磷脂酸的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展

杜陽吉，梁麗敏，劉春鳳

（1.翁源廣業(yè)清怡食品科技有限公司，廣東　韶關(guān)512000；2.廣東省食品工業(yè)研究所，廣東　廣州510308）

磷脂酸的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展

杜陽吉1，2，梁麗敏1，2，劉春鳳1，2

（1.翁源廣業(yè)清怡食品科技有限公司，廣東韶關(guān)512000；2.廣東省食品工業(yè)研究所，廣東廣州510308）

磷脂酸（PA）是一種常見的磷脂，是細(xì)胞膜的組成成分，也是最簡單的二酰基甘油磷脂。綜述磷脂酸的制備方法，包括溶劑提取法、化學(xué)合成法和酶法修飾法，同時介紹了磷脂酸的應(yīng)用情況。

磷脂酸；制備；應(yīng)用

磷脂酸（Phosphatidic acid，PA）是一種常見的磷脂，是細(xì)胞膜的組成成分，也是最簡單的二酰基甘油磷脂。最早由Shakhnoza S.Azimova等人[1]從植物甘藍(lán)葉中提取分離得到的，隨后其分離純化的來源越來越廣泛，包括植物種子和動物組織等。

磷脂酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　磷脂酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)

磷脂酸在生物體內(nèi)是甘油酯和大多數(shù)磷脂合成時所需的重要中間體，同時磷脂酸是細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要磷脂信號分子，是細(xì)胞內(nèi)重要的第二信使[2]。國內(nèi)外研究人員對磷脂酸的制備方法和應(yīng)用作了大量研究，磷脂酸的工業(yè)化制備方法仍然有待進(jìn)一步研究，目前磷脂酸可應(yīng)用在食品、藥品以及化妝品等行業(yè)。本文主要綜述磷脂酸的制備方法，包括溶劑提取法、化學(xué)合成法和酶法修飾法，同時介紹了磷脂酸的應(yīng)用情況。

1　磷脂酸的制備

由于磷脂酸是一種酸性磷脂，其組成基團(tuán)有親油性的甘油基和強(qiáng)親水性的磷酸基團(tuán)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)來看，該物質(zhì)為兩性化合物，不溶于丙酮、乙醇和水，可溶于低極性的有機(jī)溶劑；同時還可以與許多金屬離子結(jié)合，如Ca2+和Zn2+[3-4]。根據(jù)磷脂酸的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，研究人員對磷脂酸的制備作了大量相應(yīng)的研究。

1.1溶劑提取法制備磷脂酸

天然磷脂酸主要存在于大豆磷脂、花生磷脂、葵花籽磷脂、油菜籽以及雞蛋黃中。根據(jù)磷脂酸的物理性質(zhì)以及其他磷脂成分與磷脂酸在不同溶劑中溶解性能，進(jìn)而提取、富集，并作進(jìn)一步分離純化。

1993年，Albert J.Dikstra等人[5]提出一種富集純化各種磷脂的方法，該專利中使用不同pH值的乙醇-水復(fù)合溶劑逐級萃取，所得到的產(chǎn)品包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、磷脂酸等。遺憾的是，相應(yīng)的產(chǎn)品純度并不高，而且萃取率也較低。

2008年，陶銀華[6]提出了以粉末大豆磷脂為原料的方法，通過95%酒精多次萃取、富集后，沉淀以甲醇-正己烷混合溶劑進(jìn)行兩相液液萃取分離，正己烷富集物隨后再以鋅離子沉淀磷脂酸得到純度高達(dá)98%的磷脂酸。

2014年，史蘇佳等人[7]提取出了一種將磷脂酸首先利用酒精溶劑富集，隨后將其制成磷脂酸鈣的制備方法。該專利方法中以大豆磷脂酸、菜籽磷脂酸和棉籽磷脂酸為原料，磷脂酸溶于一定量95%乙醇中，加熱磷脂酸溶液到一定溫度，邊攪拌邊加入氯化鈣95%乙醇溶液，得到磷脂酸鈣沉淀。沉淀用95%乙醇洗滌2次，干燥后便得到含量85%以上的磷脂酸鈣產(chǎn)品。同年，史蘇佳等人[8]還提取出了通過制備成磷脂酸鈉純化磷脂酸的方法，該專利以大豆磷脂酸、菜籽磷脂酸和棉籽磷脂酸為原料，磷脂酸溶于一定量正丁醇中，加熱磷脂酸溶液到一定溫度，邊攪拌邊加入氫氧化鈉95%乙醇溶液，得到磷脂酸鈉沉淀。沉淀用95%乙醇洗滌2次，干燥后得到純度為75%的磷脂酸鈉產(chǎn)品。

