一種天然兩性表面活性劑的提取及應(yīng)用

摘 要：介紹了磷脂從大豆、蛋黃中的提取方法與精制，并對磷脂的化學(xué)組成及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，指出大豆卵磷脂具有特定的性質(zhì)。討論了大豆磷脂作為天然表面活性劑在食品和其他領(lǐng)域中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：天然表面活性劑；磷脂；提取；應(yīng)用

在美國食品加工工業(yè)中使用的表面活性劑90%是化學(xué)的，10%是天然的。化學(xué)表面活性劑能滿足專業(yè)功能的需要，但不能滿足有健康意識消費(fèi)者的營養(yǎng)需要。天然表面活性劑沒有不利因素，而且有一定的功能。磷脂是存在于生物界的一類天然表面活性劑，是生物表面活性劑，生物活性材料，生命的基礎(chǔ)物質(zhì)，具有特有的生物活性和生理功能，它既有表面活性又有生物活性，它的結(jié)構(gòu)是磷酰二甘油脂肪酸酯。其磷酰主要是磷酸膽堿、磷酸膽胺、磷酸肌醇等。卵磷脂是磷脂型兩性表面活性劑的典型代表，廣泛存在于植物的種子、動物血液、臟器、大腦、蛋黃等動植物組織內(nèi)及細(xì)菌體內(nèi)。經(jīng)研究確認(rèn)目前最有食用價(jià)值的磷脂原料是大豆和蛋黃。其中大豆含磷脂1.5～3%。

1 磷脂的組成、結(jié)構(gòu)

磷脂的一般結(jié)構(gòu)式為：

磷脂按其分子結(jié)構(gòu)組成可分為甘油醇磷脂和神經(jīng)醇磷脂兩大類。甘油醇磷脂主要有卵磷脂、腦磷脂、肌醇磷脂這幾種，

卵磷脂的結(jié)構(gòu)為

在這些分子中，R1和R2為C14到C20不同的飽和或不飽和的脂肪酸，X為不同的基團(tuán)，脂肪酸鏈?zhǔn)窃魉鶊F(tuán)，而磷酸基和膽堿式乙醇胺基是親水基團(tuán)，這種兩親結(jié)構(gòu)使磷脂成為一種天然的表面活性劑。

2 磷脂型兩性表面活性劑的提取與精制

卵磷脂又稱磷脂酰膽堿（PC）是磷脂中的主體活性物，至20世紀(jì)80年代以來，卵磷脂磷脂的提取技術(shù)有了迅速發(fā)展，新方法不斷出現(xiàn)，主要有以下幾種：

2.1 從大豆中提取

2.1.1 油脂脫膠法

毛油首先應(yīng)過濾除去粕粉末及其他不溶性雜質(zhì)，過濾后的毛油經(jīng)過水化、離心分離脫膠后，還要調(diào)整色澤。膠質(zhì)從離心機(jī)分離出來后，一般可進(jìn)行一次脫色（過氧化氫脫色）或二次脫色（過氧化苯甲酰脫色），脫色過程在一個帶攪拌的反應(yīng)釜中進(jìn)行。把脫色劑加入油水化罐中，經(jīng)脫色的磷脂進(jìn)入膠質(zhì)干燥器，在這里可以加入二價(jià)金屬鹽以改善流動性。

2.1.2 大規(guī)模生產(chǎn)精制磷脂的另一種方法是溶劑抽提法

利用磷脂在不同溶劑中的溶解度不同，可以制取不同含量的卵磷脂商品。將含有甘油酯的粗卵磷脂與過量的丙酮混合，劇烈攪拌使甘油三酯溶于丙酮，重復(fù)該過程，干燥不溶物，可以得到一種淺黃色粉狀或顆粒狀的磷脂。磷脂上少量的油，也可通過將磷脂己烷溶液在硅膠柱上進(jìn)行吸附來完成。

