磷脂在工業上的應用研究進展*

張欣彤，張 彬，梁聰敏，李林秋，2

(1 廣東醫科大學公共衛生學院東莞市衛生檢驗與檢疫重點實驗室，廣東 東莞 523808；2 廣東醫科大學海洋醫藥研究院南海海洋生物醫藥資源研發公共服務平臺，廣東 湛江 524023)

1 磷脂的結構和生理學功能

磷脂(phospholipids，PLs)是含有磷酸基團的類脂化合物，是細胞膜的主要成分，廣泛存在于植物的種子，微生物和動物的肝、腦、卵等組織中[1]。磷脂主要分為兩大類——磷酸甘油酯和鞘磷脂。甘油磷脂分子由磷酸、甘油骨架、親水頭部R和疏水尾部組成(圖1A)[2]。親水頭部R是極性端，通常為肌醇、膽堿、絲氨酸、甘油、乙醇胺等基團。疏水尾部是非極性端，主要由一條或兩條碳數在14～22之間、飽和度在0～6之間的脂肪酸鏈構成。常見的有磷脂酰膽堿(PC，也稱卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(PE，也稱腦磷脂)、磷脂酰絲氨酸(PS)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酸(PA)和溶血磷脂酸(LPA)等。鞘磷脂的分子結構由磷酸、親水頭部(R’)、鞘氨醇和脂肪酸四個部分構成(圖1B)，其中R’為極性端，可以是膽堿或乙醇胺等基團；疏水尾部則分別由1條脂肪酸鏈和1條鞘氨醇的烴基鏈構成。

磷脂在細胞中常跟其他物質(蛋白質、膽固醇、糖脂等)以結合狀態存在，加上其兩親性(親水性和親脂性)的性質，使得它在生物體內具有廣泛的生物學功能。如與蛋白質一起構成細胞膜，對細胞的透性和滲透作用有很大影響。磷脂在信號傳導、細胞生長、細胞遷移、細胞間作用和細胞識別等方面都具有重要的生理功能；在抑制糖尿病、動脈粥樣硬化、阿爾茨海默病等疾病，更是扮演著不可或缺的角色[2-4]。

2 磷脂的應用

2.1 磷脂在保健品上的應用

磷脂具有重要的營養價值，其分子結構也有獨特的優勢，所以，目前已被廣泛的應用到保健品、化妝品、食品和醫藥等行業當中(如表1所示)。其中，研究得最多、應用最為廣泛、營養價值和生理功能更重要的分別是卵磷脂、腦磷脂、磷脂酰絲氨酸和磷脂酰肌醇。在保健品方面，主要是利用磷脂健腦、改善記憶力的功效。如，腦磷脂被攝入人體后，在腦神經細胞內被代謝成為神經遞質乙酰膽堿，乙酰膽堿含量越高，腦神經傳遞越快，人思維越敏銳。此外，腦磷脂和卵磷脂還有增強免疫、抗衰老和調節血脂的作用[5-6]。腦磷脂于1970就被美國用于保健品，一經上市即備受消費者青睞，成為市場上重要的保健品；而卵磷脂更是有人體“第三營養”之稱，是目前市場上最普遍、銷量最大的磷脂類保健品[7-8]。

表1 磷脂在不同領域中的應用Table 1 Applications of phospholipids in various fields

2.2 磷脂在化妝品上的應用

在化妝品方面，磷脂作為天然的原料之一，很早就被人們所利用。化妝品工業中精制磷脂可作為一種天然護膚品添加到護膚品中，起到保濕、改善皮膚狀態、活化表層皮膚細胞和抗衰老的功效。還可以被添加到發用化妝品中，達到柔發、潤滑和修復受損毛發的效果。除此之外，磷脂結構的兩親性也使其能被作為乳化劑添加到化妝品中，以增化妝品的分散性和穩定性。目前化妝品上應用較多的磷脂是卵磷脂。精制的卵磷脂無氣味，吸濕性強，乳化性好，可直接添加到各類護膚品、彩妝和日用化妝品中使用。隨著材料科學的不斷發展，現在卵磷脂還越來越多的被應用于合成各種功能性復合物和納米制劑，用作化妝品中活性物質的載體增加滲透性。神經酰胺作為皮膚角質層細胞間脂質的主要成分，不僅在鞘磷脂途徑中作為第二信使分子，還對表皮角質層形成過程發揮重要作用，具有維持皮膚屏障、保濕、抗衰老、美白和疾病治療等作用，近年來也越來越多的被用作美白劑、保濕劑和抗氧化劑添加到護膚品中。

2.3 磷脂在醫藥行業的應用

在醫藥方面，磷脂既可作藥物制劑的乳化劑和穩定劑，又可作為藥用活性成分。隨著科研人員對磷脂的研究越來越深入，其在醫藥上的利用方式更加多樣。如可利用磷脂形成的脂質體來輸送藥劑，還可與多孔材料合成特殊的納米材料構建磷脂仿生細胞膜，用來研究藥物在細胞膜表面的吸附作用和輸送等機理。磷脂中的磷氧雙鍵上的氧有較強的得電子傾向，而氮原子有較強的失電子傾向，在特定條件可與某些藥物分子通過電荷遷移作用形成較為穩定的化合物或絡合物[9]，由此合成自微乳或膠束磷脂復合物，促進藥物的生物相容性。在醫藥上得到應用的磷脂不但有常見的PC、PE、PS和PI等，還有DOPC、DOPE、DMPC(見表1)，其應用方式也愈加復雜，往往需要多學科交叉。

在靜電作用下，磷脂能夠吸附在液滴表面，當pH 值穩定時，磷脂成分也相對穩定，因此，磷脂還是良好的穩定劑。此外，磷脂也是一種性能良好的天然離子型表面活性劑和乳化劑。利用這些特點，磷脂在食品工業上得到廣泛的應用。如，卵磷脂可用于乳制品、冰淇淋、面包、人造奶油和餅干等食品的乳化，防止滲水、控制結晶和增強起酥效果；用在面包等烘焙食品中，可增加潤滑度和彈性；在速溶食品(如速溶咖啡)中添加卵磷脂可提高溶解性，加快溶解速度。除了卵磷脂，研究還表明溶血磷脂及其衍生物可以減小農產品的呼吸、推遲衰老，從而達到延長貯藏期的目的，在農產品保鮮上性能優越。

此外，磷脂還能被作為營養添加劑添加到飼料中以提高魚類和家禽的增重率、特定生長率以及蛋白質效率。在農業上，磷脂還能幫助農作物增強抗病能力，起到防治病蟲害的作用。隨著人們的認識不斷深入，磷脂將會在越來越多的領域上發揮作用[10]。

3 結 語

磷脂具有重要的營養價值；同時，其兩親性的分子結構使得磷脂被用作乳化劑、滲透劑、或功能性物質被廣泛的應用到保健品、化妝品、食品和醫藥等行業當中，隨著人們的對磷脂的認識不斷深入，磷脂將會在越來越多的領域上發揮作用。因此，開展有關磷脂的結構和功能研究，深化對磷脂的認識，在經濟和健康方面都有積極的作用。