěn)定、脫模、分離調(diào)解、抗氧化和防止淀粉老化等作用。作為食品添加劑，它用于烘烤食品，可增大面團(tuán)體積及其均一性和起酥性，并能延長(zhǎng)食品的保存期，用于糖果、速溶食品、人造奶油和冷飲食品等，可以起到乳化、分散和濕潤(rùn)等作用；還可以用于肉類和禽蛋類食品、乳制品，以及各種方便食品，均能產(chǎn)生一些特殊的作用。大豆磷脂能提高烘焙食品的加工性能：如，增強(qiáng)對(duì)水分的吸收，使面團(tuán)柔軟易加工，產(chǎn)品膨松且具有特殊香味。為了增加面包的蛋白質(zhì)含量，在面粉中加入約12%的脫脂大豆粉，再加入1%的磷脂，可制成高質(zhì)量的營(yíng)養(yǎng)包。制作普通面包，磷脂與面粉按0.025～0.005：1的比例混合，可使面包皮柔軟光滑，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻細(xì)密、氣味芳香。在掛面中加入少量磷脂可改善口味，提高掛面的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。此外，磷脂作為食品乳化劑，在冰淇淋等食品的制作中已得到了廣泛的應(yīng)用。
2）在醫(yī)藥保健中的應(yīng)用
大豆卵磷脂作為醫(yī)藥保健品的添加劑已越來(lái)越受到重視。它具有降低人體血清膽固醇的作用。高純度的磷脂可作為靜脈注射營(yíng)養(yǎng)劑的主要成分。磷脂復(fù)合物是生命細(xì)胞的重要組成部分，它影響著細(xì)胞的生命活力，對(duì)細(xì)胞膜的滲透性起著重要的作用。此外，將磷脂添加到各種化妝品中均能起到較好的護(hù)膚效果。大豆磷脂是人體組織組成的重要成分之一，它可以作為日常多聚磷酸膽胺的來(lái)源，它關(guān)系到機(jī)體內(nèi)脂肪、膽固醇的代謝酶系統(tǒng)和脂肪在肝臟的轉(zhuǎn)化作用等。大豆磷脂還是腦和神經(jīng)系統(tǒng)中乙酰膽堿，以及前列腺等活性物質(zhì)的前體，并能溶解和清除機(jī)體內(nèi)的某些過(guò)氧化脂質(zhì)、活化腦細(xì)胞、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌體系。
延緩衰老功能：人體細(xì)胞的細(xì)胞膜主要是由卵磷脂構(gòu)成的。人體補(bǔ)充卵磷脂可以修補(bǔ)被損傷的細(xì)胞膜，增加細(xì)胞膜的脂肪酸的不飽和度可改善膜的功能，使其軟化和年輕化。這樣就提高了人體的代謝能力、自愈能力和機(jī)體組織的再生能力，從而增強(qiáng)人體整體的生命活力，從根本上延緩人體的衰老，對(duì)人體衰老而引發(fā)的動(dòng)作不協(xié)調(diào)等癥狀有相當(dāng)高程度的改善，保持人類的健康、年輕與活力。
調(diào)節(jié)血脂，降低膽固醇：引起動(dòng)脈硬化的膽固醇上脂肪性的蠟狀物質(zhì)。如果膽固醇含量過(guò)高，富積在動(dòng)脈壁上，就會(huì)嚴(yán)重影響血液循環(huán)，是引起心、腦血管病的主要原因。卵磷脂具有顯著降低膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白的作用，這主要是因?yàn)槁蚜字娜榛饔糜绊懥四懝檀寂c脂肪的運(yùn)輸與沉積，并能除去過(guò)剩的甘油三酯。因此，大豆卵磷脂可以有效地降低過(guò)高的血脂和膽固醇，進(jìn)而防治因其而引起的心腦血管疾病。
