（应用化学专业论文）粉状及高卵磷脂含量的大豆磷脂的制备及表面物性研究.pdf

友琏理工太宝墟士兰拉论文 摘要 本文以膏状磷脂为原料，用丙酮为溶剂，采用溶剂法，以粉状大豆磷脂为原 料，利用乳化萃取技术进行了分离提纯制备高卵磷脂含量大豆磷脂的研究，优化 了工艺条件，并建立了影响因素的二次回归方程。同时对多相溶剂萃取进行了研 究。研究内容主要包括： l 、以膏状大豆磷脂为原料，用丙酮为溶剂制备了粉状磷脂。对萃取参数进 行了优化，研究了洗涤次数，溶剂与膏状磷脂的比，丙酮中水的含量及萃取时的 温度对粉状磷脂的纯度的影响。用正交设计优化了的萃取条件。在1 2 0 c ，洗涤5 次，膏状磷脂( g ) ：溶剂( m 1 ) = 3 0 ：2 5 0 ，萃取2 m i n 可得纯度为9 8 5 的粉状 磷脂。 2 、以乙醇为溶剂，以粉状大豆磷脂为原料进行分离提纯，( a ) 研究了 抽提温度、乙醇浓度、磷脂与溶剂的比例、抽提时间对抽提结果的影响；( b ) 通 过正交设计实验确定了最优条件为：抽提温度：一1 0 。c ：磷脂溶剂：2 5 9 3 0 0 m l ； 乙醇体积分数为：9 5 ；抽提时间：1 0 m i n ，使p c 含量从原料中的2 5 。6 提高到 了6 9 6 5 ；( c ) 通过二次回归正交设计试验进一步分析了各因素对抽提结果的 综合影响，用数学优化方法建立了各因素影响的二次回归方程。 3 、以乙醇为溶剂，以p c 含量为5 4 ，4 8 的大豆磷脂为原料，进行二次萃取， 实际操作为降温提取，实验结果证明了此方法的可行性；在所设计的实验中，提 取物中p c 含量从原料中的5 4 4 8 提高到了7 6 6 8 。以己烷一乙腈为溶剂对粉 状磷脂的乙醇提取物进行双溶剂萃取，从原料中的6 3 提高到9 0 左右。优化 的萃取条件为：在3 0 。c ，磷脂正己烷为0 0 1 9 m l ，正己烷乙腈( v v ) 为1 ：2 5 时，乙腈相提取物中p c 含量、p c 含量与p e 的分离度可分别达到9 0 和5 2 。 4 、对大豆磷脂的表面物性进行了研究，测定了不同p c 含量的磷脂的水溶液 的电导率。测定了磷脂的润湿力和乳化力。建立了测定h l b 值的实用方法。研究 了磷脂作为乳化剂对豆油一水的乳化液的乳化稳定性，并观察了电解质( n a c l ) 对其乳化液稳定性的影响，发现加入电解质时形成稳定的乳状液需要更多的乳化 剂。 5 、建立了利用h p l c 方法测定磷脂中各组分的定性及定量的分析方法。方 法的准确度、精密度和可靠性均达到要求。 关键词：大豆磷脂磷脂酰胆碱溶齐j 法乙醇异丙醇正己烷一乙醇 电导率i - i l b 值 盘连理工左堂懂土生垃论尘! a b s tr a c t t h ep h o s p h o l i p i d sw i t hh i 曲c o n t e n tp h o s p h a t i d y l c h o l i n ew a so b t a i n e du s i n g a c e t o n ea n de t h a n o la ss o l v e n t s ，e m u l s i f y i n ge x t r a c t i o nt e c h n i q u e ，a n dw e tg u m p h o s p h o l i p i d sa sr a wm a t e d a l s t h ee x t r a c t i o nc o n d i t i o n sw e r eo p t i m i z e d a f u i l f a c t o r i a le x p e r i m e n tm e t h o da n das e c o n d o r d e ro r t h o g o n a ld e s i g nw e r eu s e di nt h e s t u d y t h er e g r e s s i o ne q u a t i o n sw e r ec a l c u l a t e df o rm a x i m u mv a l u eo ft h er e s p o n s e f u n c t i o n so p t i m i z e d 、 t h em a i nc o n t e n ti nt h i st h e s i sa r e ： 1 t h eg r a n u l es o y al e c i t h i nw a sp u r i f i e db yd e o i l i n gw i t ha c e t o n ef r o ms o y aw e t g u m t h e e x t r a c t i o n p a r a m e t e r s w e r e s t u d i e d t h r o u g ho r t h o g o n a ld e s i g n t h e o p t i m u mc o n d i t i o n sw e r ed e t e r m i n e d u n d e r t h ec o n d i t i o