（应用化学专业论文）大豆卵磷脂的分离纯化研究.pdf

摘要 磷脂在自然界中分布广泛，种类繁多，主要有磷脂酰胆碱( p c ) 、磷脂酰乙醇胺( p e ) 、 磷脂酰肌醇( p i ) 、神经鞘磷脂( s m ) 、溶血卵磷脂( l p c ) 和磷脂酸( p a ) 。其中，p c 作为一种优良的表面活性剂和乳化剂已经广泛应用于食品、医药、化妆品等行业，目前 国内高纯度的p c 产品尚依赖进口。因此，迫切需要开发高纯度p c 的制备方法。 本研究主要包括以下内容：从大豆油脚中萃取并制备粉末磷脂，将粉末磷脂各组分 分离，得到p c 含量较高的产品。 对以丙酮为溶剂，采用溶剂萃取工艺从大豆油脚中分离卵磷脂粗产品进行了研究。 确定了最佳工艺参数：萃取时间为2 0 m i n 、萃取温度为4 0 、萃取次数为2 次、液固比 为2 0 ：1 ( i i 儿：g ) ，所得产品中丙酮不溶物含量由大豆油脚原料中的1 4 提高至9 6 。 采用n a 2 c 0 3 的乙醇溶液和c a c l 2 溶液对大豆油脚进行萃取分离研究。将产物进一 步用乙醇溶液萃取分离，薄层色谱分析发现用5 0 乙醇萃取分离后的不溶物组分中l p c 和s m 基本去除，说明此条件下分离效果较好，可有效去除杂质。 以美国a d m 公司粉末磷脂为原料，采用乙醇水溶液制各磷脂酰胆碱，最佳工艺参 数为：萃取温度为3 5 、乙醇体积分数9 5 、萃取时间3 0 m i n 、萃取次数2 次和液固 比为5 ：l ( m l ：g ) ，得到的产品中p c 含量已经由原料的3 4 提高到5 2 以上。 采用薄层层析法和分光光度法测定样品中磷元素的含量，进而求得p c 的质量百分 含量。 关键词：大豆油脚，大豆卵磷脂，溶剂法，磷脂酰胆碱 s e p a r a t i o na n dp u r i f i c a t i o no fs o y b e a nl e c i t h i n g um i n g x i n ( a p p l i e dc h e m i s t r y ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep r o f z h a n gq i n g x u a n a b s t r a c t s o y b e a nl e c i t h i nc o n t a i n sp r i m a r i l yp c ，p e ，p i ，s m ，l p ca n dp a t h ef r a c t i o n a t i o no f t h e s ep h o s p h o l i p i d si sd e s i r a b l ef o rc e r t a i na p p l i c a t i o n s a m o n gt h e m ，p h o s p h a t i d y l c h o l i n e ( p c ) ，w h i c hh a ss p e c i a lc h a r a c t e ra n dp h y s i o l o g i c a lf u n c t i o n , i sw i d e l yu s e di nf o o d ， c o s m e t i ca n dp h a r m a c e u t i c a li n d u s t r i e s b u ta l m o s ta l lo ft h eh i 曲p u r i t yp cc o n s u m e di no u r c o u n t r yb e i n ga b u n d a n ti ns o y b e a nr e s o u r c ei si m p o r t e d t h u st h e r ei sad e m a n df o rt h e t e c h n o l o g yo fp r e p a r a t i o nf o rp cw i t hh i g hq u a l i t y i no r d e rt oi m p r o v et h ec o n t e n to fp ci nl e c i t h i n , as t u d yh a sb e e nc a r r i e do u tt oo b t a i n d e - o i l e dp o w d e rp h o s p h o l i p i d sf r o ms o y b e a no i lr e s i d u eu s i n ga c e t o n e a c e t o n ei n s o l u b l e r e s i d u e ( a i ) w a su s e da st h ei n d i c a t o rt os h o wt h ec o n t e n to fp h o s p h o l i p i d s t h ee f f e c t so f e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e ，e x t r a c t i o nt i m e ，t h er a t i oo fs o y b e a no i lr e s i d u et oa c e t o n e ，e x t r a c t i o n t i m e sw e r ee v a l u a t e d w eg o tt h eb e s tr e s u l tw h e ne x t r a c t i o nt i m ew a s2 0m i n u t e s ，e x t r a c t i o n t w i c e ，e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r ew a s4 0 c ，t h er a t i oo fs o y b e a no i lr e s i d u et oa c e t o n ew a s1 ：2 0 ( g ：i n l ) ，a n dt h ea c e t o n ei n s o l u b l er e s i d u e ( a i ) w a su pt om o r et h a n9 6 c o m p a r e d 、啊t l l s o y b e a no i lr e s i d u ew a s14 s o d i u mc a r b o n a t es o l u t i o na n dc a l c i u mc h l o r i d es o l u t i o nw a su s e dt ot r e a ts o y b e a i lo i l r e s i d u e ，t l cw a su s e df o rq u a l i t a t i v ea n a l y s i s i tw a sf o u n dt h a tl p ca n ds mw e r ea l m o s t r e m o v e dw h e np r o d u c tw a st r e a t e db y5 0 v e t h a n o ls o l u t i o n p o w d e rl e c i t h i nw a st r e a t e db ye t h a n o ls o l u t i o n o p t i m u mc o n d i t i o nw a sd e t e r m i n e dt o g e tp u r i f i e dp ce n r i c h m e n t t h ee f f e c t so ft e m p e r a t u r e ，c o n c e n t r a t i o no fe t h a n o ls o l u t i o n , e x t r a c t i o nt i m e ，t h er a t i oo fs o y b e a np h o s p h o l i p i d sp o w d e rt ot h es o l u t i o no fe t h a n o l ， e x t r a c t i o nt i m e so nt h ey i e l da n dp cc o n t e n tw e r ee v a l u a t e d o p t i m u mt e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r sw e r eo b t a i n e da sf o l l o w s ：t e m p e r a t u r ew a s3 5 c ，c o n c e n t r a t i o no fe t h a n o lw a s 9 5 ，e x t r a c t i o nt i m ew a s3 0m i n u t e s ，t h er a t i oo fs o y b e a r lp o w d e rl e c i t h i nt oa l c o h o lw a s1 ：5 ( g ：i n l ) ，e x t r a c tt w i c e t h ec o n t e n to fp ch a sb e e ni m p r o v e df r o m3 3 t om o r et h a n5 2 k e yw o r d s ：s o y b e a no i lr e s i d u e ，s o y b e a nl e c i t h i n ，s o l v e n te x t r a c t i o n , p c 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名： 釜旦旦堕垄日期：2 d o 年i 月 2 日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印刷版 和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和 复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他 复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名：釜望旦送 指导教师签名：j 盗埠 日期：2 t 年f 月z 日 日期：跏7 年月2 e t 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 1 1 磷脂简介 第一章前言 卵磷脂( 1 e c i t h i n ) 是一类存在于生物界的由甘油、胆碱、磷酸、饱和及不饱和脂 肪酸组成的含磷脂类物质。