還可以用一項(xiàng)新技術(shù)超臨界流體處理粗卵磷脂，用超臨界二氧化碳對甘油酯有類似于液體丙酮的溶解度。

2.1.3 溶劑聯(lián)合法

首先利用油角中的水、豆油和磷脂的沸點(diǎn)不同，把油角濃縮2～3h，水的含量低于15%；按照一定比例向濃縮后物料中加入一定量溶劑1，于50～70℃下充分?jǐn)嚢瑁腿?0～60min，重復(fù)3～5次，干燥萃取物可得到腦磷脂。蒸餾萃取相回收溶劑1反復(fù)使用。然后向混合物中加入溶劑2，充分?jǐn)嚢瑁惠腿?0～60min，萃取數(shù)次后，干燥萃取物可以得到可以富含卵磷脂的產(chǎn)品。蒸餾萃取相回收溶劑2反復(fù)使用。

使用混和溶劑比單一溶劑優(yōu)越，通常選用一個對卵磷脂具有較好溶解性的溶劑和一個高選擇性的溶劑進(jìn)行組合，利用金屬離子或酸、堿對磷脂分子的選擇性，可以使卵磷脂含量大大提高，西村浩等人先利用低級醇對混合磷脂加以分離，然后在溶劑層加入CaCl2O2H2O的乙醇溶液，CaCl2與溶劑中的卵磷脂絡(luò)合，生成復(fù)鹽沉淀，從而得到含卵磷脂51%的粉末狀磷脂。

2.2 從蛋黃中提取卵磷脂

2.2.1 溶劑分離法

根據(jù)蛋黃中各組分在溶劑中的溶解度不同進(jìn)行分離。卵磷脂在低級醇中溶解度較大，腦磷脂在低級醇中低級醇溶解度較小，但卵磷脂不溶于丙酮。

準(zhǔn)確稱取20g蛋黃粉，加入石油醚30ml溶解，再加入0～5℃的丙酮至500ml，然后分裝到10個50ml離心管中，在冰槽中放置15min，3000r/min離心10min。將上清液加丙酮并進(jìn)行上述處理。最后用95%的乙醇和沉淀物混合攪拌，靜置，取上清液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到卵磷脂。

2.2.2 色譜分離法

取7.3kg蛋黃，用9L乙醇萃取兩次，接著用乙醇-己烷混合液萃取三次，分離己烷上清液，通過硅膠柱，用乙醇-己烷-水洗脫，可獲得卵磷脂純度高于97%的產(chǎn)品。

此外還有乙酰化法，可以采用乙酸或乙酸乙酯等乙酰化試劑與腦磷脂進(jìn)行乙酰化反應(yīng)，而卵磷脂不發(fā)生反應(yīng)，借此可以除去磷脂。冰凍法和超臨界萃取法。

3 磷脂的應(yīng)用

目前磷脂主要應(yīng)用于食品工業(yè)，醫(yī)藥工業(yè)，化妝品工業(yè)和工業(yè)助劑。

3.1 在食品工業(yè)中的應(yīng)用

在面包、面粉中主要用于加強(qiáng)面盤結(jié)構(gòu)，改善揉面團(tuán)過程，改善發(fā)酵穩(wěn)定性，體積大，氣孔結(jié)構(gòu)更均勻，增長儲存期限。在巧克力中主要降低巧克力漿的粘稠度和軟化點(diǎn)。在奶粉和咖啡中主要用作速溶劑，改善濕潤特性，分散性佳，預(yù)防粉塵形成。

3.2 醫(yī)藥工業(yè)的應(yīng)用

卵磷脂本身也可以作為治療和營養(yǎng)藥劑，對于防止和治療一些神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、肺及代謝方面的疾病有相當(dāng)好的作用。將天然活性成分與高含量的卵磷脂、腦磷脂等磷脂復(fù)合，可以形成脂質(zhì)體，作為藥物載體或前體藥物，具有靶向作用，使藥物集中于患部、緩慢釋放、實(shí)現(xiàn)長效性。

作者簡介：賈紅瑞（1990-），內(nèi)蒙古呼和浩特市人，西北民族大學(xué)化工學(xué)院本科生，2011級高分子材料與工程專業(yè)。