no f u s i n ga n h y d r o u sa c e t o n e s o y a w e t g u m ( g ) ：s o l v e n ts o y a ( m 1 ) i s3 0 ：2 5 0 ，t e m p e r a t u r ei s 1 2 0 ca n de x t r a c t i o n t i m ei s2r a i n 1 e c i t h i nc a nb em a d ei n t og r a n u l es o y al e c i t h i n w h i c ha c e t o n ei n s o l u b l e c a l lr e a c h9 8 5 2 s o y b e a np h o s p h o l i p i d sw i t hh i g hc o n t e n to fp h o s p h a t i d y i c h o l i n ew a sf r a c t i o n a t e d w i t he t h a n 0 1 a n d o p t i m u m c o n d i t i o n sh a v e b e e nd e t e r m i n e dt o i m p r o v e p h o s p h a t i d y l c h o l i n e ( p c ) e n r i c h m e n t n i ce f f e c t so f e x t r a c t i o nt i m e ，s o l v e n tv o l u m e ， e t h a n o lc o n c e n t r a t i o na n dt e m p e r a t u r eo nt h ey i e l da n dp ce n r i c h m e n th a v eb e e n d e s c r i b e d af u l lf a c t o r i a le x p e r i m e n tm e t h o da n das e c o n d o r d e ro r t h o g o n a id e s i g n w e r eu s e di nt h es t u d y t h eu s eo fc a l c u l a t e do p t i m a lp a r a m e t e r si nt h ef r a c t i o n a t i o n p r o c e s sl e d t o6 9 6 5 p ce n r i c h m e n ta n dt h ey i e l d o f 2 5 6 r e s p e c t i v e l y 3 b a s e do nt h ef i r s t s t e pe x t r a c t i n gw i t he t h a n o la ss o l v e n t as e c o n de x t r a c t i n gw i t h t h es a m es o l v e n tw a se x p e r i m e n t e d t h ea v a i l a b i l i t yo ft h i sm e t h o dw a sp r o v e d a n d p cc o n t e n to ft h ee x t r a c t sw a si n c r e a s e df r o m5 4 4 8 t o7 6 6 8 t h ep cc o n t e n t a b o u t9 0 o fp h o s p h o l i p i d sc o u l db eo b t a i n e du s i n ge x t r a c t so fe t h a n e la sr a w m a t e r i a l 4 s u l f a c i a lp r o p e r t i e so fs o y b e a n1 e c i t h i nw i md i 矗b r e n tp cc o n t e n tw e r es t u d i e di n t h i sp a p e r t h ec o n d u c t i v i t yo fw a t e rs o l u t i o n ( o re m u l s i o n ) o fp h o s p h o l i p i d sw a s m e a s u r e da n dt h ec h a n g i n gw a so b s e r v e dw h e ne t h a n o la d d e dt ot h es o l u t i o n ( o r e m u l s i o n ) w e t t i n gp o w e ra n de m u l s i & h a ga b i l i t yo fl e c i t h i nw e r ea t s om e a s u r e d ， s t a b i l i