磷脂化学与提取

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1、磷脂化学与提取一、磷脂的组成与结构磷脂可分为两类：鞘磷脂（神经磷脂）和甘油醇磷脂鞘磷脂也称神经磷脂，它是神经酰胺与磷酸直接相连，然后再与胆碱或胆胺相连而成的脂。甘油醇磷脂是由甘油与磷酸反应生成的脂。 磷脂典型的化学结构式为：甘油磷脂甘油醇磷脂主要有以下几种：卵磷脂（磷脂酰胆碱，phosphatidylcholines，PC）脑磷脂（磷脂酰乙醇胺，phosphatidylethanolamines，PE）肌醇磷脂(磷脂酰肌醇,phosphatidylinostols，PI)丝氨酸磷脂(磷脂酰丝氨酸，phosphatidylserines,PS)此外还有磷脂酰甘油、二磷脂酰甘油、缩醛磷脂和溶血磷脂

2、等。1、卵磷脂卵磷脂结构式为：卵磷脂的分子结构特点是一个脂酰基被磷酸胆碱基所取代，而磷酸胆碱所连接的碳位置不同又产生、两种异构体，其磷酸胆碱基连接在甘油基的第3碳位上称-型，连接在第2碳位上则为-型。自然界存在的卵磷脂为L-卵磷脂，即R2-CO基处在甘油碳链的左边为L-型。卵磷脂分子中不同碳位上所连接的脂肪酸也不同，碳位上连接的几乎都是饱和脂肪酸，而碳位上连接的通常为亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸等不饱和脂肪酸。卵磷脂广泛存在于动植物体内，在动物的脑、精液、肾上腺及细胞中含量尤多。禽类卵黄中含量最为丰富，达干物质总量的8%10%。 2、脑磷脂脑磷脂结构式为： 脑磷脂又称氨基乙醇磷脂，其分子结构与卵

3、磷脂相似，只是以氨基乙醇代替了胆碱，有、两种异构体，与磷相连的羟基为甘油的伯醇基称型，为甘油的仲醇基则称型。脑磷脂水解后可得到甘油、脂肪酸、磷酸和乙醇胺。脑磷脂通常与卵磷脂共同存在于动物脑组织和神经组织中，心、肝及其它组织也有分布。脑磷脂在动物脑组织中含量最多，约占脑干物质总量的4%6%。3、肌醇磷脂肌醇磷脂结构式为：肌醇磷脂是磷脂酸与肌醇构成的磷脂，磷脂的极性基团部分有一个六碳环状糖醇（肌醇），除一磷酸肌醇磷脂外，还有1，4-二磷酸肌醇磷脂和1，4，5-三磷酸肌醇磷脂。肌醇磷脂存在于多种动植物组织中，常与脑磷脂共同存在。4、丝氨酸磷脂 丝氨酸磷脂结构式为：丝氨酸磷脂由磷脂酸与丝氨酸组成，其结

4、构与前三种甘油醇磷脂相似。5、神经醇磷脂神经醇磷脂含N:P的比例是2：1，不含甘油基，而是神经氨基醇和脂肪酸、磷酸、胆碱的化合物。其典型代表是鞘磷脂，结构特征是，甘油醇磷脂的醇是甘油醇，而神经醇磷脂的醇是神经氨基醇，此外鞘磷脂中的脂肪酸与神经氨基醇的氨基相连接，且分子中只含有一个脂肪酸。 二、磷脂的来源与分布磷脂在动物和植物体内广泛存在。在动物体内，磷脂主要存在于脑、肾、肝等器官内；在植物界中，磷脂主要存在于种子、坚果及谷物中。在动物性磷脂原料中，以蛋黄含量最为丰富，约含磷脂10%；在植物性磷脂原料中，以大豆含量最高，约含2%3%。卵黄磷脂和大豆磷脂的组成成分如下：。表 卵黄磷脂和大豆磷脂的组

5、成成分成分卵黄磷酯含量(%)大豆磷脂含量(%)磷脂酰胆碱（PC）73.036磷脂酰乙醇胺（PE）15.521.4磷脂酰肌醇（PI）0.615磷脂酰甘油（PG）0.916.1磷脂酸(PA)-3.6其它磷脂107.5自1920年从大豆油粗品中分离出卵磷脂后，迄今为止，工业级卵磷脂仍多数来自大豆油的下脚料。这主要有以下两个原因：（1）大豆产量丰富，世界年产量在1亿吨以上，大豆油年产量接近2000万吨，这就为磷脂的提取提供了丰富的原料，且价格廉价；相比而言， 蛋黄磷脂在价格成本上比大豆磷脂昂贵的多，故应用上受到限制。（2）大豆磷脂中不饱和脂肪酸与胆碱含量比蛋黄磷脂高，胆固醇含量比蛋黄磷脂低，正好适应现

6、在人们追求健康的需要。三、磷脂的理化性质1、物理性质纯净的磷脂为白色蜡状固体,在低温下可结晶。磷脂易吸水、易氧化,在空气中放置一段时间后, 因氧气其白色逐渐变成褐色,最后至棕黑色。磷脂不耐高温,也没有清晰的熔点，随着温度升高逐渐软化成液滴，100以上开始氧化直至分解,280时生成黑色沉淀。磷脂不溶于水，但易吸水，吸水后膨胀为胶体。磷脂易溶于有机溶剂，如氯仿、乙醚、石油醚、苯、乙醇等。不同磷脂在不同有机溶剂中溶解度不同，这是不同磷脂用溶剂法分离的理论基础。磷脂均不溶或难溶于丙酮，故称为丙酮不溶物。卵磷脂、脑磷脂均溶于乙醚而不溶于丙酮和乙酸乙酯，但卵磷脂溶于乙醇而脑磷脂则不溶，故此可将卵磷脂与脑磷

