大豆卵磷脂的制備方法及其應(yīng)用前景

馬雙雁

摘要對(duì)大豆卵磷脂的理化性質(zhì)和功能特性進(jìn)行了介紹，綜述了目前比較常用的大豆卵磷脂的制備工藝，闡述了大豆卵磷脂在食品工業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)大豆卵磷脂功能的開發(fā)利用作了展望。

關(guān)鍵詞大豆卵磷脂；制備工藝；食品工業(yè)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)TS201.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 1007-5739(2009)01-0225-03

卵磷脂是一種具有重要的生理功能和乳化性能的天然物質(zhì)，在動(dòng)植物中分布很廣，特別是在蛋黃和大豆中。大豆卵磷脂是和腦磷脂、肌磷脂、磷脂酸等構(gòu)成磷脂類混合物大豆磷脂的一種甘油醇磷脂，又稱磷脂酰膽堿。據(jù)報(bào)道，高純度的卵磷脂有利于生成水包油型(O/W)的乳狀液而被用作高檔乳化劑[1]，同時(shí)卵磷脂因具有降低膽固醇，提高血清中膽堿水平，抑制乙醇引起的肝纖維化和肝硬化，促進(jìn)膠原的瓦解并增強(qiáng)大腦記憶力的作用而引起醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域的廣泛重視。隨著大豆磷脂生產(chǎn)加工技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)大豆磷脂生物活性成分研究的深入，研制高純度單一成分磷脂產(chǎn)品并拓展其應(yīng)用空間已成為大豆磷脂開發(fā)的新趨勢(shì)。筆者對(duì)目前制備高純度大豆卵磷脂的常用方法進(jìn)行了概述，并對(duì)其在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用作了描述，對(duì)大豆卵磷脂的開發(fā)前景作了展望。

1大豆卵磷脂的制備工藝研究現(xiàn)狀

大豆加工豆油的油腳中含有40％～50％的磷脂，其中大豆卵磷脂含量為16％～20％。通過分離提純可將大豆加工豆油的油腳中的油脂等雜質(zhì)萃出，從而得到含丙酮不溶物含量達(dá)95％以上的純凈的粉末狀磷脂，這是多種磷脂的混合物。目前從中提取出大豆卵磷脂即磷脂酰膽堿的制備方法有有機(jī)溶劑法、柱層析法、制備薄層色譜法、高效液相法、膜分離法、無機(jī)鹽復(fù)合沉淀技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)、乙醇分餾法等。

1.1溶劑法

傳統(tǒng)的卵磷脂生產(chǎn)多采用有機(jī)溶劑進(jìn)行提取，它具有生產(chǎn)能力大、周期短、便于連續(xù)操作、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、溶劑價(jià)格相對(duì)比較便宜、便于回收利用等優(yōu)點(diǎn)。其原理是利用各磷脂組分在某些溶劑中溶解度的不同，將卵磷脂與其他組分進(jìn)行分離，所用溶劑一般為C1～C4的低碳醇、正己烷、石油醚、乙醚、乙酸乙酯等。卵磷脂在低碳醇中的溶解度較大，腦磷脂和鞘磷脂在低碳醇中溶解度較小。卵磷脂不溶于丙酮。一般的工藝流程為先用丙酮溶解油的性質(zhì)把大豆油腳中的油先除去，得到粗磷脂，再用低級(jí)醇，最常用的是乙醇把卵磷脂從幾種磷脂的混合物中提取出來。溶劑提取法的關(guān)鍵在于找到一種好的溶劑或溶劑系統(tǒng)，它對(duì)于被提取的目標(biāo)產(chǎn)物應(yīng)具有良好的溶解性和選擇性。在提取時(shí)必須控制好溫度、溶劑用量、溶劑濃度等。肇立春[2]總結(jié)出在卵磷脂的生產(chǎn)工藝中，濃縮前進(jìn)行毛油過濾與油腳離心分離的操作，濃縮后浸洗前進(jìn)行1次烘干除水，萃取時(shí)用濃度為85％的乙醇，控制丙酮液的pH值在8.5左右，吸附劑選擇粉狀活性碳，可得到較高產(chǎn)率的卵磷脂。關(guān)潤伶等[3]用丙酮和乙醇對(duì)油腳進(jìn)行提取，確定最佳提取條件為：用丙酮對(duì)油腳脫油的溫度在45℃為宜，脫油時(shí)間60min，得到粗磷脂后，再用乙醇對(duì)其進(jìn)行純化提取，溫度為70℃，提取時(shí)間在60min以內(nèi)，吸附劑選擇粉狀活性碳，得到了純度為82％的卵磷脂。