溶劑提取法雖然可以獲得天然存在的磷脂酸，但是從現(xiàn)已報(bào)道的方法來看，有機(jī)溶劑使用量較大且使用的種類也較多，操作步驟繁瑣，生產(chǎn)周期也比較長，產(chǎn)品總收率并不高。

1.2化學(xué)合成法制備磷脂酸

磷脂酸的化學(xué)合成方法較少見報(bào)道，且合成的制備常為磷脂酸的鹽類化合物。

早期歐洲主要采用菜籽油為原料生產(chǎn)磷脂酸[9]，該方法首先通過甘油解磷脂原料，然后與五氧化二磷中酯化反應(yīng)，再通過進(jìn)一步用氨氣中和得到磷脂酸銨產(chǎn)品。該方法生產(chǎn)流程短、成本較低，但是產(chǎn)品性狀為半固體，使用時諸多不便。

早期合成磷脂酸的路線：

部分氫化的菜籽油甘油→甘油解→酯化→中和→萃取→產(chǎn)品。

2000年，陳福明等人[10]提出了一種制備飽和磷脂酸及鹽類的方法，該專利首先用雙硬脂酸甘油脂與磷脂化劑反應(yīng)，將所得產(chǎn)物溶解于溶劑中，用溶劑對混合溶液進(jìn)行萃取，得到粗磷脂酸，最后用溶劑溶解上述粗磷脂酸，攪拌、溶解、結(jié)晶、過濾得到含溶精磷脂酸，真空脫溶或噴霧干燥，直接制粒得到磷脂酸或鹽。該方法工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。產(chǎn)品為固體產(chǎn)品，造粒后便于用戶使用，產(chǎn)品含磷量高，一般達(dá)3.5%以上，最高達(dá)5%。

化學(xué)合成法制備要求較高、步驟繁瑣，總體得率并不高，生產(chǎn)成本較高，有待進(jìn)一步完善以適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。

1.3酶法修飾法制備磷脂酸

早期報(bào)道的酶法催化合成磷脂酸的方法主要是以甘油-3-磷酸為原料，在植物來源的溶血磷脂酸脂肪酰基轉(zhuǎn)移酶（LPAAT）的催化下進(jìn)行酰化反應(yīng)，首先生成溶血磷脂酸，隨后經(jīng)進(jìn)一步酰化制得磷脂酸[11]。

早期酶法合成磷脂酸的基本路線見圖2。

圖2　早期酶法合成磷脂酸的基本路線

近期報(bào)道的酶法催化合成磷脂酸方法是生物技術(shù)快速發(fā)展起來后研究的重點(diǎn)，該方法主要是磷脂為原料。例如，磷脂酰膽堿或磷脂酰乙醇胺等為原料，通過具有特定水解功能的酶切斷磷脂磷酸和堿基之間的磷酸酯鍵后生成磷脂酸。

酶法合成磷脂酸的基本路線：

磷脂酰膽堿或磷脂酰乙醇→在磷酯酶作用下形成磷脂酸和膽堿或乙醇胺→純化后形成磷脂酸。

1993年，Tsutomu Nishide[12]提出了采用酶催化法得到磷脂酸的方法。該專利公布的一種方法是采用磷脂酶D水解卵磷脂中脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺，從而得到磷脂酸、膽堿和乙醇胺；而另一種則是采用磷脂酶C水解肌醇磷脂生成二酰甘油和肌醇磷酸，最后再通過磷酸化酶磷酸化二酰甘油，最終生成磷脂酸。據(jù)報(bào)道，上述2種方法均可以制備得到80%以上含量的磷脂酸產(chǎn)品。

2010年，唐亞楠等人[13]以大豆中的磷脂酰膽堿為原料，轉(zhuǎn)化體系溫度為40℃下以卷心菜來源的磷脂酶D粗酶液進(jìn)行催化降解磷脂酰膽堿，水解得到磷脂酸和副產(chǎn)物膽堿。卷心菜中磷脂酶D活性較高，大豆卵磷脂中磷脂酰膽堿含量豐富，二者均來源廣泛且價(jià)格低廉，可有效節(jié)約成本。

2015年，杜陽吉等人[14]提出了一種單一水相法制備磷脂酸的方法，該專利中將粗卵磷脂溶液（主要含有磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺）與磷脂酶D水溶液混合進(jìn)行酶催化反應(yīng)，反應(yīng)完畢后通過有機(jī)溶劑萃取重結(jié)晶，然后通過層析方法，獲得較高純度的磷脂酸，制得的磷脂酸含量達(dá)60%以上。

