简述天然(改性)大[1]...doc

天然（改性）大豆磷脂的表面活性功能
在各行业中的应用

作者：广州天宝食品添加剂有限公司 钱兆新

【摘要】：大豆磷脂（soybean phospholipids, soybean lecithin）是由大豆油脚经真空脱水、浓缩及改性等生产工艺提炼而成的纯天然产品。（改性）大豆磷脂（Modified soybean phospholipid）， 是以大豆磷脂为原料，采用新工艺、新技术，经科学加工精制而成的磷脂。其独特的两极脂质结构及优化后的理化特性，决定了其极为广泛的应用领域。本文主要根据（改性）大豆磷脂的结构特点及表面活性功能，介绍其在食品工业和农业化学中的应用。

【关键词】：
大豆磷脂 / 改性大豆磷脂 / 表面活性剂 / 磷脂 / 乳化剂
Soybean lecithin / Soybean phospholipids / Modified soybean phospholipid

【正文】
卵磷脂是1844年法国人高布利(Gobley)第一次从蛋黄中分离出的含有氯及磷的脂肪混合物。20世纪30年代又在大豆油脂加工后的副产物中发现了大豆卵磷脂。卵磷脂(Lecithin)主要成分包括卵磷脂、肌醇磷脂、脑磷脂、磷脂酸、丝氨酸磷脂以及神经磷脂等；狭义的卵磷脂系指胆碱磷酸甘油酯或磷B旨酰胆碱，其三甘油酯分子上的磷酸与胆碱结合。
大豆卵磷脂又名大豆磷脂，是精炼食用大豆油时得到的一种粘稠的含油很高的毛磷脂，是一类具有重要生理功能的类脂化合物，也是一类天然的表面活性剂。传统的提炼大豆磷脂工艺是：首先将大豆经溶剂浸提得到混合油，再经一蒸、二蒸、汽提将溶剂与油脂分离得到毛油，然后通过除杂、水化脱胶、碱炼脱酸、白土脱色、高温脱臭等工序得到精炼油。毛油中磷脂的含量为1～3%，是毛油中胶质的主要成份，在除杂之后的毛油中加入热水，使其中水化磷脂形成絮状油脚，再用离心机使其分离，干燥脱水后即可得到浓缩大豆磷脂。浓缩大豆磷脂再经深加工处理，可得到粉末大豆磷脂，工艺流程如下：

天然的大豆磷脂存在于大豆等植物中，而大豆因产地不同又区分为转基因和非转基因大豆。目前，我国主要的大豆生产基地在东北。东北产地的大豆为非转基因大豆，由美国、巴西、阿根廷等产豆大国进口的大豆为转基因大豆。无论是非转基因还是转基因，其化学结构或理化性质基本相同。

一、大豆磷脂的化学结构及其组成
大豆磷脂的化学结构主要由三甘油酯分子上的磷酸与胆碱等基团(X)结合，其化学分子结构通式见图：

式中R1和R2是代表长短不同碳链的脂肪酸的烃基，它可含1－4个双键结构（分子碳链结构因产地、品种及生长期而异），其Rl和R2中的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸是混合配位的。常见的有硬脂酸、软脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸及花生四烯酸等。大豆磷脂主要成分含量：19%-20%的卵磷脂磷脂酰胆碱)、8%-20%脑磷脂(磷脂酰乙醇胺)、20%～21%的磷脂酰肌醇及磷脂酰丝氨酸等。
二、大豆磷脂的物理性质
大豆磷脂是一种淡黄色至棕色、无臭或略带有气味的黏稠状或粉末状物料。从其结构上来看，2个脂肪酸链为疏水基，磷酸及胆碱等基团为亲水基，所以，它是一种表面活性剂，具有一系列界面性质和胶体性质。大豆磷脂不溶于水，易溶于多种有机溶剂，易形成反胶团，即疏水基在外，亲水基在内。因此，乳化性是磷脂的重要性质。大豆磷脂分子中存在大量不饱和脂肪酸，很容易被空气氧化，而温度的升高不仅加快了此种氧化的发生，而且使其颜色逐渐加深。大豆磷脂也能形成液晶，包括热致液晶和溶致液晶。
三、大豆磷脂的化学性质
大豆磷脂的化学性质主要表现在它的酯键、脂肪酸链和磷脂的X取代基上。大豆磷脂在酸性或碱性条件下，加热或煮沸时，可发生完全水解反应，生成游离的脂肪酸、甘油、肌醇和磷酸等小分子产物。在特殊的磷脂酶作用下，大豆磷脂可发生部分水解，如蛇卵磷脂酶能专一作用于磷脂的不饱和脂肪酸酯键，使其分解。由于大豆磷脂分子中含有不饱和脂肪酸，故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。在镍等催化剂存在下，大豆卵蒯旨可与氢发生加成反应，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。

