大豆卵磷脂 :从大豆中提取的精华物质

更新时间:2024-09-20 15:25

大豆卵磷脂(Soybean Lecithin)是一种从大豆中提取的精华物质,为精制大豆油过程中的副产品,可以作为天然的乳化剂抗氧化剂。大豆卵磷脂在高温下为白色固体,溶于油脂、脂肪酸以及有机溶剂,部分溶于乙醇,极难溶于丙酮和乙酸甲酯,不溶于水,在动、植物中分布很广,是生命细胞和所有活性细胞的组成成分,而且是胆碱和脂肪酸的同一个来源,也是构成神经组织和脑脊髓的主要成分,对人体活动和新陈代谢起着重要作用。

大豆卵磷脂中含有卵磷脂、脑磷脂、心磷脂等,能够提高大脑活力和保护血管,人体可以通过摄入大豆卵磷脂来强化细胞功能,预防动脉粥样硬化等心血管疾病以及中风等血管栓塞性疾病的发生。在进入老年阶段人体可以摄入大豆卵磷脂起到健脑作用。

历史

1844年,法国人格拉西最早在蛋黄中发现了卵磷脂,并用希腊名为其命名为Lecithos,意为“蛋黄”。直到20世纪30年代,人们在黄豆中也发现了卵磷脂,并成功地将其提取出来了,将其通称为大豆卵磷脂。

已知最早的大豆中卵磷脂存在的参考文献是由舒尔茨和斯泰格在瑞士苏黎世发表的, 在1889的一篇关于植物种子卵磷脂含量的文章中,报告说大豆含有少量卵磷脂, 根据其二磷酸镁的含量来测量出大豆卵磷脂的含量 .1894年,舒尔茨和法兰克福报告说,大豆含有1.64%的卵磷脂。1897年,日本的Hanai在第一份提到大豆卵磷脂的英文出版物中引用了Schulze和Steiger的话,指出“富含淀粉的种子通常比富含蛋白的种子含有更少的卵磷脂,因此大麦粒的卵磷脂含量不到大豆的一半。可能大豆和羽扇豆种子中卵毒性白蛋白的比例也高于南瓜和大麦。在法国,大豆先驱李和Grandvoinnet在1911-1912年指出,“大豆含有大量卵磷脂。

70 年代以来,美国就把卵磷脂用于保健食 品 , 据WHO(世界卫生组织)专门委员会报告,磷脂比食用维生素更安全。国外对大豆磷脂作为乳化剂和药物载体的研究报道较多,其粗制方法研究也比较深入。中国自80年代开始对药用大豆磷脂精制工艺进行了研究。上海油脂一厂利 用不同结构磷脂在溶剂中的溶解度不同,率先制备出药用规格的大豆磷脂。

应用领域

食品工业

大豆卵磷脂在食品工业上可以作为乳化剂或者营养添加剂应用于糖果、巧克力、饼干、肉类制品、速溶食品、奶类及奶制品、人造奶油及其他食品的制作中。大豆卵磷脂用在巧克力中来降低黏度,用作人造奶油的乳化。在蛋糕、点心和饼干的制作中,大豆卵磷脂能提高食品的绵软性、酥松性等,改善产品的质量效果。含有大豆卵磷脂的速溶蛋白粉能与肉类快速彻底地混合,具有嫩肉增鲜的作用,还能将大豆卵磷脂的抗氧化作用运用到油脂地生产中,能提高菜籽油、葵花籽油以及有机大豆油的抗氧化性。

农业

大豆卵磷脂在农业上用于防治瓜类、茄子等蔬菜的白粉病及水稻的稻瘟病等,起到保持果皮湿润,防止病菌侵入,起到灭菌的作用,延长水果的保鲜期。大豆卵磷脂防止白粉病的原理是能使白粉病芽孢粗短,菌丝伸长延缓,菌丝末端周围的薄膜呈现出鳗鱼尾状,进而会推迟形成分生孢子梗,分生孢子也不能分散传播。

