大豆磷脂是大豆油生产过程中毛油水化脱胶时的副产物经进一步脱水、纯化处理而得。大豆磷脂是一种性能优良的天然离子型表面活性剂，具有乳化、软化、润湿、分散，渗透、增湿以及无毒、无刺激、无污染、生物活性、抗氧化等多种功能特点，可广泛用于化妆品、食品、医疗保健品、纺织、皮革和动物饲料等行业。另外，我国盛产大豆，原料资源丰富。因此，对大豆的理化特性及其在药剂方面的应用的研究具有现实意义。
1、大豆磷脂的组成及结构
大豆磷脂(Soybeanphosphotide)是生产豆油的油脚中提取出来的一种良好的天然界面活性剂和营养剂，大豆磷脂中主要成分的结构多为酰基，其化学结构式为：
其中R1、R2是C14～C15的饱和或不饱和脂肪羧酸。而X的不同则构成不同的磷脂。当X分别为CH2CH2N+(CH3)3、C6H6(OH)3、CH3CH2NH2、CH2CH(N+H3)COO-时，所生成的磷脂相对应分别为磷脂酰胆碱(俗称卵磷脂，代号PC，含量27.3%)，磷脂酰肌醇(俗称肌醇磷脂，代号PI，含量为16.7%)、磷脂酰乙醇胺(俗称脑磷脂，代号PE，含量14.3%)、磷脂酰丝氨酸(代号PS，含量17.0%)。
2、大豆磷脂的性质
2.1大豆磷脂的物理性质
大豆磷脂产品从其形状上可分为液态、膏状、粉状;从其工艺上可分为粗磷脂、浓缩磷脂、高纯度磷脂和改性磷脂。大豆磷脂为棕到浅黄色，深浅程度由脱色而定。如精制可得无臭气、味道温和的磷脂。磷脂的稠度视所含脂肪酸量而变，从可塑状态到液体状态。
大豆磷脂溶解于甘油酯载体、脂肪酸、甾醇等。利用这一特性可使磷脂得到分离、提纯和测定。大豆磷脂不溶于水，但在水中膨胀，呈胶体溶液。
纯大豆磷脂在空气中或阳光照射下不稳定，会很快氧化、变色。但如有少量豆油存在便能起到保护作用，使磷脂不发生变质，大豆磷脂不耐高温，80℃就开始变为棕色，到120℃时就开始分解。据研究，磷脂在加热初期先生成共轭二稀化合物，再通过胆碱和磷脂的接触作用，羰基化合物进行了聚合，磷脂的棕色反应主要是磷脂酰胆碱起作用。大豆磷脂具有吸湿性，在热水或pH值8以上时更容易乳化，磷脂中的卵磷脂其脂肪酸组分是非极性的，在分子的一端具有强的亲脂性的脂肪酸核，在另一端则是强亲水的氨基或磷酸核，因而大豆磷脂是极少天然食用的油溶性或油分散性表面活性剂之一，在非均匀的体系中，磷脂分子排成单分子膜，脂肪酸核朝向亲油性表面，而磷酸或氨基则面向亲水性的表面，经过这样的排列之后，可使非均匀体系的交界处的表面张力降低，从而很快起到润湿作用，使黏度降低，使乳化作用和分散作用得到稳定。
2.2大豆磷脂的化学性质
从大豆磷脂的结构上看,其化学性质主要表现在它的脂链、脂肪酸和磷脂的M取代基上,可发生水解、加成、乙酰化等化学反应。(1)水解反应大豆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、甘油磷酸酯、磷酸肌醇、有机胺和单甘油磷酸胆碱等复合产物。如果延长水解时间,则可进一步分解生成甘油、肌醇、磷酸盐等小分子水解产物;在酸性条件下加热,可使大豆磷脂完全水解,生成游离脂肪酸、甘油、肌醇和磷酸盐等小分子产物。(2)加成反应在酸、镍或过氧化物等催化剂存在下,大豆磷脂可与氢发生加成反应,生成饱和大豆磷脂。同样,在一定条件下,大豆磷脂也可与卤素、氢卤酸等发生加成反应,生成相应的卤代大豆磷脂。(3)乙酰化反应脑磷脂结构中的自由氨基,可与乙酸酐、乙酸乙酯等酰化剂发生反应,生成相应的乙酰化产物。(4)其他反应在醛或酮存在下,大豆磷脂以硫酸或氯磺酸作硫化剂,可反应生成硫化磷脂。此外,大豆磷脂还可与Cd、Pt、Hg的氯化物及Ca2+、Mg2+等金属离子发生反应,生成相应的络合产物。
3大豆磷脂产品类型
目前,市售大豆磷脂品种多达几千种,如美国中央公司有40个品种,ADM公司有33个品种,其它如日清、真磷脂和LucassMeyer公司等也都有各具特色的产品。由于各公司生产制备方法不同以及采用生产磷脂的原料大豆品种的差异,产品的组成成分亦有不同,从而导致产品理化特性,尤其是功能特性都有所不同。至今国内外尚无统一标准对大豆磷脂产品进行分类,但大多数学者和公司均以美国大豆生产协会和贸易法规定的分类法为基础进行分类。
3.1浓缩大豆磷脂