強(qiáng)化腦部功能，增強(qiáng)記憶力：在腦神經(jīng)細(xì)胞中，卵磷脂的含量約占其質(zhì)量的17%～20%。“乙酰膽堿”是大腦內(nèi)的一種信息傳遞物質(zhì)，“膽堿”是大豆卵磷脂的基本成分，卵磷脂的充分供應(yīng)將保證有充足的“膽堿”與人體內(nèi)的“乙酰”合成為“乙酰膽堿”，從而為人腦提供充分的信息傳遞物質(zhì)，進(jìn)而提高腦細(xì)胞的活性化程度，提高記憶與智力水平。
防治糖尿病的作用：糖尿病是一種內(nèi)分泌代謝疾病，多數(shù)患者都存在脂肪代謝障礙。降低血脂的方法除使用藥物外，還可以選擇大豆卵磷脂。大豆卵磷脂的降脂原理明確，效果可靠，沒(méi)有副作用，并且還能改善細(xì)胞的功能，提高細(xì)胞的代謝能力，供給機(jī)體所需的能量。
3)在飼料工業(yè)中的應(yīng)用
在飼料工業(yè)中，大豆可應(yīng)用于提高飼料能量及氨基酸、脂溶性維生素E的含量。每克脂肪可提供37.7kJ熱量，是蛋白質(zhì)、糖類熱量的一倍。如添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的大豆卵磷脂，相當(dāng)于提高28%的能量。
乳化穩(wěn)定劑：因磷脂分子具有親水和親油兩個(gè)基團(tuán)，因此磷脂是很好的脂肪乳化劑。在小牛代乳料、仔豬奶等液體飼料中，磷脂可以起到有助于乳化液的形成，并使之穩(wěn)定的作用。大豆磷脂的乳化性能在快速制備液體飼料時(shí)，加速脂肪分散，透明度脂肪的利用率。
懸浮劑：磷脂不僅能使水中脂肪乳化，且對(duì)不溶于水的組分也有作用。磷脂能影響不溶性組分在液體飼料中的沉降。粘結(jié)劑：粗磷脂加入配合飼料或預(yù)混料中，可起到粘結(jié)作用，可減少混合飼料中的粉末。
潤(rùn)滑劑：磷脂具有良好的潤(rùn)滑性，造粒時(shí)可減少對(duì)設(shè)備的磨損，同時(shí)降低能耗，并使飼料因摩擦升溫減到最小。因此，這種顆粒能迅速冷卻下來(lái)，發(fā)霉的危險(xiǎn)隨之減小。
4)在化妝品中的應(yīng)用
大豆磷脂具有較強(qiáng)的表面活性和膠體性質(zhì)。同時(shí)，它又是所有生物細(xì)胞的重要成分之一。在機(jī)體細(xì)胞代謝和細(xì)胞膜滲透性調(diào)節(jié)方面起著重要作用。大豆卵磷脂對(duì)人體皮膚有良好的保濕性和滲透性，具有抗氧化、抗靜電、乳化、分散、濕潤(rùn)、滲透、保濕、調(diào)理、軟化、潤(rùn)膚和柔發(fā)等多種功能。長(zhǎng)期使用含大豆磷脂的化妝品，可改善皮膚營(yíng)養(yǎng)，減少皮膚褶皺，增加皮膚光澤，使皮膚細(xì)嫩，并能消除皮膚色素沉著，減少和祛除老年斑，延緩皮膚衰老。還可以促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)和減少白發(fā)。
5)在其他方面的應(yīng)用
除了上述應(yīng)用之外，大豆磷脂在紡織品、橡膠、塑料、皮革、染料、油漆、石油化工、農(nóng)藥等行業(yè)也得到了較為廣泛的應(yīng)用。
制備[1-2]
卵磷脂普遍存在于蛋黃、動(dòng)物腦、大豆、玉米、棉籽等資源中，在實(shí)際應(yīng)用中，主要從大豆、蛋黃中提取。提取高純度卵磷脂一直是磷脂研究的重要課題。大豆加工豆油的油腳中含有40%～50%的磷脂，大豆卵磷脂中卵磷脂含量約為16%～20%。大豆卵磷脂的提取分離方法主要有：