t y o fe m u l s i o n so f s o y b e a n o i l 1 e c i t h i n - w a t e rw a ss t u d i e di nw h i c h p h o s p h o l i p i d sw e r eu s e da se m u l s i f t e r , a n di tw a sf o u n dt h a ts t a b l ee m u l s i o nr e q u i r e d m o r eo f e m u l s i f i e rw h e n e l e c t r o l y t e ( n a c l ) w a sa d d e d t ot h ee m u l s i o n 5 s o y b e a r lp h o s p h o l i p i d sw e r ea n a l y z e db yp o s i t i v e p h a g eh i 出p e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h yu s i n gg r a d i e n t e l u t e d p r o g r a m a n d e v a p o r a t i v el i g h t s c a t t e f i n g d e t e c t o r t h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i so ft h ef o u ri m p o r t a n tc o m p o n e n t sp c p e p i p ao f s o y b e a np h o s p h o l i p i d sh a sb e e na c h i e v e dw i t he x t e m a ls t a n d a r dm e t h o d t h er e l a t i v e s t a n d a r dd e v i a t i o n si s0 8 2 一1 3 4 t h er e c o v e r yo ft h em e t h o di s9 6 7 10 08 t h i sm e t h o dh a sb e e n a p p l i e d t ot h ea n a l y s i so f s o y b e a np h o s p h o l i p i d s k e y w o r d s s o i v e n t w e t t i n g s o y b e a n l e c i t h i n e t h a n ei i s o - p r o p a n e h p l cm e t h o d p h o s p h a t i d y i c h o ii r l ee x tr a c t i o nw i t h h e x a n e a c e t o n i t r ii e c o n d u c t i v i t y 拉拭厦置妞磷脂盘量曲左豆鹾脂曲剑釜盈壶血物性班窥 第一章绪论 1 1 磷脂简介 1 1 1 磷脂的存在及组成 磷脂在自然界分布广泛，所有的细胞中都含有磷脂，磷脂是生物膜的基本组 成成分。磷脂在生命过程中起代谢作用和结构形成作用，是重要的生命物质1 1 j 。 磷脂在大豆、棉籽、花生、向日葵等油料种子和蛋黄中大量存在。目前大量使用 的商品磷脂一般是由大豆提取的，因此商品磷脂一般是指大豆磷脂。 按化学结构，磷脂可分为两类，一类为甘油磷脂，一类为神经鞘磷脂1 2 j 。 甘油磷脂是脂肪酸、甘油和磷酸等化合物的衍生物，按其分子中的磷基团处 于丙三醇的1 和2 位可分为o 和0 磷脂。自然界中存在的磷脂为l d 一型， 式( r 2 c o 基处在甘油碳链的左边为l 型) ，其通式为： o | ic 1 h 2 0 - e _ r l r c _ 一0 一c 鞋 0 。 li i c 玛一0 p 一0 x 1 0 h ( x 为不同的化台物基团) 式中r l 、r 2 为碳数1 4 1 8 的饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸，如油酸、亚油 酸、亚麻酸和花生四烯酸等，来自植物细胞的多为不饱和脂肪酸，来自动物细胞 的多为饱和脂肪酸。