大豆磷脂是大豆油生產(chǎn)過程中毛油水化脫膠時(shí)的副產(chǎn)物經(jīng)進(jìn)一步脫水、純化處理而得。大豆磷脂是一種性能優(yōu)良的天然離子型表面活性劑，具有乳化、軟化、潤濕、分散，滲透、增濕以及無毒、無刺激、無污染、生物活性、抗氧化等多種功能特點(diǎn)，可廣泛用于化妝品、食品、醫(yī)療保健品、紡織、皮革和動(dòng)物飼料等行業(yè)。另外，我國盛產(chǎn)大豆，原料資源豐富。因此，對大豆的理化特性及其在藥劑方面的應(yīng)用的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。
1、大豆磷脂的組成及結(jié)構(gòu)
大豆磷脂(Soybeanphosphotide)是生產(chǎn)豆油的油腳中提取出來的一種良好的天然界面活性劑和營養(yǎng)劑，大豆磷脂中主要成分的結(jié)構(gòu)多為酰基，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
其中R1、R2是C14～C15的飽和或不飽和脂肪羧酸。而X的不同則構(gòu)成不同的磷脂。當(dāng)X分別為CH2CH2N+(CH3)3、C6H6(OH)3、CH3CH2NH2、CH2CH(N+H3)COO-時(shí)，所生成的磷脂相對應(yīng)分別為磷脂酰膽堿(俗稱卵磷脂，代號PC，含量27.3%)，磷脂酰肌醇(俗稱肌醇磷脂，代號PI，含量為16.7%)、磷脂酰乙醇胺(俗稱腦磷脂，代號PE，含量14.3%)、磷脂酰絲氨酸(代號PS，含量17.0%)。
2、大豆磷脂的性質(zhì)
2.1大豆磷脂的物理性質(zhì)
大豆磷脂產(chǎn)品從其形狀上可分為液態(tài)、膏狀、粉狀;從其工藝上可分為粗磷脂、濃縮磷脂、高純度磷脂和改性磷脂。大豆磷脂為棕到淺黃色，深淺程度由脫色而定。如精制可得無臭氣、味道溫和的磷脂。磷脂的稠度視所含脂肪酸量而變，從可塑狀態(tài)到液體狀態(tài)。
大豆磷脂溶解于甘油酯載體、脂肪酸、甾醇等。利用這一特性可使磷脂得到分離、提純和測定。大豆磷脂不溶于水，但在水中膨脹，呈膠體溶液。
純大豆磷脂在空氣中或陽光照射下不穩(wěn)定，會(huì)很快氧化、變色。但如有少量豆油存在便能起到保護(hù)作用，使磷脂不發(fā)生變質(zhì)，大豆磷脂不耐高溫，80℃就開始變?yōu)樽厣�，�?20℃時(shí)就開始分解。據(jù)研究，磷脂在加熱初期先生成共軛二稀化合物，再通過膽堿和磷脂的接觸作用，羰基化合物進(jìn)行了聚合，磷脂的棕色反應(yīng)主要是磷脂酰膽堿起作用。大豆磷脂具有吸濕性，在熱水或pH值8以上時(shí)更容易乳化，磷脂中的卵磷脂其脂肪酸組分是非極性的，在分子的一端具有強(qiáng)的親脂性的脂肪酸核，在另一端則是強(qiáng)親水的氨基或磷酸核，因而大豆磷脂是極少天然食用的油溶性或油分散性表面活性劑之一，在非均勻的體系中，磷脂分子排成單分子膜，脂肪酸核朝向親油性表面，而磷酸或氨基則面向親水性的表面，經(jīng)過這樣的排列之后，可使非均勻體系的交界處的表面張力降低，從而很快起到潤濕作用，使黏度降低，使乳化作用和分散作用得到穩(wěn)定。
2.2大豆磷脂的化學(xué)性質(zhì)
從大豆磷脂的結(jié)構(gòu)上看,其化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在它的脂鏈、脂肪酸和磷脂的M取代基上,可發(fā)生水解、加成、乙�；然瘜W(xué)反應(yīng)。(1)水解反應(yīng)大豆磷脂在堿性條件下煮沸可發(fā)生皂化水解反應(yīng),生成脂肪酸鈉鹽、甘油磷酸酯、磷酸肌醇、有機(jī)胺和單甘油磷酸膽堿等復(fù)合產(chǎn)物。如果延長水解時(shí)間,則可進(jìn)一步分解生成甘油、肌醇、磷酸鹽等小分子水解產(chǎn)物;在酸性條件下加熱,可使大豆磷脂完全水解,生成游離脂肪酸、甘油、肌醇和磷酸鹽等小分子產(chǎn)物。(2)加成反應(yīng)在酸、鎳或過氧化物等催化劑存在下,大豆磷脂可與氫發(fā)生加成反應(yīng),生成飽和大豆磷脂。同樣,在一定條件下,大豆磷脂也可與鹵素、氫鹵酸等發(fā)生加成反應(yīng),生成相應(yīng)的鹵代大豆磷脂。(3)乙�；磻�(yīng)腦磷脂結(jié)構(gòu)中的自由氨基,可與乙酸酐、乙酸乙酯等�；瘎┌l(fā)生反應(yīng),生成相應(yīng)的乙酰化產(chǎn)物。(4)其他反應(yīng)在醛或酮存在下,大豆磷脂以硫酸或氯磺酸作硫化劑,可反應(yīng)生成硫化磷脂。此外,大豆磷脂還可與Cd、Pt、Hg的氯化物及Ca2+、Mg2+等金屬離子發(fā)生反應(yīng),生成相應(yīng)的絡(luò)合產(chǎn)物。