7、脂分离。鞘磷脂不溶于丙酮和乙醚，但易溶于热乙醇中，磷脂系类脂化合物，亦是非极性化合物，能与油脂完全混溶。2、化学性质（1）水解反应：磷脂在碱性条件下煮沸可发生皂化水解反应，生成脂肪酸钠盐、甘油磷酸盐、磷酸肌醇、有机胺和单甘油磷酸胆碱等复合产物。延长水解时间，可进一步水解成甘油、肌醇、磷酸盐等小分子水解产物。（2）酸性水解：磷脂在酸性条件下加热后，可完全水解，生成游离脂肪酸、甘油、肌醇和磷酸等小分子产物。（3）酶促水解：目前，在动物体内至少已发现四种特殊磷脂酶用于磷脂不同酯键的分解。它们包括磷脂酶A1、A2、C、D，磷脂酶水解专一性强，能得到不同的酶解产品。如蛇卵磷脂酶，它能专一作用于磷脂不饱和

8、脂肪酸酯键，使其分解，同时采用磷脂酶和脂肪酶对磷脂进行酯交换已成为研究的热点。（4）加成反应：由于磷脂结构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。在酸、Ni或H2O2等催化剂存在下，磷脂可与氢发生加成反应，生成白色的氢化磷脂固体，氢化磷脂具有较高的氧化稳定性，其产品可以用于化妆品、医药和润滑油等工业。磷脂与羟基化试剂反应，在不饱和脂肪酸的碳链上加上羟基而得到羟化磷脂，经羟化后的磷脂在分子中引入了极性集团，故明显改善磷脂的亲水性，增加磷脂在冷水中的分散性。在一定条件下，磷脂还可与卤素、卤氢酸等进行加成反应，生成相应的卤代磷脂产品。（5）乙酰化反应：磷脂中的磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）

9、，在其结构中具有自由氨基，可与乙酸酐、乙酸乙酯等酰化剂反应，生成乙酰化产物，从而使HLB值发生改变，明显提高其亲水性。（6）其他反应：磷脂以H2SO4或HOSO2Cl（氯磺酸）作硫化剂，在醛或酮存在下，可反应生成硫化磷脂，在水中能形成透明溶液，具有抗酸碱的沉淀作用。此外，磷脂还可与某些重金属盐类，如Cd、Pt、Hg的氯化物及Ca、Mg等金属离子发生反应，生成络合产物，此类反应可用于分离鉴定磷脂中的成分。四、磷脂生理功能磷脂是一种生命基础物质，它广泛存在于人体的组织和体液中，不仅是构成人体生物膜的重要组成成分，而且是胆碱和必需脂肪酸的原料来源，对维持生物膜的生理活性和机体的正常代谢起关键作用。1

10、、具有调节血脂，预防和改善心脑血管疾病的作用磷脂具有亲脂性和亲水性双重性质，可将血管中的甘油三酯、胆固醇等溶解到血液中,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。磷脂中富含的多不饱和脂肪酸,可以阻断小肠对胆固醇的吸收,促进胆固醇的排泄。另外,磷脂也是高密度脂蛋白的主要成分,高密度脂蛋白在胆固醇的运送、分解、排泄过程中起着“清洁工”的作用,它的升高可以预防动脉粥样硬化。2、促进神经传导，健脑益智作用卵磷脂中的胆碱在体内可生成一种重要的神经传导递质乙酰胆碱，该物质与记忆、运动、感觉功能有关。医学研究证明，乙酰胆碱的减少正是造成老年痴呆症的主要原因，补充卵磷脂可大大增强大脑细胞吸收释放化

11、学物质及传递信息的能力，还能激活脑细胞，提高记忆，防治老年性脑力衰退，舒缓压力和疲倦等功能，对脑机能的活化和神经系统的健康极为重要。3、促进脂肪代谢，防止脂肪肝作用卵磷脂中的胆碱可促进肝脏内脂肪通过血液循环输送出去，或改善脂肪酸本身在肝中的利用，防止脂肪在肝脏里的异常积聚，并可逆转脂肪肝的发展。此外，卵磷脂对肝脏具有保护作用，可防御烟酒、药物、病毒及有害物质的伤害，维持正常肝功能。4、体内润滑作用磷脂能构成膜的脂质双层，且游离状态的磷脂具有很强的表面活性，当吸附于固体界面时，可以降低界面能。它所形成的强吸附力和内聚力可提供良好固-固接触面的界面润滑作用并能形成屏障，抵御腐蚀和微生物的入侵。磷脂

12、，特别是卵磷脂的运动摩擦系数非常小，只有0.002左右，在13kg/cm2的压力下，甚至可以获得更低的摩擦系数，这说明磷脂在高负荷状态下仍具有良好的润滑作用。5、防止老化，美化肌肤作用磷脂作为构成生物膜的基质，它对细胞具有活化再生，加强呼吸，促进代谢、解毒、抗氧化等作用，支持各细胞、组织和器官的完整功能，显示出延缓机体衰老的作用。同时，磷脂还具有促进皮肤代谢，促进脂溶性维生素吸收，消除青春痘和皮肤色素沉淀，提高皮肤持水性及光泽度的作用。6、调节免疫功能磷脂可作为肺表面的活性物质，使肺细胞易于收缩和扩张。五、磷脂的应用 磷脂具有较好的乳化、润湿、分散、速溶、粘着等特性及生理活性，被广泛应用于食品