1.2柱層析法

柱層析是以吸附劑為固定相，移動(dòng)相中的溶質(zhì)在通過固定相時(shí)，由于它們的吸附和解吸能力的不同從而達(dá)到分離的目的，常用的吸附劑為硅膠、氧化鋁、硅藻土等。洗脫液常選用氯仿、低碳醇等幾種溶劑的混合物。曹棟等[4]用A12O3裝柱，用單一的無毒溶劑95％乙醇作洗脫劑，制得的卵磷脂純度和得率均大于90％產(chǎn)品，為高純度卵磷脂產(chǎn)品的制取提供了一定的試驗(yàn)基礎(chǔ)。這一方法最大的特點(diǎn)是避免使用CH3OH及CHCl3這類有一定毒性的溶劑。李衛(wèi)等[5]以硅膠為吸附劑，用梯度差為1∶2至2∶1的甲醇和氯仿的混合液對(duì)卵磷脂進(jìn)行梯度洗脫，洗脫劑用量?jī)H為柱體積的5～6倍，洗脫時(shí)間僅為6h。柱層析雖然可以得到含量90％左右的高純度卵磷脂，但是處理量十分有限，而且其具有使用許多有一定毒性的有機(jī)溶劑、溶劑的蒸發(fā)消耗大量能源以及產(chǎn)品中的溶劑殘留等缺點(diǎn)。

1.3制備薄層色譜法

經(jīng)典的TLC法用于分離磷脂中各組分，彭一鳴等[6]用制備薄層色譜(PTLC)法對(duì)市售級(jí)大豆卵磷脂進(jìn)行純化，可得到純度較高的卵磷脂，能作為薄層掃描試驗(yàn)中的標(biāo)準(zhǔn)樣品。該提純方法簡(jiǎn)單、快速、效果好，在科研過程中較為實(shí)用。

1.4膜分離法

此法是根據(jù)磷脂中不同組分分子量的大小，它們通過半透膜的難易程度不同，可將卵磷脂從混合物中分離出來。例如，用己烷-異丙酮混合溶劑溶解的粗卵磷脂溶液通過聚丙烯半透膜，收集流過膜的溶液并蒸發(fā)，可大大提高純度。有人提出將膜技術(shù)跟其他工藝合作，能有效分離磷脂，如李衛(wèi)等[7]提出了用吸附劑、微濾膜去色、除雜，用金屬鹽沉淀劑除去腦磷脂的新工藝。膜技術(shù)由于沒有使用化學(xué)試劑、節(jié)能，吸引了很多化學(xué)工程師的研究。膜抗污染的能力已經(jīng)得到了很好的改善，但滲透量和膜的壽命仍制約著膜工藝的工業(yè)化。

1.5無機(jī)鹽復(fù)合沉淀技術(shù)