最早发现的卵磷脂是从蛋黄中分离出来的，故而得名。 卵磷脂广泛存在于动植物体内，具有重要的生理功能和独特的乳化性能，在食品、 保健品、医药等行业中广泛应用1 1 。 根据磷脂来源，磷脂可分为蛋黄磷脂、大豆磷脂、菜籽磷脂、葵花磷脂、花生 磷脂等。 卵磷脂从广义上讲是含磷脂酰胆碱( p h o s p h a t i d y l c h o l i n e ，简称p c ，化学名称为 1 ，2 - 二酰甘油- 3 - 磷酰胆碱) 、脑磷脂( 磷脂酰乙醇胺，p h o s p h a t i d y l e t h a n o l a m i n ，简 称p e ，化学名称为1 ，2 二酰甘油3 磷酸胆胺) 、肌醇磷脂( 磷脂酰肌醇， p h o s p h a t i d y l i n o s i t o l ，简称p i ，化学名称为1 ，2 - 二酰甘油一3 一磷酰肌醇) 、丝氨酸磷 脂( 磷脂酰丝氨酸，p h o s p h a t i d y l s e r i n e ，简称p s ) 、磷脂酸( p h o s p h a t i d i ca c i d ，简 称p a ) 、溶血性磷脂酰胆碱( l y s o - p h o s p h a t i d y l c h o l i n e ，简称l y s o - p c ) 和神经鞘磷 脂( s p 血l g o n l y e l i n ，简称s m ) 等的复合磷脂；狭义上讲，卵磷脂就是磷脂酰胆碱2 1 。 磷脂按分子结构组成可分为甘油磷脂和鞘磷脂两大类【3 1 。 ( 1 ) 甘油磷脂( p h o s p h o g l y c e r i d e ) o 1 1 0g h 2 一。一e r 1 i li r 2 一c o 一午ho c h 2 o p 0 x i o h 图1 - 1 甘油磷脂的分子结构 f 蟾1 - 1 m o l e c u l a rf o r m u l ao fp h o s p h o g l y c e r i d e 构成甘油磷脂的醇是甘油，它的两个羟基被脂肪酸所代替；另一个为磷酸及含 胆碱类化合物或肌醇所取代，是甘油醇磷脂酸( p h o s p h a t i d i ca c i d ，简称p a ) 的衍 生物。结构式中r l 和r 2 代表脂肪酸的烃基，其碳原子数一般为1 2 - 2 0 ，且以偶数 碳居多。其中一个( r 1 ) 是饱和的，常见的有硬脂酸( c 1 8 o ) ，软脂酸( c 1 6 ：o ) ，另一 第一章前言 个( r 2 ) 是不饱和的，如油酸( c 1 8 ：1 ) ，亚油酸( c t 8 ：2 ) ，亚麻酸( c 1 8 ：3 ) 和花生四 烯酸( c 2 0 ：4 ) 等。甘油醇磷脂主要有p c 、p e 、p i 、p s 与l p c 等。 p c 分子中根据磷酸胆碱连接的碳位置不同会产生a 、p 两种异构体，连接在甘 油基的第3 位碳上称为i x 型，第2 位碳上称为1 3 型。自然界存在的p c 为l i x 磷脂， 即r 2 c o 基处在甘油碳链的左边。不同碳位上连接的脂肪酸也不同，q 碳位上连接 的多是饱和脂肪酸，p 碳位上连接的常为亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等不饱和脂 肪酸。p c 的分子结构如图1 2 所示。 j i 曰c i 一。一c r l r 2 - c - o f ho c h 2 一o p o c h 2 c h 2 n + ( c 地) 3 l 伊 图1 - 2 磷脂酰胆碱( p c ) 的分子结构 f i g l - 2 m o l e c u l a rf o r m u l ao fp c 磷脂酰乙醇胺( p e ) 分子结构和磷脂酰胆碱相似，只是以氨基乙醇代替了胆碱， 故又称氨基乙醇磷脂，有q 、p 两种异构体，与磷相连的羟基为甘油的伯醇基称a 型，为甘油的仲醇基则称d 型，天然脑磷脂以a 型居多。脑磷脂水解后可以得到甘 油、脂肪酸、磷酸和乙醇胺。p e 的分子结构如图1 3 所示。 0 冒彳邺一岂- r 1 r 2 一c o c h o j l l c 心一o - p i - - o - - c 邺酬h o 图l - 3 磷脂酰乙醇胺( p e ) 的分子结构 f i g l - 3 m o l e c u l a rf o r m u l ao fp e p i 和p s 分别是p a 与肌醇、丝氨酸构成的，l p c 是磷脂酰胆碱的部分水解产 物。p a 、p i 、p s 与l p c 的分子结构如图1 - 4 、图1 5 、图1 - 6 、图1 7 所示。 