医药行业

大豆卵磷脂中含有卵磷脂、脑磷脂、心磷脂等,在医药行业中具有延缓衰老、预防心脑血管疾病等作用,还可以降低血脂、治疗脂肪肝和肝硬化等,使老年人动脉血管壁增强和减少坏死,通过其表面活性作用来使胆甾醇溶解,防止其在血中沉淀来治疗来治疗血管硬化,还有减轻精神错乱的作用。70年代以来,美国就把大豆卵磷脂用于保健食品,总销量仅次于复合维生素C和维生素E名列第三位。

其他应用

大豆卵磷脂能在化妆品中应用,保护皮肤免受刺激、活化皮肤呼吸、保持皮肤湿润、提高化妆品的分散,还能作为头发润滑剂等。大豆卵磷脂还能作为植物性细胞外冷冻保护剂来应用于动物精液冷冻保存。大豆卵磷脂还能增加饲料能量及氨基酸、脂溶性维生素E的含量。在涂料和油漆中,利用大豆卵磷脂的表面活性的特点,来缩短加热时间,防止颜料沉淀,增加光亮度,避免分层,进而来增大涂料和油漆的覆盖率和流平性、分散性、湿润性。

结构及分类

结构

大豆卵磷脂是多种磷脂的混合物,是脂肪酸甘油通过磷酸盐胆碱或胆胺等不同基团连接而成的,主要成分包括:磷脂胆碱(又称卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(又称脑磷脂)、磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸等,其结构中含有磷酸根、胆碱构成的亲水基团和脂肪酸链构成的疏水基团。大豆卵磷脂的结构如下图所示:

其中R₁和R₂是C₁₄~C₂₀的饱和或不饱和脂肪羧链,而X的不同则构成了不同的磷酸甘油酯,X是-CH₂CH₂N(CH₃)₃为磷脂酰胆碱(PC)、卵磷脂,X-CH₂NH₃为磷脂酰乙醇胺(PE),X-C₆H₆(OH)₅为磷脂酰肌醇(PI),X-H为磷脂酸(PA)。

分类

大豆卵磷脂可以根据不同的加工工艺分为四种类型:第一种是天然粗制大豆卵磷脂(浓缩大豆磷脂),是用大豆油的油脚通过真空脱水制成;第二种是改性大豆卵磷脂,是由天然粗制大豆卵磷脂(浓缩大豆磷脂)通过化学改性制成,具有较好的亲水性,通常为水包油体系的乳化剂;第三种是粉末大豆卵磷脂,也叫做脱油磷脂粉,由天然粗制大豆卵磷脂(浓缩大豆磷脂)通过丙酮脱油精制形成的纯天然高度磷脂混合物产品;第四种为精制大豆卵磷脂,是通过粉末大豆磷脂经乙醇提纯后分为醇溶部分和醇不溶部分两种。

卵磷脂来源

植物性来源

大豆卵磷脂存在于大豆,植物卵磷脂来来源于向日葵、油菜籽、红蚕豆、葵花籽、黑小麦、杂交玉米、花生中,植物卵磷脂的脂肪酸组成通常反映相应含油种子的脂肪酸组成。

动物性来源

动物源磷酸甘油酯中,蛋黄磷脂含量最丰富,动物肝脏磷脂含量次之,其单位含量都要高于植物磷脂的含量,还有牛脑、鱼头中也含有卵磷脂。

理化性质

纯净的大豆卵磷脂在高温下是一种白色固体物质,在精制过程呈现为淡黄色或棕色,无臭或略带坚果类气味及滋味。大豆卵磷脂可以溶于油脂、脂肪酸以及有机溶剂,部分溶于乙醇,极难溶于丙酮和乙酸甲酯,不溶于水,在水中膨胀,呈胶体溶液,在空气和阳光下不稳定易氧化酸败变黑,在油脂中较稳定。大豆卵磷脂在酸性或碱性环境下易被水解,水解产物为脂肪酸、甘油、磷酸、氨基醇、肌醇等。

生理作用

保健作用

大豆卵磷脂分子结构中含有亲水的磷酸基团和亲油的脂肪酸基团,这些结构可以使脂类物质与水结合在一起,起到乳化作用,如可以将血管中的三酸甘油脂、胆固醇等物质溶解到血液中,起到利于脂肪吸收,减少在血管内的存留和降低血液中脂肪含量的作用。