3大豆磷脂產(chǎn)品類型
目前,市售大豆磷脂品種多達(dá)幾千種,如美國中央公司有40個(gè)品種,ADM公司有33個(gè)品種,其它如日清、真磷脂和LucassMeyer公司等也都有各具特色的產(chǎn)品。由于各公司生產(chǎn)制備方法不同以及采用生產(chǎn)磷脂的原料大豆品種的差異,產(chǎn)品的組成成分亦有不同,從而導(dǎo)致產(chǎn)品理化特性,尤其是功能特性都有所不同。至今國內(nèi)外尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對大豆磷脂產(chǎn)品進(jìn)行分類,但大多數(shù)學(xué)者和公司均以美國大豆生產(chǎn)協(xié)會(huì)和貿(mào)易法規(guī)定的分類法為基礎(chǔ)進(jìn)行分類。
3.1濃縮大豆磷脂
大豆油精煉脫膠處理的副產(chǎn)品——水化油腳經(jīng)真空脫水制得的產(chǎn)品即為濃縮大豆磷脂。磷脂在天然油中以內(nèi)鹽結(jié)構(gòu)形式存在,內(nèi)鹽結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、體積小、極性弱、易分散于油中。依據(jù)磷脂的吸水膨脹特性,其制備工藝方法是在水化油腳中加入熱水或通蒸汽使其水化,由于極性增加,體積增大,磷脂膠團(tuán)之間易吸引締合并沉淀下來,經(jīng)過靜置分層或離心分離磷脂從油脂中析出,最后再進(jìn)行真空脫水處理。根據(jù)加工過程的不同可分為未脫色、脫色、二次脫色磷脂。
濃縮大豆磷脂一般含有60%～65%的不溶物及36%～40%的大豆油,正己烷不溶物含量≤0.3%,磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸是磷脂的主要組成成分,甘油三酸酯結(jié)構(gòu)中的脂肪酸主要是不飽和脂肪酸,同時(shí)該磷脂中富含維生素E,因此也是天然維生素E加工的原料。
3.2混合磷脂
混合磷脂是向磷脂內(nèi)添加非反應(yīng)性物質(zhì)而得到的產(chǎn)品,從工藝角度上講是一種物理改性,屬非反應(yīng)改性磷脂產(chǎn)品。由于磷脂與某些添加物之間存在協(xié)同效應(yīng),使磷脂在加入特定添加物后性質(zhì)和功能都發(fā)生了改變,混合磷脂通常使用的添加物稱為磷脂專用混合油,如聚山梨酸酯、單甘酯、改性單甘酯、羊毛脂衍生物、特殊溶劑和其它表面活性劑。
3.3改性磷脂
磷脂是一種油溶性表面活性劑,由于它的油水平衡值較低,如濃縮磷脂為3～4,粉末大豆磷脂為5～7,因此磷脂在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用受到很大程度的限制。為了擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍,磷脂可以通過水解、氫化、羥基化、乙氧基化、鹵化、磺化、酰化、琥珀酰化、臭氧化及磷酸化等反應(yīng)進(jìn)行改性,這種化學(xué)改性可以改善和提高磷脂的耐熱性、乳化性以及在水溶液體系中的分散性,目前已工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的主要有羥基化、�；八獾犬a(chǎn)品。
3.4精制大豆磷脂
濃縮大豆磷脂經(jīng)脫油、精制可成為純天然磷脂混合物,然后用乙醇對脫油磷脂進(jìn)行提取,將得到富含磷脂膽堿(卵磷脂)的乙醇可溶物與富含磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇的乙醇不溶物,從而可分離出磷脂膽堿(卵磷脂)和磷脂酰乙醇胺與磷脂酰肌醇的混合物,其中磷脂膽堿提取物是良好的O/W型乳化劑,而磷脂酰乙醇胺與磷脂酰肌醇提取物是良好的W/O型乳化劑。