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 彳h 2 一。一c i i _ r - 一c h io c h 2 一o p oh 图1 4 磷脂酸( p a ) 的分子结构 f i g1 - 4 m o l e c u l a rf o r m u l ao fp a c h 2 一o p l oh 图1 - 5 磷脂酰肌醇( p i ) 的分子结构 h 节f h 2 卅一占呐 r 2 c 。善。一0 等。ch 2 ( f h c 。h c h 2 _ 。一i h 。c h 2 ：i n ：1 1 - 1 2 c 。h0 图l 一6 丝氨酸磷脂( p s ) 的分子结构 f i g1 - 6 m o l e c u l a rf o r m u l ao fp s c h 2 0 一c r l ：一。一。一c 旷c 托3 吼0 1 _ 0 - 一啦刊弋删3 图1 7 溶血磷脂酰胆碱( l p c ) 的分子结构 f i g l 一7 m o l e c u l a rf o r m u l ao fl p c 3 1 r一 一 o i o 一 2h h o 一 0 卫v 一2 r 第一章前言 ( 2 ) 鞘磷脂( s p h i n g o l i p i d ) 鞘磷脂中n 与p 的摩尔比为2 ：1 ，不含甘油基团，而是神经酰胺( c e r a m i d e ) ( 图1 8 ) 与磷酸直接相连，再与胆碱或乙醇胺连接而成的酯。s m 的分子结构如图 1 - 9 所示。 oho i l c h 3 一( ch 2 ) n c h ch ch gh n h c r c h 2 0 h 图1 4 神经酰胺分子结构 f i g l - 8 m o l e c u l a rf o r m u l ao fc e r a m i d e oh o | | c h 3 一( c h 2 ) 1 厂c h c h c 卜 一c h n h c r l 彳h 2 o p o h i o c h 2 c h 2 n ( c h 3 ) 3 图1 - 9 神经鞘磷脂( s m ) 的分子结构 f i g l - 9 m o l e c u l a rf o r m u l ao fs m 由大豆制得的粉末磷脂，其主要组成见表1 1 。 表1 - 1 大豆粉末磷脂的主要组成【2 1 t a b l e l - 1t h ec o m p o n e n t so fs o y b e a np h o s p h o l i p i d s 大豆磷脂脂肪酸构成如表卜2 所示： 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 表1 - 2 大豆磷脂脂肪酸构成【2 1 t a b l e1 - 2t h ec o m p o s i t i o no ff a t t ya c i d o fs o y b e a np h o s p h o l i p i d s 1 2 磷脂的来源与含量 磷脂是一种纯天然营养保健食品，来源极为广泛，主要存在于动植物的细胞中， 是生物细胞膜的主要成分。动物体中磷脂含量多的有心、肝、脑、肾、骨髓和卵等。 植物体中以油料作物种子中的磷脂含量较为集中。 纯天然的卵磷脂主要是从豆类及蛋黄中获取，而菜籽磷脂相对营养价值较低， 在食品及饲料工业中应用不及大豆磷脂。表1 3 列出部分常见的动植物组织中的磷 脂含量。表1 4 列出了蛋黄磷脂和大豆磷脂中各主要磷脂含量的比较。 表1 _ 3 常见的动植物组织中的磷脂质量百分含量( 干重) l 2 j t a b l e1 - 3t h ec o n t e n t so fp h o s p h o l i p i d si ns o m e6 s s u e so fa n i m a l so rp l a n t s 5 第一章前言 表1 3 常见的动植物组织中的磷脂质量百分含量( 干重) ( 续) t a b l e1 - 3t h ec o n t e n t so fp h o s p h o l i p i d si ns o m et i s s u e so fa n i m a l so rp l a n t s 表l 一4 蛋黄磷脂和大豆磷脂中各主要磷脂含量比较【2 】 t a b l e l - 4c o m p o n e n t so fl e c i t h i nf o re g gy o l ka n ds o y b e a n 组分 磷脂质量百分含量 蛋黄磷脂大豆磷脂 从表1 - 4 可以看出，蛋黄中磷脂酰胆碱的含量比大豆高，但要在工业上成功地 从蛋黄中萃取出高纯度的磷脂酰胆碱，仍具有较大难度。与蛋黄中卵磷脂相比，大 豆卵磷脂具有不含胆固醇的独特性能，且脂肪酸以不饱和脂肪酸为主，如油酸、亚 油酸、亚麻酸等，约占脂肪酸含量的6 0 左右，因此易于氧化，也易于阻止胆固醇 在血管中的沉积。 大豆磷脂产品中除了主要磷脂成分外，还有油、甾醇、游离碳水化合物等微量 组分，这些物质在磷脂的进一步精制中可除去，微量物质的组成见表1 5 。 