13、、医药、饲料、化工等行业。1、在食品工业中的应用在食品加工中，磷脂除具有乳化作用、抗氧化作用、脱模作用，降低粘度作用及分散作用外，还能与淀粉、蛋白质结合，改良食品的物理性质，提高产品的质量及营养价值，是一种理想的食品添加剂。磷脂在几种食品上的应用如下：。表 磷脂在几种食品上的应用食品名称用量效果巧克力、糖果0.3-0.5%节约可可脂，降低粘度，便于操作，光泽好，成型好，防起霜，防干燥，保持香味。面包、饼干、糕点0.1-0.5（对小麦粉）减少粘性，表皮柔软化，缩短烤制时间，成型好，易保存，防粘膜，防干燥面条类0.5%（对小麦粉）缩短磨面时间，改善光泽及触感，增加韧性，提高原料吸水率，防止老化和硬

14、度不均奶粉和奶制品0.5-1.0%改善奶粉的润湿能力，促进表面脂肪的分散，有助于蛋白质成分的分散和稳定化火腿肠0.3-0.5%有效防止油脂渗析，改善口感、风味乳饮料0.2-0.5%防止分层、起乳化增稠、稳定剂及营养剂作用2、在医药中的应用磷脂在医药工业中用途广泛，被誉为“细胞的保护神”、“血管的清道夫”，可作为治疗多种疾病的活性成分，又可作为制备含有各种药物制剂的调理剂和乳化剂，还可利用磷脂形成脂质体的性质，运用在药剂的传递或输送系统中。3、在饲料工业中的应用磷脂可作为饲料添加剂使用，促进畜禽的肠胃吸收和代谢，补充畜禽对磷元素的吸收。同时，卵磷脂添加还可提高饲料能量及氨基酸、脂溶性维生素的含量

15、。4、在涂料工业中的应用利用卵磷脂的表面活性作用,在涂料和油漆中,添加卵磷脂后可缩短加热时间,防止颜料沉淀,增加光亮度,避免分层,增大覆盖率和流平性、分散性、湿润性。5、在化妆品中的应用在化妆品中，添加卵磷脂可提高化妆品的分散性，起到活化皮肤呼吸，减轻皮肤刺激，保持皮肤湿润的作用，同时还可用作头发润滑剂,有益于湿头发梳理,抗静电,避免头发“翅曲”,使头发光亮、湿润、柔软。6、在农业中的应用卵磷脂能被果皮吸收,增强果实的抗病能力。卵磷脂的亲水基可保持果皮湿润,防止病菌侵害,从而抑制其生长繁殖,起到灭菌作用,延长水果保鲜期。同时也具有防治蔬菜、水稻等农作物病虫害作用。六、磷脂的贮藏由于磷脂含有多不

16、饱和的脂肪酸链和亲水基，在空气、阳光下易吸湿和氧化，因此适宜保存于低温、干燥、无氧的环境下。研究证实磷脂的自动氧化反应属于游离基反应，添加百里香芳香油、特丁基对苯二酚(TBHQ)、天然蒜油和维生素E对磷脂有抗氧化作用。商品精细磷脂或浓缩磷脂贮存在油脂中，磷脂可很好地稳定存在，尤其当油脂中含有适量的维生素E时，贮存稳定性更佳。七、磷脂研究历史与进展1、研究历史磷脂具有重要的生理功能，在二十世纪70年代，作为保健品曾风靡于美国和日本，拥有“血管清道夫”、“脑的食物”等众多美誉。日本的营养学教授小堀博臣在其所著的大豆磷脂质一书中其称为“本世纪最伟大的保健食品”。1811年，Vauguelin用乙醇从

17、脑组织萃取物中第一次观察到磷与脂肪酸结合物；1846年，Gobley首次从蛋黄中分离到磷脂，由于从卵黄中得来，所以把它称之为卵磷脂（Lecithin）；20年后，Strecker证实其中含有胆碱成分。后经大量研究，发现磷脂并不是一种单纯物质，而是一种混合物；Thudichum 证实了磷脂的化学结构，分离并分析出磷脂中磷与氮的比例，从而鉴定了PC、PE和神经鞘磷脂（Sphingomyelin）；1912年Gournean 和 Peittee 报道了磷脂按其分子中磷集团处于丙三醇的1-或2-位可分为磷脂和磷脂，绝大多数天然磷脂都是磷脂；磷脂的萃取技术始于1910年，方法是利用乙醇使其从天然物质中浸

18、出，然后将浸出物用丙酮处理；1920年开始从大豆油中提取磷脂，先用乙醇和苯等溶解，再用丙酮处理得到一定数量磷脂，但是这些方法成本高，均无实用价值；大豆磷脂的工业化生产始于1923年Bollmunn取得专利之后，该法的要点是先将大豆油用热水或水蒸汽处理，使大豆磷脂凝集，实现油脚与油分离，再将其干燥得到产品，该方法中由于使用苯、石蜡油、无水乙醇等混合溶剂，浸出磷脂含有一定的糖类和苦味物质，品质低劣；随后，Sonensen 与 Bed 等人在大豆浸出时采用己烷溶剂，从而得到仅含少量糖类和无苦味的磷脂产品，目前所采用的从大豆毛油胶质物进一步精炼，干燥制备磷脂工艺也是在此基础上改进演变而成的。2、国内外

19、磷脂生产状况在磷脂的开发利用方面，日本、美国、德国处于领先地位。早在20世纪30年代，德国已开始进行磷脂的研究；60年代以后美国、欧洲和日本等国将其粗磷脂、精磷脂工业化；80年代下半叶磷脂在美、欧、日已成热点研究课题。磷脂研究的原料，总的来说主要集中在大豆和蛋黄两种物质上。相比而言，大豆磷脂发展迅猛，而蛋黄磷脂发展较为缓慢，这主要归咎于生产加工成本上。以日本市场来说，大豆磷脂为250480日元/kg,而蛋黄磷脂则为2350080000日元/kg。因此，国内外市售的卵磷脂均以大豆磷脂为主，其市场占有率为90%以上，而蛋黄磷脂主要用于医药制品和化妆品，也有少量以复配型产品形式用于食用胶囊生产中。磷