1)有機(jī)溶劑法
傳統(tǒng)的卵磷脂生產(chǎn)多采用有機(jī)溶劑進(jìn)行提取，其原理是根據(jù)混合磷脂中各組分在溶劑中溶解性的差異而實(shí)現(xiàn)分離，所用溶劑一般為C1～C4的低碳醇、正己烷、石油醚、乙醚、乙酸乙酯等。溶劑提取法的關(guān)鍵在于找到一個(gè)好的溶劑或溶劑體系，在提取時(shí)必須控制好溫度、溶劑用量、溶劑濃度等。有機(jī)溶劑從提取方式分為單一溶劑提取法和混合溶劑提取法。
2)有機(jī)溶劑無(wú)機(jī)鹽復(fù)合沉淀法
該法是利用卵磷脂可與某些無(wú)機(jī)鹽生成沉淀的性質(zhì)，把卵磷脂從磷脂中提取出來(lái)，從而達(dá)到與其他磷脂分離，除去蛋白質(zhì)和脂肪的目的。對(duì)幾種無(wú)機(jī)鹽，如CdCl2、MgCl2、CaCl2、ZnCl2用于提取大豆卵磷脂進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為，ZnCl2是較為理想的沉淀劑。
3)色層分離技術(shù)法
色層分離是一種高效的分離技術(shù)，過(guò)去大多用在實(shí)驗(yàn)室中，近20年來(lái)規(guī)模逐漸放大并應(yīng)用到工業(yè)上。在大豆卵磷脂提取中常用的色層分離技術(shù)有薄層色譜法、柱色譜法及高效液相色譜法。
4)薄層色譜分離技術(shù)
用離心薄層色譜法(CTLC)純化大豆卵磷脂，用高效液相色譜和薄層色譜鑒定，結(jié)果采用進(jìn)樣量1000mg能得到716mg純SPC。CTLC法簡(jiǎn)便且制備量較大，產(chǎn)品清除了中性雜質(zhì)和其它磷脂，SPC純度達(dá)到99.99%。
5)柱色譜分離技術(shù)
柱層析是以吸附劑為固定相，移動(dòng)相中的溶質(zhì)在通過(guò)固定相時(shí)，由于它們的吸附和解吸能力的不同，從而達(dá)到分離的目的。李衛(wèi)等[8]以硅膠為吸附劑，用梯度差為(1∶2)～(2∶1)的甲醇和氯仿的混合液進(jìn)行凹形梯度洗脫，可以對(duì)卵磷脂進(jìn)行洗脫，洗脫劑用量?jī)H為柱體積的5～6倍，洗脫時(shí)間僅為6h。
6)超臨界萃取技術(shù)
超臨界萃取技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速的一項(xiàng)新技術(shù)。常用的CO2超臨界流體，能充分保留產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)和功能特性。通過(guò)正交試驗(yàn)，研究超臨界CO2萃取制首烏中卵磷脂成分的工藝條件。優(yōu)選出工藝條件為：萃取壓力32MPa，萃取溫度50℃，解析釜壓力為6MPa，解析釜溫度55℃。
7)膜分離法
此法是根據(jù)卵磷脂中不同組分分子量的大小，它們通過(guò)半透膜的難易程度不同，將卵磷脂從混合物中分離出來(lái)。如使溶于乙烷、異丙醇混合液的磷脂溶液通過(guò)聚丙烯半透膜，可使卵磷脂濃度由25%提高到51%。
參考文獻(xiàn)
[1] 蔡卓, 程龍軍, 江彩英, et al. 大豆卵磷脂的研究現(xiàn)狀[J]. 化工技術(shù)與開(kāi)發(fā), 2008, 037(009):34-37.
[2] 霍永琛. 大豆卵磷脂的研究進(jìn)展[J]. 明膠科學(xué)與技術(shù), 2007, 27(003):113-117.