营养作用

大豆卵磷脂具有健脑的作用,人体进入老年后可以通过大豆卵磷脂的补充来增加血液中的胆碱含量,从而对神经衰弱、用脑疲劳、记忆力下降和老年性痴呆等症状具有防治作用。大豆卵磷脂还可以降低血清胆固醇含量,有助于肝功能的恢复,可以阻止肝硬化。如果经常食用大豆卵磷脂,不但能防止胆石症的形成,还能使已形成的胆结石部分进行溶解。大豆卵磷脂还有抗机体衰老和降低血脂的作用,能提高细胞的代谢能力,增强细胞消除过氧化脂质的能力,会及时供给机体所需的能量。

提取方法

大豆卵磷脂的提取方法有超临界CO₂萃取法、超高压法、超声波辅助法、有机溶剂萃取法等。

超高压法

超高压法是将大豆粉按照料液比加入乙醇水溶液,密封混匀,放入超高压容器内,在保压后,卸压取出后过滤,将滤液中的乙醇和水分除去,在剩余的油状物中加入丙酮,超声后再过滤,向丙不溶物中加入无水乙醇,混匀后静止离心,将上清液用无水乙醇定容后测定吸光度值,根据吸光度来计算大豆卵磷脂的质量。

超声波辅助法

超声波辅助法是将粉末磷脂于三角瓶内,加入乙醇,放入超声波清洗仪内,经过搅拌萃取,将瓶内溶液夹带磷脂一起倒入G3埚内进行真空抽滤,所得上清液加入金属离子沉淀剂,调节pH值条件下进行沉淀,进而测出大豆卵磷脂的含量。

超临界CO₂萃取法

超临界CO₂萃取法是以大豆粉为原料,使之成为豆粕后将其装入萃取釜中,在设置条件下静态萃取,进行动态萃取,用乙醇收集卵磷脂,减压蒸馏去除乙醇,得到大豆卵磷脂。这个方法得到的大豆卵磷脂,产品无溶剂残留,可直接用于医疗,且色泽、风味优于其它方法制备的产品。

有机溶剂萃取法

有机溶剂萃取法是利用溶剂对大豆卵磷脂各组分选择性差异对卵磷脂进行分离,具有易于操作,对实验室条件即可满足操作要求的优点。但有机溶剂在分离过程包括最后产品中会有溶剂残留、有毒性、环境污染、过程安全性低、溶剂再生困难,以及对生物物质蛋白质、酶活性产生负面影响,可以用其他方法来辅助应用,如可利用金属离子复合沉淀纯化法辅助分离生产大豆卵磷脂。

其他方法

低级醇萃取大豆卵磷脂的工艺比较简单,易于工业化,但得到产品纯度相对较低;层析法提取大豆卵磷脂,虽然纯度可达90%以上,但处理量有限,且有溶剂残留。酶水解提取大豆卵磷脂是利用蛋白酶将大分子蛋白质酶解为小分子肽,加快大豆卵磷脂与蛋白质分离速度,缩短大豆卵磷脂的提取时间,可以得到较优质的大豆卵磷脂。还可以利用膜对组分的选择透过性进行分离来得到大豆卵磷脂。

检测方法

大豆卵磷脂的检测方法有紫外可见分光光度法、薄层色谱扫描法、高效液相色谱法等。

紫外可见分光光度法

紫外可见分光光度法是对大豆卵磷脂的含量进行定量分析,此方法具有操作简单、检测灵敏的优点。

薄层色谱扫描法

薄层色谱扫描法是对大豆卵磷脂的各组分与薄层板上的吸附剂所产生出的作用力的不同可使各组分分离来测量出大豆卵磷脂的含量,此方法具有用量少、耗时少、分析结果直观、试剂条件选择低的优点。

高效液相色谱法

高效液相色谱法是根据磷酸甘油酯中不同成分分子的脂肪酸链长度和不饱和度等方面的差别,通过分析磷脂中不同种类的脂肪酸组成,具有操作简单快捷,检出限灵敏度高,不会对磷脂分子造成破坏,降低实验误差等优点。

大豆卵磷脂和蛋黄卵磷脂的区别

安全事宜

储存条件

大豆卵磷脂一般保存在油脂中。

参考资料

History of Soy Lecithin - Page 1.SoyInfo Center.2023-06-28

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