大豆卵磷脂研究现状

孟凡钢，杨振宇，闫日红*，董岭超，姜兆生，王立辉，赵久安

（1.吉林省农业科学院大豆研究所，长春 130033；2.国家大豆工程技术研究中心吉林分中心，长春 130033；3.吉林省长春市宽城区农业局，长春 130000；4.吉林省镇赉县植物保护站，吉林 镇赉 137300；5.吉林兴农大豆科技发展有限公司，吉林 公主岭 136100）

随着研究人员对大豆功能成分的研究，大豆越来越受到人们的欢迎，它不仅可以作为食品，还可以作为工业原料、医药保健等。卵磷脂是大豆中的重要组分，它首先是被法国人高布利在蛋黄中分离出来的，是含有氯及磷的脂肪混合物。所以，英文名称lecithin来源于希腊文lekithos，意为蛋黄。20世纪30年代大豆卵磷脂又在大豆油脂加工的副产物中被发现。大豆中含有1.2%～3.2%的磷脂，它们是生物膜的重要组成部分，包括磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇铵（PE）和其他几种酯类以及极少量的其他物质[1]。磷脂酰胆碱就是我们所说的卵磷脂，它是由磷脂酸和胆碱组成。卵磷脂中含有棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、油酸等多种脂肪酸[2]。

大豆、向日葵、玉米等的种子、蛋黄和大脑中都存在着卵磷脂，它是一类重要的磷脂化合物，是天然的表面活性剂和重要的营养成分，在食品加工、医药和工业生产中被广泛的应用[3]。由于卵磷脂在蛋黄等中的提取量少、成本高[4]，所以通常所说的卵磷脂一般指的是大豆卵磷脂。

1 结构、组成及理化性质

1.1 大豆卵磷脂的化学结构及其组成

大豆卵磷脂是磷脂的混合物，是大豆油精炼的一种副产物。它们都含有甘油磷酸脂，其中X基的不同，形成了磷脂酰肌醇、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇铵。例如，磷脂酰胆碱是磷酸与胆碱等基团（X）结合，分子式为C42H84O9PN[1]。R1和R2分别为C14～C20的脂肪酸[5]。其中R1一般多是饱和脂肪酸，R2一般多是不饱和脂肪酸[6]。例如，硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等。

1.2 大豆卵磷脂的理化性质

1.2.1 物理性质 浅黄至棕色透明或半透明黏稠液体或白色至浅棕色粉末或颗粒，有微弱的特异气味。卵磷脂的两个脂肪酸链为疏水基，磷酸及胆碱等基团为亲水基，可以用做表面活性剂[7]。易溶于醇、氯仿、乙醚、石油醚、正己烷、苯，不溶于丙酮、水和乙酸酯。卵磷脂是具有吸湿性的蜡状固体，在水中膨胀而成胶状液体。大豆卵磷脂具有很强的乳化作用。卵磷脂中含有大量的不饱和脂肪酸，容易受到光线、空气及温度的影响而变质，造成颜色从白到黄，最后变为棕褐色。大豆卵磷脂在受热和受潮的时候可以形成液晶[8]。

1.2.2 化学性质 卵磷脂的化学性质主要有乳化作用、水解反应、凝聚作用、氢化作用、氧化反应、硫化作用、皂化反应、络合作用、两电性等。可与蛋白质、糖及金属盐如氯化镉、氯化钙和胆汁酸盐形成络合物。大豆卵磷脂的化学性质是因为结构中存在的酯键、脂肪酸链和磷脂的X取代基。大豆卵磷脂在特殊磷脂酶作用下，能专一作用于不饱和脂肪酸酯键，可以部分水解；在酸、碱和加热的情况下，可以完全水解，生成游离的甘油、脂肪酸、肌醇和磷酸等产物[9]。因为两性离子存在，磷酸上的H和胆碱上的OH，可以发生解离。大豆卵磷脂中的不饱和脂肪酸可以发生各种加成反应。由于卵磷脂中同时含有极性基团和非极性基团，因此卵磷脂具有很好的乳化特性和保湿作用[8]。

2 应用

随着科学技术的发展和学者对大豆卵磷脂研究的深入，卵磷脂越来越受到人们的重视，它被广泛应用于食品加工业、医药保健业、饲料工业及化妆品中。

2.1 在食品工业中的应用

（1）抗氧化剂：由于大豆卵磷脂可以提高油脂中过氧化物和过氧化氢的分解活性，所以，其抗氧化作用在油脂的生产中被广泛应用[10]。（2）乳化剂：大豆卵磷脂可用于W/O型乳状液中。由于其对离子环境比较敏感，一般是结合其他乳化剂和稳定剂而起乳化作用。（3）发泡剂：大豆卵磷脂作为发泡剂在油炸食品中应用较多。它不仅具有较长时间的发泡能力，还可以防止食物黏连和焦化。（4）催长剂：在发酵食品的生产中，大豆卵磷脂可以提高发酵速度。主要是因为可以明显的提高酵母和乳球菌的活性[11]。

