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大豆磷脂的特性及其制备和应用

2021-01-27 来源:步旅网
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专论与综述 张廷坤:大豆磷脂的特性盈其制备和应用 一 大豆磷脂的特性及其制备和应用 ≥; (军事医学科学院卫生学环境医学研究所,天津市,300050) 摘要大豆磷脂是大豆油生产过程中的副产品,它是一种理想的多用途天然原料,具有十分独特的功能和作用。 并已在许多领域内得到了较广泛的应用 为此+本文较系统地阐述了大豆磷脂的化学组成和理化特性及其不同箭备 方法,并介绍了大豆磷脂在化妆品、食 关键词查里壁堕 方法 1 Abstract:Soybean phospholipid( manufacture of soy- bean oil is an ideal natural raw material with many uses,it has unique functions and actions,so it has been widely ap. plied in various of fir]&.For this reason,the chemical compositions and characteristics in physics and chemistry[or SBPL as well as the methods of preparation have been systematically described in this paper,and its applications in many industries,such as cosmetics,f ̄ods,health products etc.has also been introduced. Keywords:soybean phosphol[pid,method of preparation,characteristic,application 0引言 伯醇基时称之为 型,为甘油的仲醇基时称 型。它 大豆磷脂(Soybean Phospholipld.简称SBPL)是 们的化学结构通式如下所示 :。 大豆油生产过程中毛油水化脱胶时的副产物.经进一 O 『『 步脱水、纯化处理即得市售SBPL“ 通常,SBPL是 RI—C一0 CH。 0 由卵磷脂、脑磷脂、磷脂肌醇和磷脂酸等成分组成的 I 『『 R 一C『『-O--CH--CHz 0 P 0 M 混合物。SBPL是一种性能良好的天然离子型表面活 0 HO 性剂,具有乳化、软化、润湿、分散、渗透、增溶,消泡和 其中,R 和R。分别表示C ~c 的饱和或不饱 抗氧化等多种功能,可广泛用于化妆品、食品,医疗保 和脂肪酸,它们主要包括软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油 健品、纺织、皮革和动物饲料等行业 据估i十【 , 酸、亚麻油酸和花生烯酸等 ,其组成比例见表1。 全世界磷脂的年需求量约75000t,而SBPL则占据着 表1大豆磷脂的脂肪酸组成( ) 极其重要的地位。为此,世界上许多国家均非常重视 SBPL的特性、生产工艺及其开发应用等方面的研 究,不同类型的SBPL已相继问世。同时,SBPL也在 许多领域内获得了较广泛的推广应用。 M表示与磷酸羟基相连的不同取代基,并由此 1大豆磷脂的化学组成 构成了不同类型的磷脂,它们的化学组成分别是:M 磷脂是自然界中存在的一种主要复脂,它广泛存 H磷脂酸(PA);M=CH:CH2N (CH );磷脂酰胆 在于人及动物体 脑、神经系统、心肝等器官和各种微 碱,或称卵磷脂(Pc);M=CH。