20、脂从商品化至今70余年，据资料统计，世界大豆磷脂年产量已形成10万吨以上的市场规模,其中美国占6568kt/a、欧洲3 kt/a、日本3kt/a (食品工业用产品)，生产厂家约有30余家，遍布欧、美、亚洲，其中生产能力较大的有：美国的Central Soya公司（世界上磷脂产量最大的厂家之一，据传已有50多年加工大豆磷脂的历史，有70多个磷脂产品）；Archer Daniels Midland（即ADM公司,于90年代初生产卵磷脂,原料有大豆油脚和谷物）；Lecithin公司（以磷脂的改性研究著称）；Riceland公司（于80年代初采用连续化生产新工艺成功地开发出流动型粉末大豆磷脂）;德国的

21、Lucas Meyer公司（产品全,应用领域广,向全球供应磷脂总消耗量的30%）；Nattermann公司（以生产药用和化妆品用卵磷脂著称）; 日本的味之素公司、丰年制油公司、日清制油公司和真磷脂公司（这些公司近年来都在致力于开发酶改性磷脂、高纯度卵磷脂产品）；荷兰的Kirvitbv公司（主要生产乳制品用喷雾干燥卵磷脂产品）;英国的磷脂生产商有Quest international 、John Fseyfried、 Greef、Porum Holdings等公司。据统计，在美欧，磷脂在营养保健品中的销量仅次于复合维生素和维生素E而名列第3。我国60年代以来不断出现磷脂研究单位，但多数限于单一产

22、品或初级分离阶段。80年代后，我国真正进入磷脂的研究工作，并在磷脂制备和应用方面取得了一定成果。这些成果包括浓缩磷脂和粉状磷脂的制取工艺与设备的研究，磷脂在面包、速溶乳粉、医药、化妆品、皮革、涂料等方面的应用研究。到了90年代,研究开发工作侧重于大豆磷脂的改性和应用研究、高纯度醇溶卵磷脂的提取工艺研究和磷脂保健食品的开发。目前,国内大豆磷脂产品主要有浓缩磷脂、粉状磷脂、卵磷脂、改性磷脂、高纯度磷脂、脑磷脂、磷脂营养乳、磷脂片剂、卵磷脂胶囊等。知名度较高的市售产品有：“大豆磷脂咀嚼片”（粮食储备局科学研究院研制，每片磷脂含量在75%以上，不含大豆油及其它油脂成分），纯度高，口感好，易吸收，食用方

23、便；“紫薇系列卵磷脂产品”（清华紫光集团研制，冲剂和胶囊型），是经国家卫生部批准和中国保健学会推荐的保健食品；华奇牌粉状大豆磷脂（华奇磷脂有限公司生产，磷脂含量为95%98%）， 经国家轻工业局食品质量检测中心检测，各项指标均符合GB/T 10206-1994标准。由于诸如设备、技术等种种原因，我国磷脂的生产及研究未能形成产品的系列化和规模效益。目前，国内磷脂生产厂家主要有：吉林省郭家店植物油脂厂、上海油脂一厂、北京南苑植物油厂、河南濮阳市磷脂厂、黑龙江省七台河市磷脂开发实业有限公司、黑龙江省安达油脂厂、齐齐哈尔兴华大豆磷脂经济技术开发公司、清华大学清华紫光集团生物工程公司、四川英格尔生物工程

24、有限责任公司等。正在建设的有上海真大卵磷脂厂和山西得裕生物工程有限责任公司（南通华安超临界萃取技术有限公司提供）。由于起步较晚，目前国内年生产能力不到2kt,但据专家预测：在今后10年内市场规模可达10 kt/a。3、磷脂研究现状1980年在意大利首都罗马召开的第一届国际大豆磷脂的专题研讨会，其后基本每隔一年召开一次，1989年在美国芝加哥召开的第四届国际磷脂会议上成立了国际磷脂研究集团（The International Lecithin Study Group），每年都举行一次会议，互通科研、生产、应用与销售方面的信息。随着工业需求及人们生活水平需求的提高，人们对卵磷脂的开发也提出了更高更

25、多的要求，尤其是一些专一性要求，于是磷脂的改性也随之兴起。磷脂改性通常采用物理法、化学法和酶法。物理或化学法改性可使磷脂产品获得多样的形态和性能；而酶法改性专一性好，反应条件温和，产品安全性高，是相当有竞争力的改性方法。一些化学法改性法如乙酰化、羟基化、氢化等方法现都已实用化。酶法改性国内外均有报道，其中以磷脂酶A2和磷脂酶D的应用最多，利用磷脂酶改性的目的在于获取高稳定性的脂肪酸结构磷脂产品。另外，磷脂生产工艺和技术设备在欧洲、美国、日本等国家和地区已日趋成熟，广泛采用连续真空浓缩工艺提取大豆磷脂，而在国内大豆磷脂提取技术仍停留在间歇式生产水平，远低于国际先进水平。但最近国内磷脂的研究也取得

26、了重大突破：成都已建成采用超临界CO2萃取卵磷脂的生产装置；华东活性磷脂实用技术研究所研制成功的大豆活性磷脂，经国内外权威部门检测，其人体吸收率达60%，已处于国际领先水平；天津粮科所研制成功的强化硒卵磷脂系国内首创；鞍山市东方生物保健品有限公司创造性地开发出生产新工艺,用大豆粉末磷脂提取药用及针剂卵磷脂,并建成了国内较大规模的药用和针剂卵磷脂生产线。4、磷脂的精制方法（1）丙酮精制法丙酮能溶解油脂和游离脂肪酸，但不溶解磷脂。5下磷脂在丙酮中的溶解度小于0.03%（WT/V），因此可以用丙酮除去磷脂中的油脂和脂肪酸。 可供选择的溶剂有：乙醚-丙酮、氯仿-丙酮、三氯乙烯-丙酮等。（2）低级醇萃取