根据x 的不同，磷脂有多种，其中最重要的磷脂为卵磷腊、 脑磷脂、肌醇磷脂和丝氨酸磷脂，其分子结构如下： 0 | | 冒7 即_ c 喝 r j e 一0 一c h 0 l| | c h 2 0 p 一0 一c h 3c i - i j n ( c h 9 3 1 0 h q 一磷腊畦胆碱，简称p c ，俗名卵磷腊 英文名p h o s p ha t l d y lc h 0 1 i ne 太连理工太堂堙论立 l i 冒f 印q 喝 r 2 c _ 一0 一e h 0 fl i c b 一0 p 一0 一c h 2c i - 1 2 n 玛 i o h 磷腊酰乙醇胺，简称p e ，俗名脑磷腊 英文名：p h os p h a t i d y l e t h a n 0 1 a m i n e o c h 2 0 c _ 一r l | | i r 2 e 一0 一c h 0 il i c 王卜o _ _ p 一0 一c h 2c k z ( n 丑0 c o o h l 0 h q 一磷腊酰丝胺酸，简称p s ，俗名丝胺酸磷腊 英文名：p h os p h a t i d y la se r i n e s 1 3 l i o h 醇，简称p l ，俗名肌醇磷脂 p h o s p h a t id y li n o s i t o l 另一类为神经鞘磷脂，它们不含甘油基团，是神经酰胺( c e r a m i d e ) 与磷酸 直接相连，再与胆碱或乙醇胺连接而成的酯，其结构为： 0 ho 1l l c h 3 一( c h 2 ) 。一c h - = - c h c i - i c h n h c r i c 凰o h ( 神经酰胺，c e i a f f l id e ) 2 0 i 吨0 i co 叫i ll i c h 3 一( c h 2 ) 1 2 - - c l i n c h c i - i c e n i - i c r j c i - 1 3 i o c i - i j c h 抖( c 斟3 ( 神经鞘磷腊，s p h i n go m y o l i n ) 生物体中的磷脂或工业用磷脂都是多种磷脂的混合物【n l i7 】【3 。工业用磷脂一 般是从大豆、菜子油等植物油的水化油脚中或蛋黄中提取的。其中磷脂的组成主 要有p c 、p e 、p i ；大豆磷脂中各组分含量随地区的差异而有所不同，其主要组 分如表1 所示【3 】。蛋黄磷脂的成分比较集中，p c 约占7 0 。 表1 1 大豆磷脂的组成 t a b l e1 1t h ec o m p o n e n to fs o y a b e a np h o s p h o l i p i d s 竺! 翌p ! ! 堕! !曼! ! ! ! 型( 堑2曼! 里e ! ! 塑! !笠! ! ! ! 坐( 墅2 p h o s p h a t i d y i c h o l i n e 2 3 g l y c e r i d e 2 - 3 p h o s p h a t i d y l e t h a n o l a m i n e 2 0 f a t t ya c i d 0 1 p h o s p h a t i d y li n o s i t o l 1 4 s o y a s t e r o i d0 1 加2 p h o s p h a t i d y l a s e r i n e s2v i t a m i n e0 1 0 2 p h o s p h a t i d i ca c i d 5 - 8 s u g a r 8 3 d i p h o s p h a t i d y lg l y c e r i n 7 - 8w a t e r0 7 15 g l y c o l i p i d s 1 3 - 1 6e l s e3 - 4 1 , 1 2 磷脂的物理化学性质 纯净的磷脂在室温下是一种白色固体物质，但往往由于制取、贮存条件、贮 存方法等不同呈浅色或棕色，并呈可塑性、流动性。磷脂易溶解在有机溶剂( 如 乙醚、苯、氯仿) ，部分溶解于乙醇，而极度难溶解于丙酮和乙酸甲酯，不溶于 水，而易溶于矿物油类及脂肪酸中。卵磷脂能溶于乙醚、乙醇；脑磷脂溶于乙醚， 不溶于乙醇，而神经磷脂则不溶于乙醚。 磷脂在空气、阳光中不稳定，易氧化酸败而使颜色变深。但在油脂介质中比 较稳定，所以磷脂浓缩于油脂中有利于保存。磷脂在1 0 0 。c 的温度以上即逐渐分 大连理工大学博士论文 解，因此抗热性较差，但在矿物油或甘油化合物溶剂中，虽经1 5 09 c 以上高温也 可长期稳定而不分解【4 j 。 磷脂最重要的特性是具有两亲的分子结构，两个脂肪酸链( 通常碳原子数为 1 4 1 8 ) 为疏水基，磷酸和胆碱等基团为亲水基。因此，磷脂为表面活性物质， 具有一系列界面和胶体性质，如界面吸附、形成胶团、乳化作用、生成液晶和脂 质体等。 磷脂的两亲结构与它在生物体中的作用有密切关系，这方面特别引人注目的 是细胞膜的结构。一般认为细胞膜是由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌而成，其中细 胞膜的基本骨架是磷脂的双分子膜，它与磷脂的各种界面和胶体性质一样，皆起 源于分子的两亲结构，都是两亲分子间相互作用、聚集和定向排列的结果。蛋白 质是以两种方式与脂分子层结合，脂蛋白可分为两种，即外周蛋白和内嵌蛋白， 他们象“冰山”在“大海”中飘浮似的参与流动的分子层中。外周蛋白是以离子 健与脂质的亲水头或内嵌蛋白的两侧亲水部分结合。因此研究磷脂的界面和胶体 性质可以为了解如细胞膜这样的生物化学中的重要问题提供很有价值的信息 【5 】 1 2 1 。 细胞膜上的磷脂主要是甘油磷脂，其它还存在少量蛸磷脂。其中磷脂酰胆碱 在高等生物的生物膜及动物组织中含量最丰富，磷脂酰乙醇胺是含量第二的磷 脂。