CH N—H 磷脂酰乙醇 生物、禽蛋类以及大部分植物种子之中,几乎所有生 胺.或称脑磷脂(PE){M=C H(0H) 磷脂酰肌醇 物细胞内都含磷脂 。但已经形成工业商品化大规模 (PI)}M—CH CH(N H;)磷脂丝氨酸(Ps)。 生产和应用最广泛者当属SBPL。通常,大豆中仿磷 t CO0一 脂约为1.5 ~3.o ,它是由卵磷脂、脑磷脂、磷酸 sBPL与动物磷脂如蛋黄磷脂相比较,其所包含 肌醇、游离脂肪酸等成分组成的复杂混合物,其化学 的主要成分基本相同,但各成分的含量则有所差 组成是由甘油分别与脂肪酸、磷酸以及取代磷酸缩舍 异0 ,详见表2。 形成的酯。其中,甘油的两个脂键分别与脂肪酸连接。 此外,SBPL中还含有少量的碳水化合物、掰醇、 另一个脂键与磷酸相连,在磷酸的一个羟基上,再与 中性油和维生索E.K等成分。 相应的M取代基结合。与磷脂相连的羟基为甘油的 2大豆磷脂的特性 第一作者『奇彳卜; 张硅坤,男·1953年9月生,助研 26· 维普资讯 http://www.cqvip.com

19E'7年第6期 日用化学工业 表2磷脂的化学组成( ) 2.1大豆磷脂的物理特性 一 SBPL是一种淡黄色至棕色(视脱色、漂白程度 而定)无嗅或略有气味的流动液态粘稠状物质。通常, SBPL 内盐形式存在,为非极性化合物,故可溶于 脂肪族和芳香族碳氢化合物及卤代烃或植物油等非 极性溶剂,但不溶于丙酮等极性溶剂。它也属于两性 电解质,其分子结构中具有疏水脂端和亲水的磷酸及 有机胺一端,在水中可形成双层结构。纯SBPL在水 中的溶解度很小,但它极易吸潮,吸潮后其体积增大, 并形成磷脂水合物则又变为极性化合物而不溶于油, 故在磷脂的制备过程中常采用水法脱胶将SBPL从 油中沉淀分离出来。 SBPL具有两性电离特性,所以,它是一种优良 乳化剂,可使水和脂溶性物质形成乳化液 在热水及 偏碱条件下(pH8以上),其乳化能力提高。但酸式盐 类可破坏SBPL的乳化,并使之分层产生沉淀。 由于SBPL分子中存在大量不饱和脂肪酸,很容 易被空气中的氧所氧化。而温度升高更加快此种氧化 的产生,8012时,SBPL开始变色,在1 20"C时开始分 解 因此.使用SBPL时,应注意控制温度或加入适当 的抗氧剂.以防止氧化的产生。 2.2大豆磷脂的化学特性 ” 从SBPL的结构上看来,其化学性质主要表现在 它的脂键、脂肪酸和磷脂的M取代基上。 2.2.1水解反应 (1)碱性水解SBPL在碱性条件下煮沸可发 生皂化水解反应,生成脂肪酸钠盐、甘油磷酸酯、磷酸 肌醇、有机胺和单甘油磷酸胆碱等复合产物。如延长 水解时间,则可进一步分解生成甘油、肌醇、磷酸盐等 小分子水解产物。 (2)酸性水解SBPL在酸性条件下受热后. 可以使它完全水解,生成游离脂肪酸、甘油、肌醇和磷 酸等小分子产物。 (3)酶促水解 目前,已发现在动物体内至少 专论与综连 有四种特殊磷脂酶可分解不同的脂键,使磷脂发生水 解。如蛇卵磷脂酶,它能专一作用于磷脂的不饱和脂 肪酸酯键,使其分解‘“。当将SBPL应用化妆品,并涂 抹于人体皮肤之上时,SBPL渗透到皮肤角质层后, 可被其中的酶水解生成一些生物活性分子,从而产生 护肤之特殊功效 。 2.2.2加成反应 由于SBPL结构中含有不饱和脂肪酸,故其中的 不饱和键可以发生各种加成反应。在酸、N 或H 0: 等催化剂存在下,SBPL可与氢发生加成反应,生成 饱和SBPL。同样,在一定条件下,SBPL也可与卤素、 卣氢酸等进行加成反应,生成相应的卤代SBPL产 物。 