該法是利用卵磷脂可和某些無機(jī)鹽生成沉淀的性質(zhì)，把卵磷脂從磷脂中提取出來，從而達(dá)到與其他磷脂分離、除去蛋白質(zhì)和脂肪的目的。這樣可大大提高卵磷脂純度，為工業(yè)生產(chǎn)提供了一種方法。如徐晨[8]對(duì)幾種無機(jī)鹽，CdCl2、MgCl2、CaCl2、ZnCl2提取大豆磷脂進(jìn)行比較試驗(yàn)后認(rèn)為MgCl2、CaCl2的提純卵磷脂純度不高、卵磷脂的回收率很低。CdCl2、ZnCl2的提純效果好，但CdCl2的毒性較大，不宜使用，ZnCl2是較為理想的沉淀劑。李衛(wèi)[7]通過對(duì)5種離子Zn2+、Mg2+、Ba2+、Fe2+、Ca2+進(jìn)行沉淀試驗(yàn)，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看出Mg2+、Ba2+、Zn2+對(duì)卵磷脂和腦磷脂的沉淀率相當(dāng)，達(dá)不到分離的目的。Zn2+對(duì)卵磷脂的沉淀效果較好，但同時(shí)對(duì)腦膦脂也產(chǎn)生較多的沉淀。Fe2+對(duì)腦磷脂的沉淀率較高，但同時(shí)對(duì)卵磷脂也產(chǎn)生較大的沉淀，造成了卵磷脂的浪費(fèi)。5種離子中Ca2+是最佳的腦磷脂沉淀劑，幾乎可以將乙醇浸提液中的腦磷脂全部沉淀下來，而對(duì)卵磷脂的沉淀很小。有機(jī)溶劑無機(jī)鹽復(fù)合沉淀法，實(shí)質(zhì)上也屬于有機(jī)溶劑法，只是在提取的過程中選擇一種無機(jī)離子與卵磷脂或是腦磷脂形成沉淀而與另一種磷脂能混溶，從而達(dá)到2種磷脂相分離的目的。該法可制得高純度的卵磷脂，同時(shí)也得到了其他磷脂組分，實(shí)現(xiàn)物盡其用，減少三廢污染。

1.6其他方法

其他制備卵磷脂的方法還有高效液相法、乙醇分蒸餾法、乙?；ǖ?。

2大豆卵磷脂在食品工業(yè)中的應(yīng)用

卵磷脂理化特性及其在食品加工上的應(yīng)用試驗(yàn)研究證實(shí)，卵磷脂具有多種功能特性，如乳化、防濺、速溶、潤濕、分散、脫膜、改善黏度、發(fā)泡、晶化控制、結(jié)合蛋白質(zhì)及營養(yǎng)源等，在食品加工領(lǐng)域有著廣泛的用途。同時(shí)因卵磷脂具有降低膽固醇、防止動(dòng)脈硬化、保肝健腦的作用，可應(yīng)用于新型保健食品的研制[9，10]。

2.1人造奶油與起酥油

卵磷脂是人造奶油和起酥油生產(chǎn)最常用的防濺劑和乳化劑，其用量一般為脂肪的0.1％～0.5％，通常與單甘酯或二甘酯混合使用，它能防止?jié)B水與防濺，促進(jìn)烘干過程的褐變，增強(qiáng)起酥效果，強(qiáng)化奶油中VA的抗氧化性。

2.2巧克力、焦糖、涂覆層

卵磷脂具有再乳化性、防黏結(jié)、釋放性和黏度調(diào)節(jié)能力，對(duì)糖果產(chǎn)品性能產(chǎn)生重要影響，可以控制黏度、降低發(fā)黏及控制結(jié)晶。卵磷脂用于巧克力中可以提高巧克力的柔脆性，降低黏性并阻止表面起霜。

2.3速溶食品

卵磷脂是良好的乳化劑、潤濕劑和促溶劑。卵磷脂可以增加固液界面間的親和性，使粉末食品顆粒迅速水合。在可可粉、早餐飲品、咖啡、代乳品、布丁等生產(chǎn)制作過程中加入適量的卵磷脂可有效地提高產(chǎn)品的速溶性。

2.4烘焙食品

在面包、卷餅、炸面包圈、蛋糕、小甜餅、面制糕點(diǎn)等食品中，卵磷脂是必不可少的乳化劑、潤濕劑和脫膜劑。其促進(jìn)面團(tuán)中起酥油均勻分布，有利于發(fā)酵與水分吸收，改善面團(tuán)加工過程，增加產(chǎn)品的營養(yǎng)性能，使產(chǎn)品質(zhì)地更加柔順細(xì)膩。此外，磷脂的三維空間結(jié)構(gòu)容易被包進(jìn)直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)中，從而阻止直鏈淀粉發(fā)生重結(jié)晶，有助于延緩淀粉老化，保持淀粉新鮮、松軟。卵磷脂亦能與面筋形成脂蛋白復(fù)合物，增加面筋的彈性和柔韌性，改善面團(tuán)持氣性，使焙烤產(chǎn)品獲得更大的體積。