2.2 医药保健功能

大豆卵磷脂作为添加剂在医药和保健品中得到广泛应用。（1）延缓衰老：细胞的新陈代谢是由细胞膜进行调控的。作为细胞膜的主要成分，补充大豆卵磷脂可以对细胞膜进行修复和改善功能，增加细胞膜活性，提高人体的代谢能力和再生能力，延缓衰老[9]。（2）健脑益智：卵磷脂在脑神经细胞中占其质量的17%～20%。增加大豆卵磷脂的摄入，可以提高脑细胞的活性，提高记忆力与智力[12-13]。（3）保护肝脏：大豆卵磷脂可以增加肝细胞的物质代谢，减少脂肪的沉积，修补肝细胞膜，从而保护肝脏[14-16]。（4）调节血脂：卵磷脂的乳化作用，可以影响胆固醇和脂肪的运输与沉积，去除过剩的甘油三酯。软化血管、降低血脂，防止冠心病、脑血栓等疾病[17]。

2.3 在化妆品中的应用

大豆卵磷脂是天然的化妆品原料，它具有很强的表面活性和胶体性质。大豆卵磷脂是细胞膜的重要组成成分，能够修复破损的细胞、调节细胞膜渗透性、促进细胞的新陈代谢。对皮肤有良好的保湿和渗透作用，具有抗氧化、乳化、湿润、渗透、保湿、软化和柔发等多种功能。可增加皮肤营养、皮肤光泽，减少色素沉积，延缓皮肤衰老[18]。

2.4 在饲料工业中的应用

大豆卵磷脂作为一种饲料添加剂，已经被广泛的应用，它富含脑磷脂、卵磷脂、不饱和脂肪酸等多种营养成分。在动物体内，不仅是细胞膜的重要组分，也是动物脑、神经系统等所必需的营养物质。大豆卵磷脂在饲料中，可以改善饲料的理化性质，提高饲料的能量和营养价值[19]。卵磷脂作为饲料添加剂对动物有以下几个方面的作用：（1）为动物提供所必需的营养物质，提高动物的免疫力和抗疾病能力[20]。（2）增加物质代谢，减少脂肪沉积，降低胆固醇，增加不饱和脂肪酸的吸收。改善肉质，提高适口性[21]。（3）促进生长发育、降低死亡率、提高繁殖能力[22]。（4）提高鸡的产蛋率、奶牛的产奶率等[23]。（5）抗疲劳作用[24]。

2.5 其他的应用

大豆卵磷脂可以提高果实抗病力、延长水果保鲜期。另外，在纺织业、油漆业、石油化工、橡胶皮革等行业，大豆卵磷脂也得到越来越多的应用[8]。

3 制取方法

卵磷脂广泛的存在于动物的体内，如脑、肝脏，植物中，如大豆、玉米等的籽粒等。虽然卵磷脂存在广泛，但是由于提取工艺和成本等的考虑，卵磷脂主要的来源是从大豆及大豆产品中提取。大豆油脚中大约含有40%～50%的磷脂，大豆磷脂中约含有16%～20%的卵磷脂[25]。大豆卵磷脂的提纯方法有许多，例如，超临界CO2萃取法、柱层析法、全溶剂法等。这些方法都能很好的将卵磷脂与脑磷脂等其他大豆磷脂分开。

3.1 柱层析法

柱层析的原理是以吸附剂为固定相，移动相中的溶质从固定相通过时，由于它们吸附能力和解吸能力的不同，而达到分离的目的。常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、硅藻土等。常用的洗脱液有乙醇、甲醇、氯仿、低碳醇等几种溶剂或它们的混合物。柱层析法又可分为吸附柱层析法和离子交换柱层析法，吸附柱层析法在工业上被广泛的应用[26]。工艺流程一般是先用有机溶剂从油脚中提取粗磷脂，然后再利用柱层析法分离纯化大豆卵磷脂。