p i 的含量虽然很小，但它是细胞的信息分子，经磷脂酶c 水解得到肌醇三 磷酸酯( i p 3 ) ，1 , 2 二酰基甘油( d a g ) 能激发蛋白质激酶c ( p k c ) ，引发细胞反 应，如收缩、分泌和代谢。组成细胞膜的磷脂分子有以下几个特征：( 1 ) 具有一 个极性头和两个非极性尾( 脂肪酸链) 。在水溶液中，上述特征使磷脂分子倾向 于定向排列起来，在疏水作用的驱动下缔合成热力学上稳定的片状结构。对于大 多数磷脂分子来说，双分子层是它们在水溶液中最有利的结构。( 2 ) 除饱和脂肪 酸外，还常常含有不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸多为顺式结构。磷脂中不饱和酸 对膜的流动性有极大的影响，因为磷脂在温度较低时，排列成半晶体凝胶状，其 分子不能移动。此时，其疏水基有较大的活动性。于是在这两种状态发生转变时， 象溶解过程需要能量一样，其转变点与脂肪酸的不饱和度极为相关。无论膜脂还 是脂蛋白。在膜上的分布具有不对称性，这一特点对保障行使膜的功能至关重要。 双分子层作为生物膜的骨架，使蛋白质可以镶嵌和附着，它的疏水环境使一 些膜蛋白能维持一定的具有活性的构象，同时也有利于一些化学反应的进行；酶 促反应则依靠膜的组织化、有序化达到极高的效率和自我调控；它还是极性化合 4 丝些垦童墅璧塑查星塑奎皇堕堕堕型：垒垒i 堕望垡堡壅： 物的通透屏障，因而保持了内环境的相对稳定性，同时也是一些生理现象例如可 兴奋膜的兴奋性基础。此外，细胞膜上的磷脂是众多信息分子前体的储存形式， 在生物体机能的调控中起着重要作用。这些信息分子中有些是众多疾病形成过程 中的重要化学介质，因此，早在1 8 8 4 年，磷脂就被称为“所有原生质植物和动 物的活性中心”。 磷腊分子 细胞膜的结构 y 为磷腊分子 1 1 3 磷脂的生理功能与工业用途 磷脂作为重要的生命物质和天然的表面活性剂，已经引起人们越来越多的重 视。 已经知道几乎所有的细胞中都有磷脂存在，它起着构成生物结构及具有功能 作用h i 。磷脂或其水解产物在生物体内起着很重要的作用。用同位素p 3 2 示踪实 验，证明哺乳动物的各组织均能合成磷脂，但他们的合成速度不同，其中以肝脏 合成速度最快，并且肝脏中所合成的磷脂还供血浆所需。磷脂的水解产物甘油和 磷酸可参加糖代谢，脂肪酸可进一步被氧化。磷脂在组织内经磷脂酶的作用先水 解生成其组织单位，再分别进行分解代谢。例如磷脂是生物膜的重要组成成分， 对生物体内的渗透作用、氧化磷酸化( 直接关系到生物的能量代谢) ，吞噬细胞 的作用和生物电等均起重要作用。在神经系统中，构成中枢神经系统神经递质的 胆碱类化合物是乙酰胆碱，各种神经细胞之间的信息传递是由它来实现的。乙酰 胆碱可由卵磷脂中胆碱成分在体内有关酶的作用下而得到，其具体过程为：磷脂 在体内水解成胆碱，随血液循环送入大脑，在人体内乙酰化酶的作用下与乙酰辅 酶a 反应，生成乙酰胆碱。卵磷脂可提高大脑中乙酰胆碱的浓度，乙酰胆碱起 着兴奋大脑神经细胞的作用。所以，当大脑中乙酰胆碱含量增加时，大脑神经细 胞之间的传递加快，记忆力功能得以增强，大脑的活力也明显增高。 盘连璺工坠垒兰些土论空 ：一一 人体进入老年状态之后，血液中的胆碱含量会明显降低，国际卵磷脂学会主 席、药物学家伊斯雷尔哈宁指出：“大剂量的卵磷脂可改善老年人的记忆力和老 化的脑细胞的活力，特别是对正在生长发育的儿童效果更佳”在s a f f o r d 和b a u m e 博士等医学科技人员的研究中，曾对2 0 0 多位老年入每日定量补充卵磷脂食品， 两个月后测试结果表明：这些人群比未食用卵磷脂前记忆遗失减少5 0 以上。美 国医学专家实验证明：学生适量补充卵磷脂后，记忆力比未食用前提高2 5 。在 呼吸系统中，它与肺泡氧的摄取密切相关；在生物体代谢中，对脂蛋白的形成及 胆固醇的运载与消化起决定性作用。因此可以说磷脂对于防止和治疗某些神经系 统、心脏、肺及其代谢方面的疾病有相当的作用。 在生物体内，磷脂在酶的作用下进行有选择性的水解，不同的酶可以水解不 同的酯键，从而得到不同的产物，供给生物体不同的需要。以磷脂酰胆碱为例， 其水解反应如图1 1 【”。 f h 2 0 c o r c h o c o 且。 |? c 阿t o p o o i ) t m 正x 挚月锄 ， 印z o c o r z 6 h 屹h l? c h ，o t = o ( 甘埔= 胎， + o i i o p = o j 0 c h 】c h i n + i c h 。k c 橱髓皖螗j o c h ：c h ；n ( c 砘) ， 【禧皿卵悄3 ) 一 rz c 0 0 h 0 翳姗 c h ，0 h f 删o h + r - c o o l l f0 i i c h ：o p - - - - ( 】 c h ：c h ：n ( c h ，) ， 图1 _ 1磷脂酰胆碱的酶促水解反应 f i g 1 1 e z y m a t i ch y d r o l y s i so fp h o s p h a t i d y l c h o l i n e 墼垫丝毫! ! 蹩塑童量塑奎星璧塑墼型垒垄霎蜜些：坠墅蜜 一 随着对磷脂生物学功能的研究，磷脂越来越引起人们的注意。