2.5面點(diǎn)食品

由于卵磷脂是一種可提高水和油脂親合性的物質(zhì)，因此在使用油脂加工食品中適用度很高。就面品而言，使用油脂的代表性面制品就是快餐面，加工快餐面時(shí)，為改善原料對(duì)油脂的親合度可使用卵磷脂。吳正達(dá)[11]研究發(fā)現(xiàn)在不需使用油脂的切面和熟面添加卵磷脂后，能改變面的食感。具體來說，即使面潤滑、柔軟且彈性增加，對(duì)面加工過程中的“作業(yè)性”產(chǎn)生良好的影響。此外，在炒面及中國湯面(湯中有油)中加入卵磷脂可使面味更加鮮美。

2.6乳制品

在嬰兒奶粉、代乳品、代蛋品、冰淇淋及調(diào)味品等乳制品中，卵磷脂可用作乳化劑、潤濕劑、防濺劑和脫膜劑，在天然乳酪和人造乳酪中還可用作有效的乳化劑和切片分離劑。

2.7肉與家禽凍膠層、寵物食品

卵磷脂是肉和家禽凍膠層、玩賞動(dòng)物食品的棕色劑、乳化劑、磷酸鹽分散劑及膳食補(bǔ)充劑，可防止脂肪分離。當(dāng)配方設(shè)計(jì)合理時(shí)，磷脂可以大大降低甚至完全消除辣椒罐頭、流質(zhì)咖啡、肉汁及其他高含量動(dòng)物脂肪產(chǎn)品的“脂肪覆蓋現(xiàn)象”。

2.8食品涂層與色拉

卵磷脂在食品涂層和色拉中用作乳化劑，可以控制結(jié)晶。

2.9包裝輔料

卵磷脂添加于包裝輔料中用作密封劑和脫膜劑，可提高食品包裝材料的密封性，并可防止食品與外包裝相黏。

2.10用于操作裝置

如用于煎炸成型機(jī)、擠壓機(jī)、輸送設(shè)備、烘焙用具、干燥器、混合機(jī)等，卵磷脂可作為有效的潤滑劑、內(nèi)外脫膜劑。防止食品黏在烘烤工具上，從而減少用油量，降低產(chǎn)品損失，提高擠出食品的擠出流暢性，并協(xié)助食品成型，從而減少清理時(shí)間，提高生產(chǎn)效益。

2.11營養(yǎng)保健食品

將卵磷脂與維生素E、植物油脂、維生素等混合封入明膠軟膠囊內(nèi)制成滋補(bǔ)品，其營養(yǎng)價(jià)值很高；在嬰兒食品中添加卵磷脂，有助于嬰兒大腦的發(fā)育，也可將卵磷脂制成糖尿病患者的營養(yǎng)品。劉麗影等[12]以卵磷脂、刺五加為原料，佐以其他成分，研制開發(fā)出一種營養(yǎng)豐富、口感較好的營養(yǎng)保健治療口服液，長(zhǎng)期服用對(duì)冠心病、腦動(dòng)脈硬化、哮喘、失眠等病癥能起到綜合治療加保健的雙重作用。

3展望

我國是一個(gè)大豆生產(chǎn)國，擁有豐富的大豆磷脂資源。但目前我國市場(chǎng)上的卵磷脂產(chǎn)品80％以上為濃縮磷脂，由于其乳化性能不好、異味大，應(yīng)用受到很大限制。同時(shí)，醫(yī)藥、保健品、化妝品等行業(yè)需要大量的高純度卵磷脂。因而高純度卵磷脂的生產(chǎn)已是當(dāng)前國家重點(diǎn)支持的技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域之一。目前最具發(fā)展前景的還屬超臨界CO2提取法，但其工藝復(fù)雜，成本較高，對(duì)規(guī)模化生產(chǎn)有難度，還需進(jìn)一步研究?jī)?yōu)化工藝，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，降低成本，以滿足不斷增長(zhǎng)的需求。隨著更先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)，相信大豆卵磷脂在今后會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景。

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