卵磷脂

卵磷脂是一种天然的表面活性剂, 包括胆碱磷脂( PC )、乙醇胺磷脂( PE )、肌醇磷脂( PI)、丝氨酸磷脂( PS) 等, 而狭义的卵磷脂仅指胆碱磷脂( PC )。

其来源极为广泛, 主要存在于动、植物的细胞之中, 是生物细胞膜的主要成分, 动物体中含量多的有心、肝、脑、肾、骨髓和卵等; 植物体中以油料作物种子含量较为集中。

在过去的几十年中, 人们对卵磷脂进行了大量的研究, 研究发现卵磷脂的功能主要有: 它是构成生物膜的主要成分, 调节并控制与生物膜结合的
酶的活性; 强化脑部功能、增强记忆力; 调节胆固醇的代谢; 调节血脂、防止动脉粥样硬化; 预防老年性痴呆等。

卵磷脂在禽卵卵黄中的含量最为丰富, 尤其在鸡、鸭卵黄中的含量最高, 可占蛋黄总重量的3%左右, 达干物质总重的8% ~ 10%。

除蛋黄外, 动物及人体的脑、神经系统、心、肝、肾、肺、血液、肌肉等组织中和精液、肾上腺及细胞中含有丰富的磷脂。

植物界中磷脂主要存在于各种植物油籽, 如核桃仁、大豆、花生、松子等种子中, 其磷脂含量与蛋白质含量大致成正比, 其中以大豆的含量较高。

常态下, 纯净的卵磷脂为淡黄色透明或半透明黏稠状, 有清淡柔和的香味, 等
电点pH 是6.7, 易溶于氯仿, 可溶于乙醚、乙醇等有机溶剂,也能溶于水成为胶体状态, 但不溶于丙酮。

不同的卵磷脂在有机溶剂中溶解度不同, 故可用有机溶剂来提取分离卵磷脂。

卵磷脂具有较强的吸水性, 由于分子中有大量不饱和脂肪酸, 在储放过程中易受到光照、空气和温度的影响而变质, 产生能溶血的有毒物质, 因此需在低温干燥下保存, 不能放置在阳光直射、潮湿、高温处, 以免分解变质。

1.卵磷脂在食品工业中的应用
研究发现, 卵磷脂的功能主要有: ( 1) 构成生物膜的主要成分, 形成脂质分子层, 可调节并控制与生物膜结合的酶的活性; ( 2) 强化脑部功能、增强记忆力; ( 3) 调节胆固醇的代谢, 保证血液中一定量的胆固醇; ( 4) 调节血脂、防止动脉粥样硬化; ( 5) 保护肝脏、防治脂肪肝; ( 6)预防老年性痴呆; ( 7) 治疗神经失调等。

卵磷脂的诸多保健功能使其成为一种倍受人们注目的新型保健食品, 美国FDA 将卵磷脂列为公认安全物质, 联合国组织( FAO ) 和世界卫生组织(WHO ) 食品添加剂联合专家委员会( JEC.FA ) 报告中规定对卵磷脂的摄取量不作限制要求。

卵磷脂在食品工业中主要作为乳化剂、抗氧化剂、润湿剂、稳定剂、营养强化剂等。

1.1 乳化剂
卵磷脂以多种形式应用于食品乳状液中。

通常是与其它乳化剂和稳定剂相结合而起乳化作用的。

卵磷脂可用于水/油(W /O ) 型乳状液中。

在人造奶油中可使其中的脂肪具有某种特点。

在巧克力生产中, 卵磷脂能改善产品的味道及防止巧克力起霜。

在糕点和糖果生产中, 卵磷脂和胆胺以特定比例混合后能形成在舌头上滚动的球形泡囊, 产生一种类似脂肪的口感, 并起到乳化作用。

1.2 抗氧化剂
卵磷脂的抗氧化作用很早就为人所知, 其抗油脂氧化性目前已在油脂生产中得到应用。

实验表明, 卵磷脂在油中含量0.2% , 可显著提高菜子油、葵花籽油以及大豆油的抗氧化性。

如在60°C 下, 可以保存八个星期。

卵磷脂在Cu、Fe、Mn等离子存在的条件下, 其抗氧化作用很高,原因在于它们可以提高油脂中的过氧化物及过氧化氢的分解活性。

而且, 这种活性在有氮的参与下也有显著提高。

卵磷脂对鱼油的抗氧化性作用实验表明, 含丙酮不溶物达65% 的卵磷脂具有最
大的抗氧化作用。

聚合物实验表明, 卵磷脂含量达到10% 时, 鱼油的聚合反应要
10小时以上发生。

只是, 油的颜色随储存时间的延长而加深,温度越高, 颜色变化越快。

1.3 润湿剂
采用卵磷脂处理食品, 因其具有良好的润湿效果, 可提高挤出是的流畅性, 降低机械消耗,减少清理时间, 提高生产效益, 而且在长时间储存后, 仍可以保持理想的润湿效果, 有助于延长产品的货架期。

在速溶产品如奶粉、可可粉, 汤料生产中, 卵磷脂可使产品在水相中迅速、彻底地润湿、溶解。

其用量多控制在总固体物的0.2% ~ 0.4% 。

1.4 发泡剂
在油炸制品中, 最佳的乳化剂是卵磷脂, 其优点是能在较长的时间内保持需要的发泡能力,同时又能防止食物粘连和焦化, 以及它只使油脂介质发泡而不明显的喷溅。