27、分离法 磷脂中磷脂酰胆碱（PC）的极性较强，易溶于乙醇等低级醇中，而磷脂中另外两个重要组分磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰肌醇(PI)极性较弱，在乙醇等低级醇中溶解度较低。利用它们溶解度的差异可达到分离提纯磷脂酰胆碱的目的。用于磷脂分离的低级醇，C1-C4醇都可选用，但分离效果不尽相同。目前,用于磷脂提取的低碳醇主要有乙醇、异丙醇及正丙醇。用乙醇等低级醇萃取提纯PC，虽工艺简单，易于工业化，但得到产品纯度相对较低，不能满足对高纯度PC需求。（3）乙酸乙酯纯化法将粗磷脂溶于乙酸乙酯中，将溶液冷却至-10。然后离心分离沉淀，可以得到纯度很高的磷脂，其中卵磷脂含量为50.8%。由于乙酸乙酯是安全溶剂，用

28、这种纯化技术得到的产品可以用于食品、医药和化妆品。（4）ZnCl2纯化法为了制得高纯度卵磷脂，可用ZnCl2进行提纯。具体方法是加ZnCl2使之与卵磷脂生成复合物，然后再用丙酮沉淀。例如用95%的乙醇与粗磷脂混合，然后用ZnCl2沉淀。离心分离，收集ZnCl2-卵磷脂复合物，加入冷却的丙酮，搅拌过滤后蒸脱溶剂，可得纯度达99%的卵磷脂。（5）超临界流体萃取法超临界流体萃取是近三十年来发展兴起的新技术，尤其是超临界CO2（SC- CO2）萃取在食品领域应用，使产品更趋向绿色无污染。不少学者试图用超临界萃取技术提纯卵磷脂，但单纯的超临界CO2流体不溶解磷脂，如果在CO2中加入夹带剂乙醇，就可改变超

29、临界CO2溶解特性，使其对磷脂中卵磷脂有更好的选择性，从而达到分离提纯目的。（6）半透膜分离法将粗磷脂脱脂并溶于溶剂中，使之通过具有一定孔径的半透膜，由于磷脂混合物各成分分子大小不同，它们通过半透膜的难易程度也不同，从而实现分离的目的。例如用己烷-异丙醇混合溶剂溶解的粗磷脂溶液通过聚丙烯半透膜，收集流过膜的溶液，蒸发，可使卵磷脂的浓度由原始物2.5%提高到51%，杂质大大减少。 （7）吸附分离法通常用氧化铝和硅胶作为磷脂的吸附剂。将粗磷脂用乙醇溶解，该溶液通过氧化铝填充的层析柱，由于氧化铝对肌醇磷脂、脑磷脂和卵磷脂吸附能力不同，当用乙醇淋洗层析柱时，被洗下来的为卵磷脂，而肌醇磷脂、脑磷脂、中性

30、油和色素等几乎不被淋洗，因此可得含量高于95%的卵磷脂。柱层析虽然可以得到含量90%左右的PC,但是处理量十分有限,而且要用到许多有一定毒性的有机溶剂。溶剂的蒸发消耗大量能源,以及产品中的溶剂残留都是这种方法的缺点。5、磷脂检测方法磷脂是多种组分的混合物，其分析技术和检测方法是比较复杂和繁琐的。经过数十年的发展，磷脂的检测日臻成熟。目前，用于总磷脂含量的测定方法有钼蓝比色法、重量法、紫外分光光度法等,磷脂不同组分的定性、定量分析方法有TLC、HPLC，同一磷脂组分不同分子种类进行定性、定量分析方法有NMR、RP-HPLC/MS。（1）总磷脂量的分析测定钼蓝比色法：样品经灼烧后酸化灰分,磷酸根、

31、硫酸联氨和钼酸根间形成一种有色复合物。由于所用检测仪器价格低,所以磷脂检测中常用此法检测磷脂总量,但容易受测定物中无机磷的影响,从而使测定值偏高。重量法：利用油脂溶于丙酮,而磷脂不溶于丙酮的性质,用丙酮萃取样品,脱油磷脂干燥称重后计算即可得总磷脂的含量,该法适用于植物油脂中磷脂总量的测定,其优点是所用仪器均为玻璃仪器,价格低廉,操作简单,适于企业应用,但其测定值并非磷脂真实测定值。紫外分光光度法(UV)：紫外分光光度法检测卵磷脂的原理是：样品经提纯后制得卵磷脂溶液，卵磷脂对紫外光吸收产生紫外吸收光谱，服从朗伯比尔定律：A=KCL。即当用一适当波长的单色光照射卵磷脂的溶液时，其吸光度A与溶液的浓

32、度C和透光液层厚度L的乘积成正比。 其优点是不需经过分离就可直接测定,操作简单。傅立叶变换红外光谱法(FTIR)：该法所用仪器是傅立叶变换红外光谱仪,由于 C=O、PO2、P-O-C 的吸收振动,在磷脂定量分析过程中产生5个谱带,其中可用于测定毛油和脱胶油中含磷量的谱带是谱带4(1200970 nm),这个谱带的振动是由 P-O-C 和 PO2 基团产生的。在1200970 nm 内产生的振动吸收通过计算机程序进行统计分析,产生线性回归方程以及把磷脂键面积转换为磷脂浓度的 Pearson 相关性系数,然后计算出磷脂含量,其准确度、可重复性和精确度高,变异系数低,测定系数0.976。但 FTIR