在工业生产中，我们常利用磷脂结构中的不饱和键而引入不同的功能团，以达到不同的功能、应用方向不同的目的。初级基础是将粗磷脂精细为天然大豆磷脂或天然卵磷脂。大豆磷脂必须通过结构化改性处理，将大豆磷脂分级加工，使磷脂更具有优良的表面活性（即有更好的乳化功能），使其更适宜地应用于不同的产品之中。
改性后的大豆磷脂是一种天然的表面活性剂，它不仅具有乳化、分散、脱模、降低粘度、保持水分、同蛋白质及淀粉相结合等各种功能，还含有丰富的不饱和脂肪酸和胆碱等营养成分，因此是一种天然的高营养强化剂，其用途十分广泛，不仅应用于食品工业上，还广泛应用于药品、保健品、化妆品涂料工业、饲料工业、乳化炸药、农药乳液及精细化工助剂等领域上。
以下为天然（改性）大豆磷脂的表面活性功能在各行业中的应用。
一、在人造奶油（黄油）中的应用：
食品行业广泛应用的人造奶油是由氢化植物固体油、动物油及液
态植物油，通过配方调整，加入磷脂等乳化剂，进行乳化混合而成。但由于油脂氢化后，分子结构发生变化而形成含反式脂肪酸，此物质对人体健康有害，国际粮农组织早已在食品中禁止添加此类油脂，但国内食品行业仍在大量使用。为了适应市场的发展和与国际粮农组织的要求接轨，应采用专项大豆磷脂为主要原料复合成具叠加增效的专用油脂乳化剂，用不同配比的动植物油脂调配加工成不含反式脂肪酸的烘培专用油脂调配后的油脂可应用于饼干、曲奇、蛋糕、面包、糖果、巧克力等食品加工产品。
二、在面包加工中的应用：
大豆磷脂经结构深加工后，亲水、亲油，平衡值发生了变化，其结构与鸡蛋黄类同，因此，可将磷脂称之为植物蛋黄。在面包加工中，可使脂肪、小麦蛋白（即面筋）、糖等碳水化合物亲和加合，并能使蛋白质受热膨胀，同时，在搅拌面粉过程中形成的脂质体可将酵母包接密封，提供养分给酵母吸收，促使酵母提前成熟、发酵，延长酵母的应用能力，使面包体积增大5%以上，产出的面包网纹结构均匀，口感松软，具有不粘牙的咀嚼感，有抗老化，延长保存时间的效果。
三、在植物蛋白乳饮料中的应用：
经过HLB值定位的粉末化改性大豆磷脂，再引入多糖类胶体，
将其应用于含脂质、蛋白的乳饮料中（例花生奶、豆奶、核桃乳……等），可将浮面的油脂，经专项磷脂乳化后，均匀、稳定地分散于乳液中，并可在高温、高压下灭菌不破乳。因此，经改性的专项大豆磷脂在乳饮品行业的应用前景较为广泛。
四、在农业中乳油农药及液态叶面肥的应用：
经结构改性方向定位的大豆磷脂，将其优良的高乳化活性应用于农业喷施的乳油农药中，或将适量的乳油农药复合于液态叶面肥中，制成低毒或无毒性、对土壤无污染的农业植物专用品，使植物能全面充分地吸收有效成分，减少流失，由于磷脂本体在土壤中有较快的生物降解作用，不产生污染，因此有良好的生态效果。目前农业用的乳化剂基本为化学合成品长期使用，对土壤会有相对不良的积聚，而用结构改性的专项大豆磷脂取代化学合成乳化剂，将是未来农业农药的发展方向。
五、在化妆品行业中的应用：
改性后的大豆磷脂具有较强的表面活性和胶体性质。同时，它又是所有生物细胞的重要成分之一，在机体细胞代谢和细胞膜渗透性调节方面起着重要作用。因此，磷脂对人体皮肤有着良好的保湿性和渗透性,具有抗氧化、抗静电、乳化、分散、润湿、渗透、保湿、调理、软化、润肤和柔发等多种功能。长期使用含磷脂的化妆品，可改善皮肤营养，减少皮肤褶皱，增加皮肤光泽，使皮肤细嫩，并能消除皮肤色素沉着，减少和祛除老年斑，延缓皮肤衰老。还可以促进毛发生长和减少白发。现在，磷脂作为一种十分理想的天然优质化妆品原料，已广泛用于生产护肤、洁肤膏霜、洁面剂、洗肤剂、防晒剂等护肤产品，以及洗发、染发、烫发、头发修饰、调理剂以及护发素等发用化妆品，同时还应用于口红、睫毛油、粉饼等美容制品以及浴用产品等。
六、在医药行业中的应用
磷脂是人体细胞膜的基本组成部分，细胞膜是细胞的卫士，它决定了细胞之间能量和信息的传递。人体拥有足够的磷脂，就意味着具有较好的免疫力、代谢力和生命活力。研究证明，磷脂对脑及脑神经系统、血液循环系统、免疫系统、心、肝、肾等重要器官有着重要的作用。同时，磷脂作为优良乳化剂，使血管中胆固醇和中性脂肪乳化而排出，防止其沉淀于动脉血管中，更被称为血管的清道夫。因此，可帮助预防和改善动脉硬化、高血压、心脏病、脑中风和老年痴呆。磷脂还可以帮助增进思维及记忆能力，延缓脑细胞老化硬化。此外，它还具有帮助保护皮肤、克制老人斑，帮助促进脂溶性维生素吸收的作用，并可帮助增强体内分泌系统对过滤性病毒的抵抗力，帮助预防胆结石，甚至可控制体重。
七、在饲料工业中的应用
动物饲料中添加大豆磷脂已成为提高动物饲料质量的重要手段。首先，磷脂作为饲料添加剂能提高饲料能量和营养价值，也能提供胆碱、肌醇、亚油酸和亚麻酸等营养素。另外，它有助于动物对油脂和脂溶性维生素的消化吸收，并能保护饲料中的不饱和脂肪酸等。因此，大豆磷脂在畜禽体内脂肪代谢、肌肉生长、神经系统发育和体内抗氧化损伤等方面发挥着很重要的作用。在畜禽、鱼虾饲料中使用磷脂，可以提高畜禽、鱼虾饲料中蛋白质和脂肪的综合利用能力，减少畜禽、鱼虾的脂肪肝的发生、改善脂肪在皮下的堆积，大幅度提高哺乳种畜的乳质、种禽种蛋的孵化率、鱼虾蟹卵的孵化率及幼苗的成活率。
八、在化工行业中的应用
改性后的大豆磷脂在化工行业中的用途与前景也十分广阔。油漆中添加，可以缩短捏合时间，防止颜料沉淀，并有良好色度，还能改善印刷油墨流动性。橡胶中添加，具有软化、分散、促进硫化和防老化功能。皮革中添加，能使油渗入皮革并能使皮革柔韧，使制品具有柔软性和良好手感。石油制品中添加，能够防止烷烃的残渣等析出物粘附在发动机上，延长期润滑寿命。纺织品中添加，可作为纤维的保护剂使用，可使纤维保持柔软性，还可作为助染剂使用，增加光泽。乳化炸药中添加，可提高乳化炸药的爆炸与爆力，增强乳化膜的连续致密性和强度，提高乳化炸药的硬度和贮存稳定性。