同时, 由于发泡作用人为地增加热传导介质的体积, 从而明显地减少了烹炸食物所用油脂的用量。

适用炸制的食物有肉类、鱼类、家禽和蔬菜, 如鸡块、鸡片、猪排、鱼片等。

1.5 营养强化剂
卵磷脂不仅含有人体必需元素——磷, 而且是构成所有生物细胞脂质双层的基本组成成分。

因此,经常有一定质量的磷脂保证, 是维持所有生物细胞健康生长和生理功能的基础。

因卵磷脂具有强化脑部功能、增强记忆力、调节胆固醇的代谢、保证血液中一定量的胆固醇、调节血脂、防止动脉粥样硬化, 预防老年性痴呆等独特的生理功能, 于是卵磷脂应用于多种医食并用的保健食品。

2. 卵磷脂的提取纯化方法
目前, 卵磷脂分离与纯化已经实现了工业化规模生产, 总销量仅次于复合
维生素C 和维生素E, 与蛋白质并列第三, 我国虽然资源丰富, 但加工技术落后, 只能生产粗制品, 降低了卵磷脂的使用率和价值, 造成了资源的极大浪费。

近年来制备高纯卵磷脂的方法受到高度关注, 目前主要有溶剂萃取法、柱层析法、超临界流体萃取法、膜分离法等。

2.1 溶剂萃取法
这是一种工业上常用的制备高纯卵磷脂的方法, 它具有生产能力大, 周期短, 便于连续操作, 容易实现自动化等优点。

其原理是利用各磷脂组分在某些溶剂中的溶解度不同, 将卵磷脂与其它组分进行分离。

如卵磷脂可溶于乙醚、氯仿、正己烷等低极性溶剂及低级醇中, 微溶于苯, 几乎不溶于丙酮; 而PE、PI不易溶于低级醇等。

利用此溶解度的差异, 得到高含量卵磷脂的产品。

有机溶剂从提取方式上分为单一溶剂提取法及混和溶剂(如氯仿- 甲醇、乙腈- 乙醇等) 提取法。

在抽提卵磷脂时, 使用混和溶剂比单一溶剂优越, 通常选用一个对卵磷脂具有
较好溶解性的溶剂和一个高选择性的溶剂进行组合, 得到一个对卵磷脂既有好
的溶解能力又具有高的选择性。

然而单纯用溶剂萃取制备高纯卵磷脂时所得产品卵磷脂含量仍不高, 可用于卵磷脂的粗提。

如果在萃取过程中加入酸、碱或盐类物质, 利用金属离子或酸、碱对磷脂分子的选择性, 可以使卵磷脂含量大大提高。

一般的方法是将溶解和沉淀两种手段结合使用, 即用合适的溶剂将卵磷脂抽提出, 再加沉淀剂(如丙酮) 将卵磷脂从杂质中沉淀分离出来。

在进行萃取时, 必须控制好温度、溶剂用量、溶剂浓度、搅拌程度、萃取次数
等因素的条件。

2.2 柱层析法
这也是一种用于分离纯化高纯卵磷脂产品的方法。

其分离效率高, 设备简单、操
作方便、条件温和, 能适应不同的分离要求。

它以吸附剂为固定相, 移动相中的溶质在通过固定相时,由于它们的吸附和解吸能力不同, 使它们在柱内的移动速度不同, 从而达到分离的目的。

目前柱层析法因处理量少, 洗脱时间长达十几个小时, 洗脱剂用量大, 是柱体积的十几倍。

所以柱层析的研究主要希望以尽量少的洗脱时间和洗脱剂用量取得满意的分离效果。

2.3 超临界流体萃取法
超临界流体萃取是近年兴起的一种新型分离技术。

它用超临界流体取代常用的液体溶媒, 利用超临界流体对不同的物质具有不同的溶解能力达到分离目的。

通常选用CO2作为超临界流体。

由于CO2为无毒气体, 避免了通常采用有机溶剂带来的污染问题, 并可方便地于萃取相和萃取组分分离, 又由于超临界流体萃取在较低温度下进行操作, 所以特别适用于卵磷脂这种天然物质的分离。

然而磷脂在超临界CO2中不溶解, 要用超临界CO2分离大豆卵磷脂需加入夹带剂, 因CO2和乙醇都没有毒性, 而常用来分离提取卵磷脂。

2.4 其它方法
其它分离卵磷脂的方法还有乙酰化法、生物膜法[ 14] 、超声波辅助匀质萃取[ 15] 。

乙酰化法利用脑磷脂与醋酸或乙酸乙酯等酰基化试剂发生酰化反应, 而卵磷脂无此反应的原理, 使脑磷脂酰基化, 然后用有机溶剂萃取, 使卵磷脂得到纯化。

膜分离是使用带微孔的, 由高分子材料制成的材料, 在一定温度、压力和环境条件下, 对含有不同分子量物质的溶液, 根据分子的大小对不同的物质进行分离。

其方法是: 选择具有一定孔径的半透膜, 将粗磷脂用溶剂溶解, 该溶液加压通过半透膜。

由于各磷脂组分的分子量不同, 它们通过半透膜的难易程度不同, 可将卵磷脂从混和物中分离出来。

超声波辅助匀质萃取是针对传统有机溶剂法萃取过程中, 物料黏度大, 容易聚成块, 脱油操作困难, 萃取效率低等问题, 利用超声波的空化作用, 引起介质质点的交替压缩和伸张, 增加磷脂与溶剂(如丙酮) 的接触面积,使磷脂颗粒中的油脂成分有效的溶于其中, 从而萃取效果及产品的纯度。