2.2.3乙酰化反应 脑磷脂结构中的自由氨基,可与乙酸酐、乙酸乙 酯等酰化剂反应,生成乙酰化产物。 2.2.4其它反应 SBPL以H SO.或H0s0 cl(氯磺酸)作硫化 剂,在醛或酮存在下,可反应生成硫化磷脂。此外, SBPL还可与某些重金属盐类,如Cd、Pt、Hg的氯化 物及Ca、Mg等金属离子均可发生反应,生成络合产 物,此类反应可用于分离鉴定SBPL中的成分。 3大豆磷脂的制备方法 对于磷脂的制备,因原料不同,其方法有较大差 异。一般以动物原料(脑、卵黄等)制备磷脂时,工艺中 常用到几种有机溶剂,成本较高,且分离纯化程序也 较复杂 “:。而SBPL的制备方法简单,主要包括以 下几种。 3.1普通大豆磷脂的制备 3.1 1水化脱胶法 将大豆毛油过滤后.在快速搅拌下,间接蒸汽加 热至70"C,均匀加入质量分数为7 ~12 的8012 热水,待SBPL胶粒从油中析出后,升温至85℃~ 90"(2后停止加热 继续搅拌lOmin,静置6h~8h,分 离出上部油层.底部沉淀物即为粗SBPL 。在脱 胶过程中,可加入0.1 的乙酸酐或磷酸作为助剂, 使脱腔顺利进行 ]。 将粗SBPL转入真空浓缩罐中.间接蒸汽加热至 9O℃,在700mmHg的真空度下进行脱水。当分水罐 中无水滴时,将温度降至5O'(2,加入磷量的3 ~4 H2O2,于50"C,300mmHg ̄S00mmHg真空度下脱色 60min。之后,升温至7O℃~8O℃,继续脱水,直至分 水罐中无水滴为止 。也可采用连续薄膜蒸发器,在 -27- 维普资讯 http://www.cqvip.com

专论与综述 张延坤 大豆碑脂的特性及其御备和应用 真空度25mmHg~2OmmI-|g.115"C条件下脱水 2min,即可得到含0.5 水分的商业用SBPL 。 3.1.2有机溶剂提取法 (1)乙醇提取纯化法将粗SBPL与2~3倍量 95 乙醇混合,于3O℃~5O℃提取3~4次,过滤。向 滤液中加入l0 ~20 的水,分出中性油。再将水醇 混合液通过三氯化铝层析柱,之后用乙醇洗脱SB- PL,回收溶剂后即得高纯SBPL 该产品中卵磷脂含 量高达85 ~9O ,质量较高。 (2)己烷提取法取大豆油角,加入1.4倍己烷, 于室温充分混匀。离心Stain(200rpm),回收溶剂即 得SBPL 。 3.2特殊大豆磷脂的制备 3.2 1固态大豆磷脂的制备方法 取扭SBPL溶于1倍量乙醚中,搅拌加入丙酮, 至析出沉淀时,继续滴加丙酮使上清液不再出现混浊 为止(约2.3倍量丙酮)。分离,沉淀物回收溶剂后得 含磷脂92.3 的固态SBPL。该产品中水和油的含量 都很低,易于贮存 3.2.2脱色大豆磷脂的制备方法 将粗SBPL用己烷提取后,用无机酸将己烷提取 液的pH调至4.0.加入1,6 ~2 7 的H o .于50C 搅拌脱色120min。用碱调pH至中性,回收溶剂后可 得色价为9~8的优质脱色SBPL : 3.2.3透明和液化大豆磷脂的制备方法 将粗SBPL用自动清洗或人工清洗的特殊板式 或拒式过滤器过滤,除去全部杂质和粗油。或只除杂 质不去油,可制得透明SBPL。如在较纯的SBPL中 加入适量CaCI:、脂肪酸和植物油,或加入特殊稀释 剂,即可制成液化SBPL : 3.2.4改性大豆磷脂的制备方法 所谓改性,就是在SBPL结构中引入某些特殊基 因,从而使SBPL的结构和性质均发生了根本性的改 变。 (1)脱色酰化大豆磷脂的制备方法取己烷提取 的SBPL溶液,在50 ̄C搅拌条件下,滴加2 的 H O ,脱色30rain后,再加入磷脂总量3 的乙酸酐, 继续反应60min。