由上述可知，大豆磷脂具有多种特性和功能，用途广泛。大豆磷脂的生产在欧洲、美国、日本等地区和国家已普遍受到重视，其精制、分离和深加工综合利用有了迅速的发展，生产工艺和技术装备已日趋完善，并不断有新类型的大豆磷脂产品问世。我国磷脂原料资源丰富，开发大豆磷脂具有丰富的原料优势。近年来对大豆磷脂的生产开发也作了大量的研究工作，农产品深加工和转化技术也是当前国家在全国范围内重点支持的技术开发领域之一。因此，大力开发大豆磷脂及其深加工产品，不仅可以提高大豆的附加值和科技含量，其产品的市场前景也十分广阔。
但目前国内大豆磷脂产品尚未形成工业化生产规模，技术水平、生产设备落后于国际先进水平，大部分厂家的大豆磷脂提取技术仍停留在间歇式生产水平，生产高纯度、高质量大豆磷脂的厂家不多，在应用方面也刚刚起步。因此，我们还应继续在大豆磷脂的特性与应用、制备工艺的改进、改性产品的研制等方面深入开展研究，进一步开发大豆磷脂在有关行业中的新用途，使之更好地为我国的经济建设和人民健康服务。
【参考文献】
1． 凌关庭 《食品添加剂手册》第二版 化学工业出版社 1997年；
2． 王军 《特种表面活性剂》 中国纺织出版社 2007年；
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