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 表1 - 5 大豆磷脂产品中的微量组分【2 】 t a b l e1 - 5t r a c ec o m p o n e n t so fs o y b e a np h o s p h o l i p i d s 1 3 磷脂的理化性质 1 3 1 溶解性能 大豆磷脂易溶于乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，部分溶解于乙醇，不溶于水，但 易吸水形成不溶于油脂的极性磷脂水合物。磷脂均不溶或难溶于丙酮，故称为丙酮 不溶物。不同的磷脂在有机溶剂中的溶解度不同，其中，卵磷脂、脑磷脂均溶于 乙醚而不溶于丙酮和乙酸乙酯，但卵磷脂溶于乙醇而脑磷脂则不溶，故可通过乙醇 萃取方法将卵磷脂与脑磷脂分离。鞘磷脂不溶于丙酮和乙醚，但易溶于热乙醇。不 同磷脂在各溶剂中的溶解性能的这种差异，成为溶剂法浸取磷脂的理论基础。 表1 - 6 不同磷脂在部分溶剂中的溶解性能【4 】 t a b l e1 - 6s o l u b i l i t yo fp h o s p h o l i p i d si nd i f f e r e n ts o l v e n t s 1 3 2 热稳定性 纯净的磷脂在室温下为白色蜡状固体，在低温下可结晶，易氧化，氧化后由白 色变为褐色至棕黑色；磷脂不耐高温，1 0 0 以上即分解。 1 3 3 氧化性能 磷脂分子中所具有不饱和键易与氧结合生成二烯键结构，颜色由白色变为黄色 或棕色。由于卵磷脂氧化后生成的二烯结构在2 3 3 n m 处有吸收，因而其氧化程度可 7 第一章前言 按下式计算【5 】： 氧化率= 二烯p m 0 1 m l 。】 卵磷脂p m 0 1 m l d x 1 0 0 其中 二烯 = a 2 3 3 1 8 ， s = 3 0 0 0 0 。 1 3 4 表面活性 由磷脂的结构可知，磷脂分子具有亲水和疏水双重性，疏水部分是脂肪酸的烃 基，而亲水部分是磷酸、胆碱，所以它是一种两亲性表面活性剂。在水中，磷脂首 先膨胀，浸润较长的时间后，在水分子表面形成单分子层，亲水的甘油磷酸酯基朝 向水排列，疏水的脂肪酸基团朝向空气，因此，可以降低油和水之间的界面张力1 6 1 。 由于这种两性表面活性剂特征，磷脂被广泛用作乳化剂、稀释剂等。磷脂中各组分 含量的多少对其乳化性能有一定影响，例如p c 含量高，有利于形成o w 型乳化体 系，而p i 含量高有利于形成w o 型乳化体系。 1 3 5 水解性能 磷脂与酸、碱、酶作用可发生水解，得到各自不同的水解产物。大豆磷脂在酸 性和碱性条件下，加热或者煮沸时，可发生完全水解反应，生成游离的脂肪酸、甘 油、肌醇、胆碱和磷酸等小分子产物。在特殊的磷脂酶作用下，大豆磷脂可以发生 部分水解。如p c 水解得到脂肪酸、磷脂甘油和胆碱，磷脂甘油在生物体内通过磷 酸脂酶水解，释放出胆碱，产生磷脂酸。 1 3 6 加成反应 大豆磷脂分子中含有不饱和脂肪酸，其中的不饱和键可以发生各种加成反应。 在乳酸等有机酸存在下，大豆磷脂与过氧化氢反应，使其不饱和键部分羟基化。在 镍为催化剂的条件下，大豆磷脂可与氢发生加反应，生成饱和磷脂。在一定条件下， 大豆磷脂可与卤素、氢卤酸等进行加成反应，生成卤代产物。磷脂酰乙醇胺分子中 的胺基，可与酸酐等酰化试剂反应，生成酰化产物。 1 4 磷脂的生理功能 磷脂( 磷脂酰胆碱) 不仅是人体所有的细胞膜、核膜、内质网膜、线粒体膜等 生物膜的基础构成物质，主要集中在大脑、神经系统、免疫系统及心、肝、肾、生 殖腺等重要器官内，而且是胆碱和必需脂肪酸的一个来源，它对维持生物膜的生理 活性和机体的正常代谢起关键作用。 8 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 磷脂是保持细胞活力与再生机能的基本动力，它对人体细胞的生存、活化、脏 器功能的维持，肌肉与关节的活动及脂肪的转化和代谢都起着其它物质不可替代的 作用。下面主要从以下几方面论述大豆卵磷脂的保健功能1 7 1 。 ( 1 ) 调节代谢、增强体能 人体在高强度体力活动及大运动量运动中，肌肉细胞依赖卵磷脂的信息传递功 能和物质传递功能获得所需要的营养和能量并排除体内代谢物。在此生理循环过程 中，卵磷脂会被大量分解和消耗，只有及时补充足够的卵磷脂，人体肌肉才能持续 获得能量和营养。 ( 2 ) 消除大脑疲劳、改善记忆力 人体大脑中磷脂类物质在智力活动中承担着信息传递的重要功能。其中，卵磷 脂是人体所需胆碱的主要来源。胆碱可以随血液循环送入大脑，在人体内乙酰化酶 的作用下生成乙酰胆碱，而乙酰胆碱起着兴奋大脑神经细胞的作用，所以大脑内乙 酰胆碱的数量越多，记忆、思维的形成也越快，从而可使人保持充沛的精力和良好 的记忆力。在人体生命化学中物质的转化、能量的转化、信息的转化都不能没有磷 脂的参与。所以，磷脂又被人们称为是启动生命信息的“开关 。 人体进入老年状态以后，血液中胆碱含量会明显降低，所以补充足量的卵磷脂 食品对神经衰弱、用脑疲劳、记忆力下降和老年性痴呆等症状的防治有着明显的辅 助疗效作用。 ( 3 ) 调节血脂、防止动脉粥样硬化 卵磷脂的分子结构中含有亲水的磷酸基团和亲油的脂肪酸基团，因此，它可以 使脂类物质与水结合在一起，起到乳化作用。