33、 法分析磷脂含量其准确度仍需增加,需要更多的研究工作来解释其他非磷脂成分。（2）磷脂中不同组分的定性、定量分析薄层层析法（TLC）：利用在展开剂中磷脂各组分与薄层板上吸附剂之间作用力的大小不同,则Rf值不同,从而达到分离磷脂组分的目的。磷脂的薄层层析可分为单向及双向层析。单向层析能够同时分析几个样品, 但单向层析一般很难将每个组分完全分开。双向层析可将磷脂各组分完全分开,两次展开选用不同的溶剂系统达到不同的分离效果,非常有效，但一块高效层析板一次只能分析一个样品,多个样品的分析就要耗费大量昂贵的高效薄层板,并且费时。 各个磷脂种类的定量可采用薄层定量扫描仪计算积分值。该法可同时对磷脂种类进行定

34、性、定量分析,但是其干扰因素多,必须严格控制实验条件,重复性较差。高效液相色谱法（HPLC）：HPLC法既可分析磷脂的组成，又可测定磷脂的浓度。HPLC法高效、快速、准确，并且还具有系统密闭避免不饱和键氧化、不需高温操作等特点。该法一般分为反相高效液相色谱法(RP-HPLC)和正相高效液相色谱法(NP-HPLC)。反相的含义就是固定相为非极性液体,而流动相为极性溶剂；正相的含义就是固定相为极性液体,而流动相为非极性溶剂。目前RP-HPLC应用广泛，最常用的反相固定相是C18键合硅胶和ODS。HPLC法常用的检测器有:紫外检测器(UV)、红外检测器(IR)、示差折光检测器(RI)、火焰离子(FI

35、)检测器和蒸发光散射检测器(ELSD)。由于磷脂中存在碳碳双键、羰基、磷酸基团、氨基等不饱和基团和官能团，使其在200214下有强吸收，所以较为广泛应用的是紫外检测器。在分析和检测磷脂各部分组成时,用单一的流动相不能把所有的磷脂分离得很好,较为合理的解决方案是用流动相梯度洗脱。但是当用UV检测器时,由于流动相的变化其基线势必漂移,这就影响了分析结果的准确性。折光指数检测器同样不能用于有梯度洗脱的HPLC分析。一种新型检测器-蒸发光散射检测器(ELSD)解决了这个难题。它是把流动相喷入有热气流的检测器中,流动相蒸发而不挥发性的脂质形成微小液滴。这些液滴散射照向光电倍增器的光,引起电流的变化,根据

36、脂质的量不同电流的大小也不同,从而达到检测的目的。从发展的眼光来看, 蒸发光散射检测器大有取代传统的UV检测器的态势。31P 核磁共振法：核磁共振(NMR)技术用于磷脂分析是20世纪90年代才发展起来的新技术。该法所用仪器是31P核磁共振光谱仪,其原理是：由于不同磷脂组分的磷酸根上所连的基团不同,对的作用也就不同,导致不同磷脂组分在磁场中的化学位移不同,从而达到定性、定量分析磷脂中的不同组分的目的。用该法分析磷脂混合物,每一个磷脂组分都得到一个分开的单峰信号,所以磷脂混合物不需先分离就可进行快速、高效、准确地分析。因此它具有快速、灵敏、干扰因素少以及准确度较高等优点。但是此法对样品需要量较大,

37、并且对磷脂混合物中的其他磷脂组分的浓度有一定的要求。31P核磁共振法在磷脂检测领域是一种新的定性、定量分析方法,它有待于进一步探索和发展。（3）同一组分磷脂不同分子种类的定性、定量分析高效液相色谱不仅能够单独用于磷脂组分的分析,而且它与质谱(MS)联合还能够用于磷脂分子种类的定性、定量分析。如HPLC和快速原子轰击质谱仪(FAB MS)分析花生磷脂的PE有五种分子种,PC和PI各有六种分子种。6、磷脂研究及生产趋势（1）生产高纯磷脂目前，国内外高纯磷脂的生产还未能形成工业化规模。现有水平一般采用溶剂法进行富集如丙酮-乙醇法；用超临界技术提取高纯蛋黄磷脂已有产品，但主要限于药用。因此工业化生产高

38、纯磷脂是一个亟待解决的课题。（2）磷脂分提高纯度不同磷脂组分的提取正成为研究的热点，尤其是生产高含量的卵磷脂产品。目前，国外采用的方法是层析法分离和富集卵磷脂，日本也正在尝试用膜分离技术进行分离从而得到不同分子量的磷脂，但此技术还有待于特定功能膜的开发；此外，国内外也有人尝试用超临界进行分提，但限于该法萃取装置昂贵，生产成本偏高，故仍处于试验阶段。（3）利用生物技术进行改性强化利用生物技术进行改性强化，这是技术进步必然，也是人们生活水平提高及工业化发展需求的结果，磷脂的发展必然走向生物技术。八、大豆中卵磷脂的HPLC测定法（一）样品液制备将粗大豆油进行层析分离，依次使用丙酮（70ml）、氯仿/

39、甲醇（3：1，V/V)、甲醇进行洗脱，收集后两种洗脱液并合并，减压蒸干至少许溶液时，用甲醇溶解并定容到100ml容量瓶中，制成样品液，待用。（二）色谱条件色谱柱：Kromasil SIL 柱,5m填料粒度，2504.6mm；流动相：甲醇/异丙醇/正己烷（60/35/5）；流速：1ml/min；检测波长：205nm；柱温：29.8。（三）最佳检测波长的选择取卵磷脂标准溶液在190600nm范围内进行紫外光谱扫描，结果表明，在205nm处有一最大吸收峰（图1），因此确定检测波长为205nm。图1 卵磷脂的紫外吸收光谱图（四）流动相的选择若选用正相色谱柱，常规或梯度淋洗，其所用的流动相体系主要有以下