回收溶剂,得酰化SBPL 其酰化率 为89.6 “ 该产品改变了脑磷脂的HLB值,其乳 化稳定性可达到470min c 2)羟氯化大豆磷脂的制备方法称取纯化后的 SI'IPL 1,00g于1000mI三颈瓶中.加入300ml己烷, 搅拌使之溶解。升温至50"C,加入磷脂总量22.5%的 28· NaCIO,以乙酸调pH4.5.搅拌反应60rain.并分别以 100ml术洗三次。将上层液回收溶剂后得羟氨化SB- PI “ 据测定.用该产品0.1 量进行乳化稳定性试 验.其半价时间分别是脱油SBPL和浓缩SBPL的 ]2.39倍和28.7倍。用其0.3 量加入全脂奶粉中浏 定它的润湿性和分散性.结果是20秒内其润湿分散 度高达92.从而提高了SBPL的性能。 (3)羟化大豆磷脂的制备方法在弱酸性条件下 (乳酸或乙酸),于SBPL中加入适量的H O .加热反 应即得 该产品在水中具有高度分散性能,用途比 较广泛。 4大豆磷脂的应用 4.1大豆磷脂在化妆品中的应用 SBPL具有较强的表面活性和胶体性质。此外, 它又是所有生物细胞的重要成分之一,在机体细胞代 谢和细胞膜渗透性调节方面起着重要作用。因此, SBPL对人体皮肤有着良好的保湿性和渗透性,具有 抗氧化、抗静电、乳化、分散、润湿、渗透、保湿、调理、 软化、润肤、稳定剂型和柔发等多种功能 。人长期 使用含SBPL的化妆品,可改善其皮肤营养,减少皮 肤皱折.增加皮肤光泽.使皮肤细嫩。并能消除皮肤色 素况着,减少和去除老年斑,延缓皮肤衰老 还可促进 毛发生长和减少白发 由此可见,SBPL是一种十 分理想的天然优质化妆品原料。 SBPL可广泛用于生产护肤、洁肤膏霜、洁面剂 和洗肤剂、防硒剂和晒黑剂等护肤产品;洗发香波 (膏) 喷发胶、烫发、染发、头发修饰和调理荆及护发 素等发用化妆品;口红、睫毛油、面用香粉、粉饼等美 容制品;浴用产品和剃须膏等制品 。 4.2大豆瞬脂在食品工业中的应用 SBPL具有多种特性,其在食品中的主要用途就 在于它的乳化、润湿 稳定、脱模、分离调解、抗氧化和 防止淀粉老化等作用 ” 。园此,作为食品添加剂,它 用于焙烤食品,可增大面团体积及其均一性和起酥 性,并能延长食品的保存期一用于糖果、速溶食品、人 造奶油和冷饮食品等。可起到乳化、润湿和分散等作 用I还可用于肉类和禽蛋类食品、乳制品及各种方便 食品,均能产生一些特殊的作用。 4.3大豆磷脂在医疗保健晶中的应用 SBPL是人体组织组成的重要成分之一,所以. 它可作为日常多聚辞酸胆胺的来源,关系到机体内脂 肪、胆固醇的代谢酶系统和脂肪在肝脏中的转化作用 等 此外,SBPL还是脑和神经系统中乙酰胆碱以及 维普资讯 http://www.cqvip.com

1997年第6期 日用化学工业 专论与暮述 前列腺等活性物质的前体 。并能溶解和清除机体内 的某些过氧化脂质、活化脑细胞 调节内分泌体系 所 以,将SBPL用于抗衰老保健品.可延长寿命,对各种 老年病和老年性痴呆、脑血管系统疾病均有不同程度 地缓解和治疗作用 SBPL也可以调节机体内胆固醇 和脂类代谢,能减少和部分清除血管壁胆固醇的沉 积.故可用于防治心血管疾病。SBPL还可增加和改 善血液凝固,故SBPL可用于补血制品的生产。 改进、改性产品的研制等方面深入开展研究,进一步 发掘SBPL在有关行业中的新用途,使国内丰富的 SBPL资源真正得到充分的开发和利用,更加促进人 民健康水平的提高和国民经济的迅速发展 参考文献 [1]仝叠根食品工业科技,1990,(3)r18 胡蓖光华等.无锡轻工业学院学报,i993,I2(4):298 [3]张虹.禽品科学,1987,【3)r32 [4]石煌.食品与发醉工业,1982,(4)r98 [5]橱幛等.