卵磷脂具有优良的油水亲和性能，能 乳化血液中和血管壁上的脂溶性物质甘油三酯及胆固醇硬块，使之变成细小微粒， 增加血液的流动性和渗透性，降低血液粘度，使其顺利通过细胞的新陈代谢排出体 外，从而减少脂肪在血管壁上的沉积所造成动脉粥样硬化。同时卵磷脂也是高密度 脂蛋白( h d l ) 的主要成份，在胆固醇的运送、分解、排泄过程中起着“清道夫 的 作用。大量医学研究证明。增加人体中卵磷脂的含量，可用来降低血液中的胆固醇 和甘油三酯，有效地防治动脉粥样硬化及高血脂引起的心脑血管疾病。 ( 4 ) 保护肝脏、防治脂肪肝 磷脂中的胆碱对人体的脂肪代谢有着重要的作用，人体内胆碱不足，就会影响 脂肪代谢，造成脂肪在肝脏内积聚，逐渐形成脂肪肝。卵磷脂食品中含有较多的胆 9 第一章前言 碱成分，人体食用足量的卵磷脂不但可以防治脂肪肝，而且还能促进肝细胞再生。 卵磷脂可降低血清中胆固醇含量，有助于肝功能的恢复，对于防治肝硬化有着较好 辅助疗效作用。卵磷脂对过量饮酒造成的慢性肝脏病变也有良好的防治效果。 ( 5 ) 防治胆结石 胆结石是由胆固醇、胆色素、钙盐等构成的球状物，坚硬如石，可引起人体剧 烈腹痛，直接关系着人体的健康。胆囊中胆汁的主要成分是胆汁酸、胆固醇和磷脂。 当人体胆汁中磷脂含量过低时，会造成胆囊内胆固醇沉淀，而逐渐形成结石。人们 经常食用足量的富含磷脂的食品，不但能防止胆结石的形成，而且还能使己经形成 的结石部分溶解，使胆囊恢复正常生理功能。 由于卵磷脂在体内不能合成，只能从食物中摄取。所以在日常膳食中，应多食 些含卵磷脂丰富的食品以补充机体所需。 1 5 商业大豆磷脂产品的分类 磷脂可分为天然磷脂与改性磷脂两大类。天然磷脂主要是指浓缩磷脂，改性磷 脂包括化学酶法改性，也包括丙酮、乙醇精制等获得的磷脂。磷脂改性主要通过 降低磷脂粘度、增加亲水性、消色、转化为粉末等形式改善其分散性、乳化性、润 湿性及可加工性。 1 5 1 浓缩大豆磷脂 浓缩大豆磷脂一般含有6 0 6 5 的丙酮不溶物及3 5 - 4 0 的大豆油。依据磷 脂的吸水膨胀特性，其制备方法是在水化油脚中加入热水或通蒸汽使其水化，由于 极性增加，体积增大，磷脂胶团之间易吸引缔合并沉淀下来，经过静置分层或者离 心分离，磷脂从油脂中析出，最后再进行真空脱水处理得到浓缩大豆磷脂。根据加 工过程的不同，浓缩大豆磷脂可分为一次脱色磷脂、二次脱色磷脂【引。 1 5 2 粉末大豆磷脂 由浓缩大豆磷脂经脱油精制而得的纯天然磷脂混合物，色泽为米黄色或棕黄 色，呈粉粒状，内含的丙酮不溶物高于9 5 。 1 5 3 改性磷脂 磷脂是一种油溶性表面活性剂，由于它的油水平衡值较低，如浓缩磷脂为3 - 4 ， 粉末大豆磷脂为5 7 ，因此磷脂在工农业生产中的广泛应用受到很大程度的限制。 1 0 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 为了扩大它的应用范围，磷脂可以通过水解、氢化、羟基化、卤化、磺化、酰化、 臭氧化及磷酸化等反应进行改性，这种化学改性可以改善和提高磷脂的耐热性、乳 化性以及在水溶液体系中的分散性，目前已大规模工业化生产的主要有羟基化、酰 化及水解等产品【9 1 。 1 5 4 精制大豆磷脂 用丙酮可以将浓缩磷脂中9 6 一9 9 的油和游离脂肪酸除去得到脱油磷脂，然后 用乙醇对脱油磷脂进行萃取，得到富含磷脂酰胆碱的乙醇可溶物与富含磷脂酰肌醇 的乙醇不溶物，其中前者是很好的o w 型乳化剂，而后者是w o 型乳化剂。 1 5 5 磷脂的其它分类 按照卵磷脂含量的不同，卵磷脂又可分为： ( 1 ) 粗磷脂：从大豆毛油分离的磷脂水合物，经脱水、除杂的产物； ( 2 ) 精磷脂：粗磷脂经分离出无机物与机械杂质，达到食用级标准； ( 3 ) 精细磷脂：精磷脂经精细分离达到医药级标准； ( 4 ) 高纯磷脂：将精细磷脂的非磷脂有机物分离，得到磷脂含量9 6 以上的 产物； ( 5 ) 高p c 值磷脂，p c 值：3 0 、5 0 、7 0 、9 0 ； ( 6 ) 单磷脂：分离纯的p c 、p e 、p i 等； ( 7 ) 改性磷脂：既保持磷脂共性，又具有某一特性的磷脂合成产物。 1 6 卵磷脂的应用 卵磷脂特有的疏水一亲水性，使其具有乳化作用，在食品、医药及化妆品等行 业得到广泛应用【l o l 。 1 6 1 食品工业 卵磷脂是一种天然食品乳化剂，其乳化作用可使不相混溶物料变成高度稳定的 乳浊状态，可提高分散性、保水性。主要用于人造奶油、冰淇淋、糖果等的乳化并 可改善食品的加工性能、风味和外观形状。 1 6 2 医药工业 卵磷脂是人体细胞膜的主要成份，在人体内各种细胞中，都有卵磷脂的存在。 第一章前言 卵磷脂在医药工业中用途广泛，能够调节血脂、改善记忆、延缓衰老，且具有防治 脂肪肝、肝硬化的功能，对急慢性肝炎、运动障碍症、狂躁性精神病、老年性痴呆 症等具有良好的疗效。 1 6 3 饲料工业 卵磷脂作为饲料添加剂，能促进畜禽肠胃吸收和代谢，同时还可补充畜禽对磷 元素的需求。卵磷脂用于提高饲料能量，添加5 卵磷脂，相当于提高2 8 的能量。 1 6 4 化妆品工业 卵磷脂是一种天然的化妆品原料，可保护皮肤不受刺激，活化皮肤呼吸，保持 皮肤湿润，无皮肤过敏现象。可作为乳化剂、润肤剂、分散剂及头发润滑剂【l l l 。 