国际卵磷脂及 磷脂学会与美国油脂化学家协会卫生与营养部于1 9 9 2 年5 月联合召开一次“磷 脂营养功能”专题学术讨论会，会中分别讨论了有关磷脂的七个营养课题【6 】：1 、 人体营养需要磷脂。人体所需的外源胆碱9 0 由卵磷脂提供；2 、磷脂对血清脂 质具调节作用；3 、胞囊纤维变性时溶血磷脂对其吸收脂影响：4 、磷脂酰丝氨酸 与老年化大脑；5 、p c 治疗神经失调；6 、多不饱和磷脂治疗酒精损；7 、鸡蛋磷 脂具有医疗潜力的薄膜食品。 另外，利用磷脂的脂质体特征及作用部位的耙向性而把磷脂用作药物载体特 别是抗癌药物和缓释药物的载体，降低药物的毒副作用，提高药效【3 1 ，这是近年 来一个人们非常重视的研究方向。 脂质体由磷脂组成，随血液循环载在体内与细胞相互作用而将药物输送入细 胞内。脂质体与细胞的亲和力强，能增加被包封药物透过细胞膜的能力，故有耙 向性，使药物集中于患部，缓慢释放药物，达至u 长效的目的。 在肝脏中磷脂占干重的1 4 1 9 ，而其中卵磷脂( 磷脂酰胆碱) 的分解产 物胆碱能与肝内真脂合成磷脂，磷腊比真脂容易被氧化，并且由于磷脂是两亲物 质，容易被肝细胞排出。即胆碱具有促进脂类转化作用，因而可以防治肝硬化和 脂肪肝捧j 。 在医药用途中，大豆磷脂是一种强乳化剂，能够阻止胆固醇在血管内壁的沉 积，并清除部分沉淀，使之保持悬浮状态。促使脂类通过血管壁，为组织所吸收 利用，同时还可以降低血液的粘度，促进血液循环，对预防心脑血管疾病有重要 作用。 粉状混合磷脂直接应用，可以作为药物的良好载体。它具有类细胞结构，进 入人体后由电子显微镜观察证实，主要被网状内膜系统吞噬而激活肌体的自身免 疫功能。磷脂所组成的脂质体能改变被包封药物在体内的分布，使药物主要积在 肝、脾、肺、骨髓和淋巴系统等组织器官中，从而提高药物的治疗指数，减少药 物的治疗剂量，并降低药物的毒性。而各单磷脂又各具其特殊的功能。 富含卵磷脂的大豆磷脂可以用于治疗高脂血症和动脉硬化【1 7 】。其有效成分为 磷脂酰胆碱。高磷脂酰胆碱含量的大豆磷脂( p c ：6 5 3 ) 与大豆混合磷脂( p c 含量为2 5 左右) 对比研究发现，高p c 含量的大豆磷脂可使血清中的甘油三酯 五连理王垒坠蔓士论文 非常显著的下降。即大豆磷脂治疗高脂血症每天至少需要1 0 9 高p c 含量的大豆 磷脂。即经研究发现混合磷脂中的磷脂酰胆碱是调血脂的主要成分。 胡继岳 i8 1 等人研究表明卵磷脂对抗石英毒有明显作用。卵磷脂是肺表面活性 物质，是构成细胞膜表层的主要成分，石英的细胞毒性可能首先与细胞膜上的卵 磷脂基团牢固结合，进而引起细胞膜的组成和结构发生改变而导致细胞膜受损。 d e t h l o f f 等研究发现染石英灰的鼠肺细胞内外磷脂含量大量增加，这可能是动物 自身防御机制对细胞膜的一种保护。作为药物，外加的卵磷脂能很好的与细胞膜 亲和覆盖，从而保护了细胞膜。卵磷脂也能很好的包裹在石英尘表面并与之毒性 基团结合而降低了石英对细胞的毒性。 磷脂酰肌醇代谢对体温调节中枢胆碱能受功能具有调节作用。磷脂酰肌醇 ( 又称为肌醇磷脂p i ) 的代谢是中枢多种神经传递受体的跨膜传导途径之中。丘 脑和下丘脑中参与体温调节的n 受体与p i 代谢相偶连。因此p i 代谢具有重要的 生物学意义。高纯度的肌醇磷脂组成的脂质体，具有选择性的杀伤多种癌细胞的 生物活性，是具备抗肿瘤特异性脂质体的主要化合物。 另外混合磷脂亦是预防癌症和研制癌药制剂的生物活性物质。磷脂是治癌药 物的良好载体。如肝中的巨噬细胞对肿瘤的转移有细胞毒作用。使用游离的巨噬 活化因子或合成的细胞壁二肽直接注入肌体，巨噬细胞很少被活化。若将这类药 物包封成脂质体后注入肌体，既可使巨噬细胞的摄取量明显增加，并能有效地活 化巨噬细胞，抑制肿瘤细胞的生长和转移，通过脂质体活化的巨噬细胞能选择性 的杀死被疱疹病毒感染的细胞，同时增强巨噬细胞的活性，提高免疫能力。对其 他免疫系统的疾病如艾滋病都大有益处。 a i d s ( 获得性免疫缺陷综合症) 是由h i v 1 ( 人类免疫缺陷病毒1 ) 所引起的 一种免疫和中枢神经系统退化性疾病，迄今未找到有效的治疗方法。磷脂作为作 用于膜上的抗病毒剂，其抗h i v 活性的准确的作用机制还不清楚，据报道可能 通过使细胞流体化来实现。早期的机理研究表明，磷脂类化合物是抑制h i v i 复制的后一阶段，即干扰传染病毒的装配和繁殖，诱导有缺陷的病毒生成。 动脉粥样硬化是人类最可怕的疾病之，它是肌体内脂肪代谢，首先是胆固 醇代谢障碍引起的全身性疾患，严重地影响机体的健康和寿命的延长。由于磷脂 类在血浆中起着乳化剂的作用并影响胆固醇及脂肪的运输和沉着，因此被用来防 8 邕：些：垦妻塑壁些：窒墅主呈皇叁些_ 墼坠鱼三垦兰釜重坠篁尘坠堇= = 一 治动脉粥样硬化，通过口服和静脉注射两种途径供给磷脂。但口服磷脂对于动脉 粥样硬化和高血胆固醇症的影响存在种种矛盾的结果：( 1 ) 对于动脉粥样硬化， 小剂量的蛋黄卵磷脂有阻碍胆固醇在血管壁沉积和减轻动脉粥样硬化发展的作 用；大剂量卵磷脂反而使动脉病变重。( 2 ) 对于血清胆固醇方面，在临床上使用 小剂量蛋黄卵磷脂有降低血清胆固醇的作用，使用大剂量则发现血清胆固醇升 高。可见，卵磷脂具有调整血内类脂质的作用，而非单独降低血清胆固醇的药物。 