生物酶法合成磷脂酸雖然具有條件溫和、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)，是今后工業(yè)化制備優(yōu)質(zhì)磷脂酸產(chǎn)品的優(yōu)選，但是由于其控制條件較為苛刻，酶生產(chǎn)過程中的控制因素較多且復(fù)雜，仍然需要進(jìn)一步研究和完善。

2　磷脂酸的應(yīng)用

由于近年來食品工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展，研究人員對磷脂酸在食品領(lǐng)域以及醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用備受關(guān)注。

在食品領(lǐng)域，磷脂酸可以作為改善面包口感[3]的添加劑。此外，由于磷脂酸具有調(diào)節(jié)多種酶活性的作用，可用來抑制食品飲料、口服藥物、口腔護(hù)理產(chǎn)品等存在的苦味，對咖啡因、奎寧、異丙嗪鹽酸鹽、甘氨酰L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、柚皮苷和茶堿的苦味均有較好的抑制效果，被用作降低苦味的苦味抑制劑[13，15-16]。

此外，在醫(yī)藥領(lǐng)域，由于磷脂酸具有的特殊生理作用[2，17-18]，如參與囊泡運(yùn)動、促進(jìn)激素分泌、提高細(xì)胞的壽命和促進(jìn)拮抗成熟B淋巴細(xì)胞增殖、引起中性白細(xì)胞突發(fā)性氧化破裂、誘發(fā)血小板聚集，以及參與細(xì)胞外重要磷脂信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)等，使其在醫(yī)藥工業(yè)中備受青睞。近年的研究結(jié)果表明，磷脂酸具有潤滑關(guān)節(jié)[19-20]、治療戒斷癥[21-22]（煙、酒及毒品等成癮癥）、輔助治療癌癥[23]、抗抑郁[24]、提高免疫力[25]、促進(jìn)生發(fā)[26]以及輔助治療不育不孕癥[27]等功能。

磷脂酸的應(yīng)用雖然取得了較為顯著的成果，但是其在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域仍然有待進(jìn)一步研究與論證。

3　結(jié)論與展望

由于磷脂酸在食品領(lǐng)域及醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛，磷脂酸的制備也備受關(guān)注，尤其是高純度的磷脂酸越來越受市場的青睞。目前所報(bào)道的磷脂酸制備方法仍存在，改進(jìn)空間較大。如何突破該瓶頸，將是未來磷脂工業(yè)的主要研究方向之一。

[1]Shakhnoza S.Azimova，Anna I.Glushenkova.Lipids，lipophilic components and essential oils from plant sources[M]. Springer，2012：196-199.

[2]江波，江林涌，周漢良.磷脂酸和溶血磷脂酸的生理功能[J].生理科學(xué)進(jìn)展，2002，33（2）：159-162.

[3]陶銀華，李京東，劉瑋，等.磷脂酸的制備研究進(jìn)展[J].煤炭與化工，2015，38（2）：38-39.

[4]陶銀華，劉瑋，湯善海.磷脂酸的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].遼寧化工，2015，44（3）：265-266.

[5]Albert J.Dijkstra，Kortrijk，Jan De Kock Denderleeuw. Progress for fractionating phosphatide mixtures：U.S.Patent，5214171[P].1993.

[6]陶銀華.磷脂酸的提取純化及生理活性研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2008.

[7]史蘇佳，曹棟.一種磷脂酸鈉的制備方法：中國，

The Research Progresses on Preparations and Applications of Phosphatidic Acids

DU Yangji1，2，LIANG Limin1，2，LIU Chunfeng1，2
（1.Wengyuan Guangye Swiss Food Science&Technology Co.，Ltd，Shaoguan，Guangdong 512000，China；2.Guangdong Food Industry Institute，Guangzhou，Guangdong 510308，China）

Phosphatidic acid（PA）is a part of common phospholipids，major constituents of cell membranes.PA are the simplest diacyl-glycerophospholipids.In this paper，the preparation progresses of PA are introduced，including solvent extraction，chemical synthesis and enzyme modification.At last，the applications of PA are also discussed.

PA；preparation；application

O623.327

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.10.046

2016-08-22

廣東省科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新專項(xiàng)資金項(xiàng)目（2014A010101226）。

杜陽吉（1983—），男，碩士，高級工程師，研究方向?yàn)槭称诽砑觿┑难芯颗c開發(fā)。