1 6 5 涂料工业 在涂料和油漆中，主要利用卵磷脂的表面活性作用，缩短加热时间，增加光亮 度，防止颜料沉淀，避免分层，增大覆盖率和流平性、分散性、湿润性。 1 6 6 农业 卵磷脂能被果皮吸收，增强果实抗病能力。卵磷脂的亲水基可保持果实皮湿润， 防止病菌侵害，延长水果保鲜期。也具有防治农作物病虫害作用。 1 6 7 其它 作为一种天然的两性表面活性剂，可用做抗氧化剂、乳化剂、分散剂、浸渗剂、 湿润剂及黏度调整剂等。在造纸、橡胶、皮革、涂料、胶卷、磁带、石油开采及农 药等众多行业中应用。 1 7 卵磷脂的保存 由于含有不饱和的脂肪酸链和亲水基，磷脂在空气、阳光下易氧化和吸湿，因 此需保存于低温、无氧、干燥的环境下。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，对储存条件的要求也愈加严格。商品精细磷脂或浓缩磷脂在油脂 中时可稳定存在，尤其当磷脂中含有适量的维生素e 时，储存稳定性更佳。这是因 为维生素e 具有抗氧化作用，可提供氢自由基给过氧化物自由基使其失活，从而中 止脂肪酸过氧化链反应，因此，适量维生素e 可明显抑制磷脂脂质体的氧化，含量 1 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 越高，抑制作用越强1 1 2 】。同时，维生素c 也可以作为自由基清除剂，但在过渡金属 离子存在下，又可诱发脂质过氧化反应。 1 8 国内外卵磷脂的开发现状 据统计，美国化学文摘( c a ) 所列有关磷脂的专题文献：1 9 7 2 1 9 7 6 年间为9 0 0 多篇：1 9 7 7 1 9 8 1 年期间增至8 0 0 0 多篇，其中生物学研究占7 0 5 ，分析方法占3 5 ， 制取研究占1 2 ，特性研究占1 6 5 ，反应研究占2 4 ，应用研究占4 7 ，伴随 物研究占1 o ，1 9 8 2 1 9 8 6 年期间为1 9 0 0 多篇。可见7 0 年代末至8 0 年代初是世 界上对磷脂研究最为活跃的时期【1 3 1 。 磷脂在国外倍受人们喜爱。在日本，每年对磷脂产品的需求量在7 0 0 0 8 0 0 0 吨 左右，其中8 0 用于食品工业。日本目前己经开发出3 0 多个磷脂品种，生产公司 主要有赤田善、旭化成、味之素、小川香料、川内化成、光洋商会等。美国食品工 业磷脂的消费量估计在2 0 0 0 0 吨左右，目前其生产和消费基本保持平衡。主要生产 厂家有a r c h e rd a n i e l sm i d l a n d ( a o m ) 公司，a m e r i c a nl e c i t h i n 公司等。在欧洲最先 把卵磷脂做商业化应用的是英国的l u c a sm a y e r 公司。其它从事卵磷脂生产的厂家 有荷兰的c e n t r a ls o y ao v e r s e a 公司，德国的n a t t e r m a np h o s p h o l i p i dg m b h 公司等。 国内磷脂的生产和研究工作起步相对较晚，但发展较为迅速。郑州粮食学院完 成的轻工业部“七五 国家科技攻关项目“食用大豆磷脂的研制 已经得到实际的 应用，其产品达到国际同类产品质量标准。清华紫光己经建立了年产3 0 0 吨粉末磷 脂、1 0 0 吨颗粒磷脂、3 0 吨卵磷脂( p c 6 0 ) ，1 0 0 万盒卵磷脂冲剂的生产线。 目前我国四川、东北、天津、上海等省市地区有众多卵磷脂生产厂家，如四川 英格尔生物工程有限责任公司于1 9 9 7 年建成投产了目前国内最大的超临界c 0 2 萃 取卵磷脂的装置。但我国卵磷脂生产总体上存在产品纯度低、品质较差、生产规模 小、资源利用率低等问题。 国际市场上精制卵磷脂年需求量为5 0 0 0 吨左右，而实际生产供应量为2 0 0 0 吨 左右，供需缺口较大。我国有丰富的磷脂资源，浓缩磷脂的潜在产量达2 5 万吨， 按粉末磷脂计算的产量达8 0 5 万吨。仅大豆磷脂的潜在产量即分别为浓缩磷脂4 6 6 万吨和粉末磷脂2 8 万吨。目前，国内大豆磷脂的生产主要有上海、天津、黑龙江 和山东等数个厂家，产品规格有浓缩磷脂、粉末磷脂、卵磷脂、精制磷脂( 注射用) 、 改性磷脂等。 1 3 第一章前言 因此，开发出适合我国国情的高纯度卵磷脂制备方法，具有重要的经济和社会 价值。 1 9 磷脂分析方法综述 常见的检测磷脂方法有薄层层析法( t l c ) 、液相色谱法( h p l c ) 以及核磁共振 法等。以下对t l c 法、h p l c 法及核磁共振法进行简单介绍。 1 9 1t l c 法 2 0 世纪9 0 年代以前，国外分析测定p c 含量方法中，t l c 法是一种较为普遍 和准确的分析手段。但是随着h p l c 普及，最近1 0 年中t l c 法在国外已经较少采 用，取而代之的是更少受人为因素影响的高效液相色谱和核磁共振检测方法。但是 上述两种设备价格昂贵，对于大多国内企业和科研机构来说，普及尚有很大困难， 所以较为廉价的t l c 法，仍然有一定的价值。 t l c 法是根据在展开剂中磷脂各组分与薄层板上的吸附剂之间的作用力的不 同，比移值( r f ) 不同，从而达到分离磷脂组分的目的。该法在h p l c 法出现之前 在磷脂分析检测技术中占据着很重要的地位，它具有方便、快速、直观、灵敏以及 分离效果好等优点。