静脉灌注磷脂的方法在有的实验中有助于动脉粥样硬化斑块的吸收，但能引起暂 时性高血胆固醇症，这可能是主动脉内沉着的胆固醇移动到血浆中所致【1 7 l 。 综上所述，不论是混合磷脂，还是单磷脂，抑或是富含某一组分的混合磷脂， 它们都具有独特的功能，所以研究混合磷脂的提纯和各单磷脂的分离是非常有意 义的。 除医用价值外，磷腊还由于它的多种功能性特征如乳化、防油、速溶润湿， 分散，脱模分离、改善粘度及营养源等，而理想地用于食品领域如我国的多 种保健饮品都标明强化了磷脂。美国食品和药物管理局( f d a ) 将磷脂列为公认 安全物质。联合国粮农组织( f r d ) 和世界卫生组织( w i l d ) 专家委员会报告 规定对卵磷脂的摄取量不做限量要求【9 l 。在非食品领域，如化妆品、饲料、农药、 涂料、油漆、塑料、玻璃钢、橡胶、造纸、油墨、金属加工、纺织、皮革、录音 磁带、荧光屏等，磷脂也得到了广泛地利用。 在食品工业中，用以改进粉末产品在液体中的润湿度和分散度的加工工艺。 通称为速溶化。作为速溶剂磷脂能够帮助调低润湿和分散速度太快的粉末在液体 中的水合作用，如蛋白粉末等。由于这些亲水性粉末在添加到水中时会迅速的润 湿，形成外湿内干，在混合时便容易出现结块。为了使粉末得到适当的溶化，可 添加h l b 值较小，亲脂性较好的卵磷脂，如含少量三甘酯的大豆磷脂，以降低 粉末的润湿速度，使其在混合时不会结块。p c 含量较高的卵磷脂也可用以改进 疏水粉末的润湿度和分散度。如具有类脂表面的全脂奶粉，采用极性高，h l b 值大，亲水性较好的磷脂，可消除脂肪与水之间的互相排斥性，使产品得以迅速 地润湿和分散与液体中，解决这类产品难溶的问题。 生物表面活性剂磷脂在化妆品中的应用非常广【l ，一方面利用它的表面活性 成份和胶体性质，另一方面是利用它为皮肤细胞的固有成份，即磷脂为所有生物 ： ：= =：= 奎壅型三奎兰壁圭堡塞 细胞的重要成盼，在细胞代谢的细胞膜渗透性调节方面起着重要作用，对人体具 有很好的保湿性和渗透作用。 磷脂是皮肤天然保湿因子( n m f ) 的基本成份，因此能保护皮肤，赋予皮肤 最佳外观，由于磷脂具有吸湿性和易于渗透到皮肤中，因此可束缚皮肤中的水分， 防止皮肤脱水干燥，从而保证皮肤柔软、光滑、健康。磷脂对皮肤的柔韧性，对 皮肤的、头发的光滑性均有影响，它可使头发柔韧、富有光泽，能降低其静电荷。 磷脂可增强皮肤的吸收作用，在皮肤上，磷脂形成薄的单分子膜或低聚分子 膜，这些膜具有胶体性质，保护皮肤不受洗涤剂的脱脂影响。 磷脂对皮肤和毛发生长具有调节作用，能够增强皮肤健康，加速皮肤创伤愈 合，并具有抗皮肤衰老之功能。 磷脂还可用在纺织油乳化液中的乳化剂、铺展剂和渗透剂，也可用于洗涤、 脱胶丝光处理、染色、漂白和整理等工序用料配方中，还可用于印染中颜料和沉 淀色料的分散剂。卵磷脂在给羊毛染色时效果要比其他分散剂好。 磷脂在医药和食品工业中的应用为磷脂提供了广阔的发展前景。 1 1 4 磷脂的保存 由于含有多不饱和的脂肪酸链和亲水基，磷脂在空气、阳光下易吸湿和氧化， 因此宜保存于低温、干燥、无氧的环境下。商品精细磷脂或浓缩磷脂脓缩在油脂 中，磷脂可很好地稳定存在，尤其当油脂中含有适量的维生素e 时f l ”，贮存稳定 性更佳。维生素e 具有抗氧化作用，原因是它的氧杂萘满环上6 位羟基氢可提供 氢自由基给过氧化物自由基，使其失活，从而终止脂肪酸过氧化链反应。经过 分离提纯的磷脂一般经过了去油、通过适当的方法富集某一种或几种磷脂以达到 特定的应用目的和较宽的应用范围。随着磷脂纯度提高，对贮存条件的要求也愈 加严格。这方面的研究也应该引起足够的重视。沈阳药科大学莫凤奎等人【l l 】 研究了不同含量维生素e 和维生素c 对大豆磷脂脂质体的抗氧化保护作用及维 生素c 的存在和温度的变化对维生素e 抗氧化作用的影响，结果表明，适量维 生素e 可明显抑制磷脂脂质体的氧化，含量越商，抑制作用越强：大量维生素c 也可起到抗氧化作用，但少量维生素c 在铁离子的存在下却可起到促氧化作用； 因为维生素c 也可作为自由基清除剂，但在过渡金属离子存在下，又可诱发脂质 过氧化反应：维生素c 的存在对维生素e 的抗氧化作用具有明显的协同作用； 墼些垒鱼壁璧些奎量塑叁星墼塑堕型童垒童里：望：! ! 望：；坠崆 温度的升高有利于磷脂脂质体的氧化。 1 2 磷脂的表面物理化学性质 1 。2 。1 界面活性 磷脂不溶于水而溶于多种有机溶剂，所以多研究它在油水界面上的性质。关 于界面吸附，j o h n s o n 等”1 用卵磷脂和不同链长( c 1 2 - 1 8 ) 的合成卵磷脂的环己烷 溶液，用w i l h e l m y 法测定了界面张力。此界面张力有强的时间信赖性，6 小时 后多数尚达不到恒定值，属于由扩散支配的界面吸附。根据f i c k 扩散定律，并 忽略从界面向溶液理溶解的初期过程，可得界面过剩浓度公式： 厂= 2 岛( 等) m 式中c 。为溶液浓度，d 为扩散系数。 一 若考虑解吸过程，将其作为一级反应，则净吸附速度可用下式表示： ( 票) 。= b l q ( 卜e ) 一b i n 式中c o 为溶液浓度，n 为界面浓度( m o l - c m 一2 ) ，0 为界面己占分数， b l ，b 2 为吸附及脱附速度常数。 