40、两类：.甲醇-乙腈-水；.正己烷-异丙醇-磷酸。本实验对以上两类流动相分别进行了测试，但都未取得满意结果。经反复试验，最终选用甲醇/异丙醇/正己烷作流动相，并对其配比进行了研究，当甲醇/异丙醇/正己烷=60/35/5（V/V）时,样品中的卵磷脂得到了较好分离（图2、图3），保留时间为26.035min。图2 标准品中卵磷脂色谱图图3 样品中卵磷脂色谱图（五）标准曲线的绘制准确吸取卵磷脂标准液1.0、2.0、5.0、10.0、15.0l分别进样，按色谱条件进行分析测定，以卵磷脂进样量为纵坐标，峰面积积分值为横坐标，绘制标准曲线，计算得回归方程为：Y=0.0017X-0.1679(r=0.9999

41、),表明卵磷脂在2.0630.9g范围内呈现良好的线性关系。（六）精密度和重复性试验准确吸取5l标准溶液，于上述色谱条件下重复进样5次，分析测定卵磷脂的含量，并记录保留时间，进行统计分析，结果见表1，保留时间及卵磷脂含量的RSD均在5%以下,表明本实验具有良好的重现性,色谱条件合理。表1 标准溶液中卵磷脂测定的重复性项目保留时间（min）卵磷脂含量（g）测定平均值26.0359.98标准差0.340.21相对标准偏差（%）1.322.13（七）稳定性试验分别精确吸取5l卵磷脂标准液和卵磷脂样品液，于上述色谱条件下每1h进样一次，共5次，分析测定卵磷脂的含量，结果见表2，标准液与样品液中卵磷脂的

42、含量的RSD均在5%以下，表明卵磷脂在5h内测定结果稳定。 表2 标准液和样品中卵磷脂在5h内的稳定性（n=5）项目标准液（g）样品液（mg/100g）测定平均值10.13313.006标准差0.0922.49相对标准偏差（%）0.910.79（八）加样回收率试验准确称取大豆粉20g（卵磷脂含量为312.450 mg/100g）,准确加入卵磷脂标准溶液0.5ml(2.06mg/ml),按1.4样品液制备方法制备供试液，准确吸取供试液5l，依上述色谱条件进样6次，重复测定，计算样品加样回收率，结果见表3。表3 卵磷脂回收率测定结果加入量（mg）测得量（mg）回收率（%）平均值（%）标准差相对标准

43、差（%）1.030.98996.0397.412.482.541.031.00797.771.031.02099.091.030.96893.981.030.99796.771.031.039100.84（九）样品测定分别精确吸取5种大豆样品液（88-8，强丰818，鑫豆一号，台湾819，美豆一号）各5l，依上述色谱条件进样，分析测定卵磷脂的含量，结果见表4。表4 不同样品中卵磷脂含量的测定结果（mg/100g）样品卵磷脂量（mg）卵磷脂量/大豆量（）88-8556.0685.56强丰818458.7424.59鑫豆一号456.414.56台湾819324.1213.24美豆一号683.687

44、6.84九、SC-CO2萃取大豆卵磷脂方法（一）超临界CO2萃取原理利用超临界流体作为萃取剂,从液体或固体中萃取出待分离的组分。超临界流体密度增加溶解能力增强;密度降低则溶解能力减弱,甚至丧失。而其密度大小对温度和压力有很强的依赖性,如图所示。图1 超临界流体密度与温度和压力的关系因此可以借助对系统压力和温度的调节,在较宽的范围内改变超临界流体的溶解能力;只需改变压力,就可以控制相状。从而使分离简便,实现选择性萃取。超临界.ppt（二）研究方法1、原料前处理2、超临界萃取工艺参数确定表5 因素水平表码值水平萃取压力/MPa萃取温度/萃取时间/min乙醇添加量/%变量X1X2X3X4-r2040

45、300-125506050306090101357012015r4080150203、数据分析以卵磷脂的萃取率Y为目标函数，以萃取压力（X1）、萃取温度（X2）、萃取时间（X3）、乙醇添加量（X4）为自变量，采用DPS 统计软件分析实验结果。（三）研究结果1、四元二次通用旋转设计实验结果 表6 实验设计方案及实验结果实验处理萃取压力萃取温度萃取时间乙醇添加量卵磷脂提取率TreatmentExtraction PressureExtraction TemperatureExtraction TimeContent of EthanolExtracting rate of PCMPaMPaMin%

46、X1X2X3X4%1-1(25)-1(50)-1(60)-1(5)14.652-1(25)-1(50)-1(60)1(15)70.353-1(25)-1(50)1(120)-1(5)19.514-1(25)-1(50)1(120)1(15)77.885-1(25)1(70)-1(60)-1(5)13.576-1(25)1(70)-1(60)1(15)56.747-1(25)1(70)1(120)-1(5)18.048-1(25)1(70)1(120)1(15)64.2391(35)-1(50)-1(60)-1(5)18.39101(35)-1(50)-1(60)1(15)79.98111(35

47、)-1(50)1(120)-1(5)18.98121(35)-1(50)1(120)1(15)83.77131(35)1(70)-1(60)-1(5)17.64141(35)1(70)-1(60)1(15)66.55151(35)1(70)1(120)-1(5)20.01161(35)1(70)1(120)1(15)71.8717-r(20)0(60)0(90)0(10)33.9718r(40)0(60)0(90)0(10)49.05190(30)-r(40)0(90)0(10)62.50200(30)r(80)0(90)0(10)34.42210(30)0(60)-r(30)0(10)28.