大豆卵磷脂的提纯中固定相采用较多的是硅胶和中性氧化铝，采用硅胶柱洗脱液的分布较广，但是不便于后期处理；采用中性氧化铝柱则便于后期处理，并且效果较好，分离的卵磷脂纯度较高[27]。氧化铝对卵磷脂的脱色作用效果较好，提取的卵磷脂品质高[28]。但佘佐圆利用氧化铝柱得到的大豆卵磷脂的过氧化值不稳定[29]。李卫等使用硅胶作固定相，用甲醇和氯仿的混合液作洗脱液，洗脱液采用（11003d12）～（21003d11）的梯度差，进行凹形梯度洗脱。这种方法洗脱剂用量少，仅为柱体积的5～6倍；洗脱时间短，仅为6h[30]。曹栋等利用A l2O3作固定相，用95%乙醇作洗脱剂，提取卵磷脂的纯度和提取率均大于90%[31]。

采用柱层析法的提取量较小，无法满足实际生产的需要。并且使用的洗脱液大多为有毒的有机溶剂，在大豆卵磷脂产品中形成残留。

3.2 有机溶剂法

有机溶剂法的原理是利用大豆卵磷脂的组分在有机溶剂中的溶解度不同，将卵磷脂与其他组分分离纯化，所用溶剂一般为乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、乙酸乙酯等。卵磷脂在乙醇、乙醚、氯仿等中的溶解度较大，不溶于丙酮和乙酸乙酯[26]。工艺流程一般是先用丙酮把大豆油脚中的油先除去，再用乙醇把卵磷脂提取出来。有机溶剂提取法可以使用单一溶剂或混合溶剂提取，选择的有机溶剂必须对目标产物具有良好的溶解性和选择性，同时要控制好温度、用量、浓度等[32]。

在对卵磷脂的提取中，李卫等使用了单一溶剂的方法，利用乙醇对卵磷脂进行了精制[33]。提取条件是：p H=10.5、温度空温、乙醇浓度0.85kg/L，提取时间20min。关润伶等用丙酮和乙醇混合溶剂法对油脚进行提取[34]，提取条件是：丙酮脱油温度45℃，脱油时间60min，乙醇纯化温度70℃，提取纯化时间60min以内，粉状活性碳吸附，提取到的卵磷脂纯度为82%。方嘉坚在使用有机溶剂丙酮、乙醇的同时加入了无机盐氧化铝，并使用活性炭进行吸附[35]。对浓缩大豆磷脂的分离纯化，得到了符合口服标准的大豆卵磷脂。无机盐的加入有效的提高了大豆卵磷脂的纯度。

溶剂法成本低、生产自动化、生产能力大、周期短、便于回收利用，在传统的卵磷脂生产中被广泛的应用。但是产品中容易形成有机溶剂的残留，并且纯度不高。

3.3 超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取法是以CO2为抽提剂的萃取方法，原理主要是超临界状态的CO2能够溶解其他物质，而磷脂在超临界CO2中不能溶解，需要加入乙醇作为夹带剂，才能从大豆磷脂中将卵磷脂提取出来。影响萃取因素依次为乙醇添加量>萃取温度>萃取时间>萃取压力[36]。

利用超临界CO2萃取法提取大豆粉末磷脂中的大豆卵磷脂，曹栋的研究表明[37]，在温度40～60℃，压力15～25M Pa，乙醇体积分数2%～20%的条件下，较低的温度、较高的压力和较高的乙醇浓度有利于提高卵磷脂的提取率。曾虹燕等，在压力25M Pa，温度50℃，CO2流量30kg/h,萃取时间150min，夹带剂乙醇流量3kg/h的条件下，应用超临界CO2萃取法从大豆中直接提取了大豆油和纯度为95.98%的大豆磷脂，提取率分别是15.72%和19.54%[38]。杨文梅优化了超临界二氧化碳法提取豆粕中卵磷脂的工艺，确定了最佳萃取条件是压力35M Pa，温度40℃，乙醇添加量25%，乙醇浓度9%，卵磷脂的提取率可达3.61m g/g，纯度可达33.6%。杨文梅优化的萃取条件与曹栋的研究萃取规律基本一致[39]。超临界CO2萃取法程序简单、设备单一、成本低、提取量大、提取率高、纯度高，适合工业生产。并且CO2可以重复利用，不使用其他有机溶剂，对产品的品质不会造成影响。

4 展望

随着对卵磷脂研究的深入和人们生活水平的提高，大豆卵磷脂将越来越受到人们的重视和应用。大豆卵磷脂是非常好的天然乳化剂和表面活性剂，无毒、无刺激、容易降解，并且具有多种功效，被广泛应用于食品、医药、化妆品、饲料加工。卵磷脂的大范围应用，带动了卵磷脂生产企业的快速发展。目前，世界上最大的专业卵磷脂生产厂家是德国d e g u s s a公司，我国在黑龙江、吉林、浙江、北京、上海等省区也有许多生产企业，其中上海鹤善实业有限公司是较大的专业生产企业。伴随着卵磷脂提取技术和产品纯度的不断调高，将会有广阔的应用前景。

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