在吸附平衡时，净吸附速度为零，结合初始条件t = 0 ，n = 0 ，可得 一i o g ( 广一一r ) 赢一1 。g r 一 厂为t 时间的界面浓度，r 。为平衡界面浓度。以一l o g ( r 。一f ) 对t 作图， 从直线斜率即可求得b 2 。b 2 与磷脂分子中非极性基大小有关。 山野测定了几种单一磷脂在煤油水体系中时界面张力的时间效应。p c 的 结果与j o h n s o n 的很接近，而p e 和p i 的界面张力迅速降低，可认为向界面的扩 散和定向排列很快完成。这种差别反映了极度性基的影响。e p c 是粉末磷脂的乙 醇抽提产物，结果偏离上述公式，比较异常，还没有明确解释。 在生物体中，磷脂和蛋白质、甾醇等通常是共同存在的，它们的相互作用与 生理机能有关，因此磷脂与这些物质之间的作用是人们关注的问题，对它们在界 面上的相互作用也进行过研究。o g i n o 1 4 1 研究了磷脂、胆甾醇和它们的1 ：1 混合 物在不同极性的几种油相构成的油一水体系中的界面张力。结果是对所有油一水体 去涯理工：鳖堂擅：士论文 一一 系，磷脂降低界面张力的效果都远超过胆甾醇，混合物的效果则居于二者之间。 说明磷脂分子容易在界面上吸附和定向，胆甾醇则否。当油相的极性增加时( 从 正十二烷到红花油和玉米油，再到油酸和亚油酸) ，磷脂降低界面张力的效果增 强，而胆甾醇则更加无效，混合物的效果接近磷脂。还观察到用磷脂和混合物 的红花油一水和玉米油一水体系会自动乳化，用胆甾醇的则不发生。它们的界面产 物也不同，前者形成膜，后者形成胆甾醇结晶。 o g i n o e l 4 i 还研究了磷脂和胆汁酸钠在几种油水体系界面上的作用。胆汁酸钠 是一种水溶性维生素，是生物体必要的物质。发现对几种油一水体系( 油相为十 二烷、玉米油、油酸和油醇) ，磷脂和胆汁酸钠共用时对降低十二烷水的界面张 力有最明显的效果。观察到发生自动乳化的情形。在油一水界面上，油溶性与水 溶性表面活性剂形成复合物时，就会发生自动乳化。这里发生的自动乳化可归因 于形成磷脂和胆汁酸钠的液晶式混合胶团。 1 2 2 乳化作用 磷脂的最大工业用途是作乳化剂，由于是天然表面活性物质，特别适用于食 品、医药用乳液中。对磷脂的乳化性质已作过许多研究。一般认为乳液类型主要 取决于乳化剂的h l b 值，大豆磷脂的h l b 约为卜9 ，通常形成o w 型乳液。 在种种磷脂中，醇溶的( 富集了卵磷脂) 易形成o w 型，而醇不溶的( 富集了 脑磷脂) 易形成w o 型，在碱性附近易形成o w 型。 r y d h a g ”1 对磷脂组成、用量、油水比与乳液的类型和稳定性的关系作过综合 研究，所用油为大豆油。研究过添加蛋白质、醇、电解质和p h 对乳液稳定性的 影响。蛋白质和醇类都能增进乳液稳定性。用直链醇时，增进乳液稳定作用随醇 的碳数增加而加强，认为是由于形成更强的膜。r y d h a g 还研究了n a c l 的影响， 得出n a c i 对乳液稳定性不利的结论。关于p h 的影响，山野等研究过用单一磷 脂和混合磷脂作乳化剂的乳液，结果是在中性p h 范围最稳定。 金谷研究过油相的极性对乳液性质的影响，将含磷脂的油与等体积的水乳 化，用非极性油( 煤油、己烷、环己烷和苯) 时，得到稳定的o w 乳状液；用 极性油( 脂肪酸、脂肪醇等) 时，乳状液性质与油的性质、链长和分子中双键有 关。用c 8 、c 1 2 、c 1 8 i 、c 1 8 ：2 和c t 8 ：3 脂肪酸得到o w 型，而用c t 4 1 8 酸和植物油 得到w o 型乳液。 1 2 ；婪些垦亘塑壁塑查重墼奎星壁堕墼型鱼些耋耍望堡堑蜜 1 2 3 胶团 表面活性剂分子在溶液中到一定浓度时会缔合成胶团 i 。磷脂不溶于水而溶 于多种有机溶剂，在非极性有机溶剂中，磷脂形成疏水基在外，亲水基在内( 常 有少量水) 的胶团。由于和水溶液中的情形相反，称为反胶团。 磷脂在甲醇、乙醇等低级醇中不形成胶团( 也有形成小胶团的报道) ，在高 级醇、苯、氯仿、四氯化碳、乙醚、环己烷、正己烷等溶剂中可形成胶团。 磷脂反胶团的一个重要问题是胶团内部的水。有的认为形成反胶团时，含一 些水是必要的。文献报导，对胶团中每1 分子p c ，水分子数l 1 2 范围，对p c 在环己烷中形成胶团，最低需要的水是2 分子，认为这些水和磷脂分子很强地结 合着。 一般说来，非水溶剂中胶团的研究要比水中的困难，原因之一是溶剂的种类 繁多。研究磷脂胶团还有磷脂的来源和纯度问题。磷脂胶团涉及的问题也很多， 包括胶团的大小、形状、c m c 、胶团的微观结构、胶团内部的水、溶剂的影响、 各种添加物的影响，还包括胶团与单分子膜、脂质体的关系以及作为生物膜的模 型和化学反应载体方面的应用。总的来说，对磷脂胶团的系统研究还不全面，疑 点尚多。 1 3 本论文研究的问题 1 3 1 从大豆水化物出发制备精磷脂 我国大豆资源丰富，大豆加工豆油的油脚中含有4 0 5 0 的磷脂，是广阔而 有价值的资源。利用丙酮基本不溶于磷脂而与油相相溶形成混合油的方法，可以 从大豆油脚中分离提纯制各高纯粉状磷脂( 混合磷脂含量在9 8 以上的产品) 。 在长达3 0