椎油食品科技,i990,(1)r11 [6]全国13用分学工业信息中心.欧洲化妆品杂志(中国特辑).1995, (1):57 此外,SBPL还具有保护肝脏,防止脂肪肝和肝 硬化。能部分溶解胆结石和防止胆结石的生成。也可 以消豫烟、酒和苯胺等毒性物质对人体的危害,具有 定的解毒作用 研究还发现0。SBPL制品可用于 [7]蒋兴仁.食品工业科技,1990,(4)I12 [8]橱堑生.日用化学工业,1991,(1)I 94 治疗糖尿病、关节炎、低血压、胃扩张、便秘、痔疮和神 经官能症等多种慢性疾病 [9]Warren Mw t a1.J Am Oil Chem Soc,I988,65(7):l136 [10: 全根等.食品工业科技,1990,(4),6 [11]Dubichar AG et a1.CA,1985,103:119151k [1Z]Ha.a HJ et BI.J Food sc;,1988,53(2)|425 [13] ̄anchox RA et a】.J Chromatg,1982,236l519 [14]Turel P.J l ̄chem J 1975,I49{735 [15]何文中穗油食品科拄,1990,(3):15 [16]Anon J.J AM Oil Chem soc,1981,S8£779A [17]BrianR.JAmOil Chem s ,1976.53:27 [183绦操山.日用化学工业,i999,(2) 23 4.4大豆磷脂在其它方面的应用 除上述应用之外.SBPL在纺织品、橡胶、塑料、 皮革、染料、油漆、石油化工、农药以及动物饲料等行 业也得到了较广泛的应用 5结语 总之,SBPL具有多种特性和作用,它已在化妆 品、食品和医疗保健品等领域内得到了较广泛的应 用,是一种应用价值很高的多功能天然原料。我国盛 产大豆,SBPL资源十分丰富,因此,在以往研究的基 础上,还应继续在SBPL的特性与作用、制备工艺的 广告 收稿日期r96一lO—l5 广3"1i协进化学工程公司 (罗纳·普朗克公司分销商) 主要产品名称 汉生胶(黄原腔)H型 性能及应用 用于香坡(可稳定ZPT等)、膏霜、牙膏(彩色牙膏)等.起增稠、悬浮及乳藏稳 透明型投生靛T型 椰油羟乙基磺酸钠/混舍脂肪酸AS-2oo 油醇醚一20 ON一870 定作用,流变性好 用于洗面奶、潜藏、香皂等.性能温和.良好的钙皂分散性,泡沫细腻 O/W乳化剂(HLB值l5.4),用于摩丝、膏霜、洗面奶等 聚季胺盐一7 M550 玲配珠光浓缩禳 CP一620 瓜尔腔羟丙基三甲基氯化铵C一14一S 羟丙基瓜尔腔羟丙基三甲基氯化铵C一162 愠和皂剂浓缩讯MSB · 椰油两性醋酸钠c一32 椰油酰胺丙基甜菜碱BET C一30 NP 给予头发极好光泽、捐滑和柔软性,常与瓜尔腹配合使用 具有极佳的珠光和光泽,可在室温下加入.适用于香搜、液体皂和各种十人护 理用品中 对护发、护肤品有杰出的调理性和增稠性.无刺激性.主要用于二合一珠光香 渡中作调理剂 用于透明二舍一香波和护肤品中为调理荆,具有更优越的调理性 一种愠和的皂荆.泡沫丰富.用于淋浴禳,诘面乳等 极温和的两性表面活性剂,特别适用于耍儿妇女用品 高泡两性表面活性剂.常用于高质量的香波、洗手液等个人护理品 地址:(510070)广州市先烈中路100号科簧街A3o7童 电话:(020)8766 8290 8775 0858(台传真)(0)139 3060072 银{亍帐号:中行先烈中办93 0511010113 ·29· 

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