4大豆磷脂的生理功能
磷脂是含有磷酸根的類脂化合物,普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞的原生和生物膜中,對生物膜的生理活性和機(jī)體的正常代謝有重要的調(diào)節(jié)功能;同時(shí)卵磷脂和鞘磷脂的關(guān)鍵組成部分是膽堿,膽堿還是乙酰膽堿的前體化合物,對細(xì)胞的生命活動(dòng)有重要調(diào)節(jié)作用。因此,大豆磷脂作為一種生命的基礎(chǔ)物質(zhì),在醫(yī)藥工業(yè)中被譽(yù)為“細(xì)胞的保護(hù)神”、“血管的清道夫”和食用的“化妝師”,也是保護(hù)人體正常新陳代謝和健康生存必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)。對人體的細(xì)胞活化、生存及臟器功能的維持、肌肉關(guān)節(jié)的活力及脂肪的代謝等都起到非常重要的作用。
4.1調(diào)整機(jī)體膜功能
細(xì)胞和各種細(xì)胞器表面覆蓋極薄的膜及細(xì)胞內(nèi)所有的膜,統(tǒng)稱為生物膜,生物膜中的類脂主要由磷脂組成。例如:紅細(xì)胞膜類脂中磷脂占50%,神經(jīng)髓膜類脂中磷脂占47%。生物膜具有極其重要的生理功能,能起保護(hù)層的作用,是細(xì)胞表面的屏障,也是細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的通道,當(dāng)膜的完整性受到破壞時(shí),細(xì)胞將出現(xiàn)功能上的紊亂。同時(shí),隨著人年齡的增長,機(jī)體代謝產(chǎn)生的自由基攻擊生存大分子而引起人體衰老,而磷脂恰恰可重新修復(fù)被損傷的生物膜,故在生理功能上顯示出延緩機(jī)體衰老,增強(qiáng)人體抵抗力等作用。
4.2促進(jìn)神經(jīng)傳導(dǎo),提高大腦功能
人腦約有200億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞,細(xì)胞之間依靠乙酰膽堿來傳遞信息,乙酰膽堿是由膽堿和醋酸反應(yīng)生成的。磷脂被機(jī)體消化吸收并釋放出膽堿,隨血液循環(huán)系統(tǒng)送至大腦,與醋酸結(jié)合生成乙酰膽堿。當(dāng)大腦中乙酰膽堿含量增加時(shí),大腦神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞速度加快,記憶力功能得以提高,大腦活力也被提高,故磷脂和膽堿可促進(jìn)大腦組織和神經(jīng)系統(tǒng)的健康完善;在生理功能上表現(xiàn)為提高大腦記憶力,增強(qiáng)智力,減少大腦萎縮,促進(jìn)大腦發(fā)育,防止和老年癡呆癥,還能改善或配合治療各種神經(jīng)官能癥和神經(jīng)疾病。
4.3促進(jìn)脂肪代謝,防止肝功能障礙
膽堿對脂肪有親合力,有促進(jìn)脂肪以磷脂形式由肝臟通過血液輸送出去,或改善脂肪酸本身在肝中的利用,并防止脂肪在肝臟里的異常積聚。如沒有磷脂膽堿,脂肪聚積在肝中將形成脂肪肝,阻礙肝正常功能的發(fā)揮,在生理功能上表現(xiàn)為脂肪肝、急性出血性腎炎的發(fā)生。臨床上常應(yīng)用磷脂膽堿治療肝硬化、肝炎和其它肝臟疾病。
4.4改善血液循環(huán),增強(qiáng)造血功能
隨著人年齡的增長,膽固醇在血管內(nèi)沉積引起動(dòng)脈硬化,最終誘發(fā)心血管病的出現(xiàn)。磷脂有良好的乳化特性,能阻止膽固醇在血管內(nèi)壁沉積并清除部分沉積物,同時(shí)改善脂肪的吸收和利用,因而能降低血液粘度,促進(jìn)血液循環(huán),改善血液供氧循環(huán),延長紅細(xì)胞生存時(shí)間并增強(qiáng)造血功能。補(bǔ)充磷脂后,血色素含量會(huì)增加,貧血癥狀減少。因此,在生理上具有預(yù)防心血管疾病和阻礙性貧血的治療。
4.5防止動(dòng)脈硬化及腦出血
磷脂的膽堿成份,可使對人體有益的高密度蛋白上升,從而預(yù)防動(dòng)脈硬化,心肌梗塞及腦出血等疾病的發(fā)生率,也可促進(jìn)脂溶性維生素的吸收。