目前，它仍被广泛使用。 1 中性脂( n l ) 2 磷脂酸( p a ) 3 磷脂酰乙醇胺( p e ) 4 磷脂酰肌醇( p i ) 5 磷脂酰胆碱( p c ) 6 神经鞘磷脂( s m ) 7 溶血磷脂酰胆碱( l p c ) 图1 - 1 0p c 及样品t l c 展开结果【2 】 f i gl 一1 0 t l co fp ca n dp h o s p h o l i p i d s 图卜1 0 所示p c 及样品展开条件为：溶剂为氯仿，展开剂为v ( 氯仿) ：v ( 甲醇) ：v ( 水) = 6 5 ：2 5 ：4 的混合液，硅胶g 板，碘缸中显色。p c 标样购自德国l i p o i d 公司， 样品为其自制大豆p c 样品。 1 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 磷脂的薄层层析可分为单向及双向层析，显色剂中，磷钼酸乙醇溶液和 d i t t m e r - i e s t e r 钼蓝显色剂专一地对全部磷脂显色，而对中性脂、糖脂等化合物不显 色，所以将它作为磷脂t l c 定性及定量显色剂，具有快速、方便、不受非磷脂杂 质干扰等优点。 单向t l c 法分析一般采用的展开剂为氯仿一甲醇一水或醋酸盐缓冲液或氨水。 各种磷脂的定量可采用薄层定量扫描仪计算积分值。该法可同时对磷脂种类进行定 性、定量分析，但是其干扰因素多，必须严格控制实验条件，重复性较差。一般采 用腐蚀性的溶剂( 通常包含浓硫酸) 喷雾显色，高温下炭化一定时间，最后扫描炭 化密度。 t l c 一扫描进行显色面积测量：用磷钼酸显色的硅胶板在卵磷脂显色2 4 7 2 h ， 然后进行光密度扫描，而以d i t t m e r - l e s t e r 试剂作为显色剂，在显色发生后3 0 1 8 0 m i n 进行光密度扫描，扫描条件：测定波长和参比波长分别为6 5 n m 和4 0 0 n t o ，狭缝扫描 速度1 0i l l r n m i n l ，经色谱数据处理系统可获得各斑点的面积，从而得出卵磷脂中 p c 、p e 的相对含量。 1 9 2 二维t l c 法 一般一维t l c 展开可以很好地分离磷脂的一些主要成分，但是仍有一些成分 的r f 值接近，这就需要选择另一种展开剂再一次的展开分离这些成分一即双向层 析法。双向层析的一个主要缺点是一块层析板只能分析一个样品，多个样品的分析 就要耗费大量昂贵的高效薄层板，并且费时，但是它可将磷脂各组分完全分开，两 次展开选用不同的溶剂系统达到不同的分离效果，非常有效【1 4 】。 被美国油脂化学协会收录为标准方法的二维t l c 法是一种更准确的定量分析 磷脂的方法，此方法用于分析卵磷脂浓缩物中的磷脂，在一定的展开条件下，展开 得到二维t l c 薄层色谱，然后用酸消化，再在3 1 0 r i m 下与钼酸盐反应，收集各个 组分，测定磷含量。该方法可用于所有动物或植物卵磷脂中磷脂酰胆碱、磷脂酰乙 醇胺、磷脂酰肌醇等成分的半定量分析。 二维t l c 法是在分离后收集各种磷脂，测定磷含量，再按照各类磷脂的平均 相对分子质量计算出它们的含量。但是这种方法步骤较烦琐，对操作技术要求较高。 另外，如果有很多样品，定量分析需要很长时剐15 1 。 1 9 3h p l c 法 1 5 第一章前言 h p l c 法能使非挥发性的、热敏感的磷脂在常温得到分离，具有方便、快速、 准确、高效、高灵敏性、不需高温操作等优点。它的封闭系统减少了磷脂在分析过 程中被氧化的可能性，确保能实现p c 的快速、灵敏、准确的定量分析，因此是现 代最常用的磷脂组分分析方法【l6 1 。 紫外可见光检测器( u v ) 是常用的高效液相色谱检测器。分析卵磷脂时，检测 波长一般定在2 0 5 n m 左右，由于波长较低，限制了一些溶剂的使用。此方法中，在 p c 有最大紫外吸收的波长2 0 5 n m 下，得到的结果很容易受到脂肪酸组成及波长的 微小变化的影响，使得到的p c 含量偏大。由于磷脂种类的繁多，其脂肪酸组成也 有很大差异，使磷脂必然在u v 的吸收复杂化，给某些磷脂的定量造成了困难。 示差折光检测器( r i d ) 分析卵磷脂，则不会受到p c 中脂肪酸组成、纯度及卵 磷脂种类和来源的影响，适用于一切p c 样品。但r j 检测器易受到温度变化的影响， 基线稳定性较差，容易漂移，所以必须保证温度的恒定不变。 h p l c 法一般分为正相高效液相色谱法( n p h p l c ) 和反相高效液相色谱法 ( r p h p l c ) 。反相的含义就是固定相为非极性液体，而流动相为极性溶剂。r p h p l c 法的分析时间一般比较短，但分离效果不如n p h p l c 法。用h p l c 方法进 行分析时，常用的固定相有：正相柱( 如l i c h r o s o r bs i 6 0 ) ；反相柱( 如p ec 1 8 柱) 等。流动相一般有乙腈一甲醇体系( 乙腈一甲醇一水、乙腈一甲醇一冰乙酸或乙腈一 甲醇一磷酸等) 和正己烷一异丙醇体系( 正己烷一异丙醇一醋酸或正己烷一异丙醇一 磷酸等) 。 在分析和检测p c 含量时，用单一流动相不能把所有的磷脂有效分离，较