48、26220(30)0(60)r(150)0(10)56.91230(30)0(60)0(90)-r(0)0240(30)0(60)0(90)r(20)85.17250(30)0(60)0(90)0(10)41.53260(30)0(60)0(90)0(10)44.79270(30)0(60)0(90)0(10)39.26280(30)0(60)0(90)0(10)34.49290(30)0(60)0(90)0(10)42.96300(30)0(60)0(90)0(10)35.05310(30)0(60)0(90)0(10)37.61320(30)0(60)0(90)0(10)34.34330(

49、30)0(60)0(90)0(10)32.07340(30)0(60)0(90)0(10)40.52350(30)0(60)0(90)0(10)34.70360(30)0(60)0(90)0(10)33.162、回归模型的建立与统计检验实验结果见表7，对卵磷脂的萃取率采用DPS统计软件进行多元回归分析，以萃取率为Y值，萃取压力、萃取温度、萃取时间、乙醇添加量分别为X1、X2、X3和X4，得出四因子编码值对卵磷脂萃取率的回归方程为：Y=37.54+3.02X1-4.63X2+3.91X3+25.04X4+1.11X12+2.85X22+1.38X32+1.38X42+0.29X1X2-0.77X

50、1X3+1.48X1X4+0.18X2X3-3.14X2X4+0.74X3X4对此方程进行F检验，得出失拟检验不显著，说明未知因子对实验结果干扰很小；拟和检验极显著，说明该方程与实际情况拟和很好。回归方程4个一次项的回归系数绝对值大小依次为X4X2X3X1，表明乙醇添加量对卵磷脂的萃取率影响最大，其次是萃取温度、萃取时间、萃取压力，但萃取温度对卵磷脂萃取率的影响是负值，说明温度的升高不利于卵磷脂的提取。3、单因子效应分析在单因子效应分析中，采用降维分析，将其它的因子固定在零水平，描述此因子变动时对卵磷脂萃取率的影响，4个因子的单因子效应方程如下：萃取压力单因子效应方程：Y1=37.54+3.0

51、2X1+1.11 X12萃取温度单因子效应方程：Y2=37.54-4.63X2+2.85 X22萃取时间单因子效应方程：Y3=37.54+3.91X3+1.38 X32乙醇添加量单因子效应方程：Y4=37.54+25.04X4+1.38 X42根据以上方程，可以得到单因子效应曲线如图2。由图2可知，当压力码值为-1.36（23.20 MPa）、温度码值为0.81（68.1）、时间码值为-1.42（47.4min）时，卵磷脂的萃取率分别取得最小值。 此外，由图2亦可知，乙醇添加量的效应曲线变化率最大，卵磷脂的萃取率几乎与乙醇添加量呈线性关系。当码值为2时，即乙醇添加量为20%，卵磷脂萃取率达到最

52、大值93.14%。 图2 单因子效应曲线图 4、因子边际效应分析将单因子效应方程求一阶偏导数，得到单因子的边际效应方程，边际效应可反映Y值随各因子变化而变化的速率。单因子的边际效应方程如下：dY/dX1= 3.02+2.22X1，dY/dX2=-4.63+5.70X2，dY/dX3=3.91+2.76X3，dY/dX4= 25.04+2.76X4。单因子边际效应反映了Y值（卵磷脂萃取率）随着四因素（萃取压力、萃取温度、萃取时间、乙醇添加量）的改变而变化的趋势。边际效应方程作曲线可以得到边际效应曲线，见图3。 图3 边际效应曲线图由边际效应曲线可以看出，萃取温度的斜率最大，这表明随着萃取温度的变

53、化卵磷脂萃取率的变化速率最快，其次是乙醇添加量、萃取时间，萃取压力最慢。乙醇添加量的边际效应图处于y轴正半轴，说明乙醇添加量对卵磷脂萃取率的影响是：在所选添加量范围内，随着添加量的增大，卵磷脂的萃取率（Y）增大，并且增大的速率逐渐增加。5、因子交互效应分析由回归方程偏回归系数显著性检验可知，只有萃取温度（X2）和乙醇添加量 （X4）之间存在显著交互作用 (P0.05)，其它因子间的交互作用均不显著。因此只分析萃取温度和乙醇添加量间的交互效应，其交互效应方程为：Y24=37.54-4.63X2+25.04X4+2.85X22+1.38X42-3.14X2X4X2与X4 的交互效应曲线如图4-9所

54、示。 图4 萃取温度和乙醇添加量的交互效应曲线图5 萃取温度和乙醇添加量的等高线图从图4可以看出，萃取温度和乙醇添加量交互效应的总体规律是：温度越低，乙醇添加量越大，卵磷脂的萃取率越高，但卵磷脂萃取率的变化并不是单纯萃取温度和乙醇添加量增加或减小效应的线性积累。特别是当乙醇添加量处于编码值（0.5，2.0）、萃取温度的编码值处于（-2.0，-1.0）时，两者存在显著的增效作用，即卵磷脂萃取率随着萃取温度的下降和乙醇添加量的增加而迅速增大，当乙醇添加量编码值为2、萃取温度编码值为-2时，两者的协同作用达到最大。由于实验条件所限，交互效应图未能出现拐点最大值。 6、最佳萃取条件的确立与回归模型验证通过码值方程求Y极值，在本实验条件下卵磷脂萃取率的理论极值为134.34%，此时最佳萃取条件为：X1=2(萃取压力40MPa)，X2=-2(萃取温度40)，X3=2(萃取时间150min)，X4=2(乙醇添加量20%)。在此萃取条件下，按4.3.1.2 实验方法制备和检测样品含量，计算卵磷脂的萃取率为93%，纯度为78.24%，证明回归模型较好。