大豆油精炼脱胶处理的副产品——水化油脚经真空脱水制得的产品即为浓缩大豆磷脂。磷脂在天然油中以内盐结构形式存在,内盐结构稳定、体积小、极性弱、易分散于油中。依据磷脂的吸水膨胀特性,其制备工艺方法是在水化油脚中加入热水或通蒸汽使其水化,由于极性增加,体积增大,磷脂胶团之间易吸引缔合并沉淀下来,经过静置分层或离心分离磷脂从油脂中析出,最后再进行真空脱水处理。根据加工过程的不同可分为未脱色、脱色、二次脱色磷脂。
浓缩大豆磷脂一般含有60%～65%的不溶物及36%～40%的大豆油,正己烷不溶物含量≤0.3%,磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸是磷脂的主要组成成分,甘油三酸酯结构中的脂肪酸主要是不饱和脂肪酸,同时该磷脂中富含维生素E,因此也是天然维生素E加工的原料。
3.2混合磷脂
混合磷脂是向磷脂内添加非反应性物质而得到的产品,从工艺角度上讲是一种物理改性,属非反应改性磷脂产品。由于磷脂与某些添加物之间存在协同效应,使磷脂在加入特定添加物后性质和功能都发生了改变,混合磷脂通常使用的添加物称为磷脂专用混合油,如聚山梨酸酯、单甘酯、改性单甘酯、羊毛脂衍生物、特殊溶剂和其它表面活性剂。
3.3改性磷脂
磷脂是一种油溶性表面活性剂,由于它的油水平衡值较低,如浓缩磷脂为3～4,粉末大豆磷脂为5～7,因此磷脂在工农业生产中的广泛应用受到很大程度的限制。为了扩大它的应用范围,磷脂可以通过水解、氢化、羟基化、乙氧基化、卤化、磺化、酰化、琥珀酰化、臭氧化及磷酸化等反应进行改性,这种化学改性可以改善和提高磷脂的耐热性、乳化性以及在水溶液体系中的分散性,目前已工业化大规模生产的主要有羟基化、酰化及水解等产品。
3.4精制大豆磷脂
浓缩大豆磷脂经脱油、精制可成为纯天然磷脂混合物,然后用乙醇对脱油磷脂进行提取,将得到富含磷脂胆碱(卵磷脂)的乙醇可溶物与富含磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇的乙醇不溶物,从而可分离出磷脂胆碱(卵磷脂)和磷脂酰乙醇胺与磷脂酰肌醇的混合物,其中磷脂胆碱提取物是良好的O/W型乳化剂,而磷脂酰乙醇胺与磷脂酰肌醇提取物是良好的W/O型乳化剂。
4大豆磷脂的生理功能
磷脂是含有磷酸根的类脂化合物,普遍存在于动植物细胞的原生和生物膜中,对生物膜的生理活性和机体的正常代谢有重要的调节功能;同时卵磷脂和鞘磷脂的关键组成部分是胆碱,胆碱还是乙酰胆碱的前体化合物,对细胞的生命活动有重要调节作用。因此,大豆磷脂作为一种生命的基础物质,在医药工业中被誉为“细胞的保护神”、“血管的清道夫”和食用的“化妆师”,也是保护人体正常新陈代谢和健康生存必不可少的营养物质。对人体的细胞活化、生存及脏器功能的维持、肌肉关节的活力及脂肪的代谢等都起到非常重要的作用。
4.1调整机体膜功能
细胞和各种细胞器表面覆盖极薄的膜及细胞内所有的膜,统称为生物膜,生物膜中的类脂主要由磷脂组成。例如:红细胞膜类脂中磷脂占50%,神经髓膜类脂中磷脂占47%。生物膜具有极其重要的生理功能,能起保护层的作用,是细胞表面的屏障,也是细胞内外环境进行物质交换的通道,当膜的完整性受到破坏时,细胞将出现功能上的紊乱。同时,随着人年龄的增长,机体代谢产生的自由基攻击生存大分子而引起人体衰老,而磷脂恰恰可重新修复被损伤的生物膜,故在生理功能上显示出延缓机体衰老,增强人体抵抗力等作用。
4.2促进神经传导,提高大脑功能
人脑约有200亿个神经细胞,细胞之间依靠乙酰胆碱来传递信息,乙酰胆碱是由胆碱和醋酸反应生成的。磷脂被机体消化吸收并释放出胆碱,随血液循环系统送至大脑,与醋酸结合生成乙酰胆碱。当大脑中乙酰胆碱含量增加时,大脑神经细胞间信息传递速度加快,记忆力功能得以提高,大脑活力也被提高,故磷脂和胆碱可促进大脑组织和神经系统的健康完善;在生理功能上表现为提高大脑记忆力,增强智力,减少大脑萎缩,促进大脑发育,防止和老年痴呆症,还能改善或配合治疗各种神经官能症和神经疾病。
4.3促进脂肪代谢,防止肝功能障碍
胆碱对脂肪有亲合力,有促进脂肪以磷脂形式由肝脏通过血液输送出去,或改善脂肪酸本身在肝中的利用,并防止脂肪在肝脏里的异常积聚。如没有磷脂胆碱,脂肪聚积在肝中将形成脂肪肝,阻碍肝正常功能的发挥,在生理功能上表现为脂肪肝、急性出血性肾炎的发生。临床上常应用磷脂胆碱治疗肝硬化、肝炎和其它肝脏疾病。
4.4改善血液循环,增强造血功能
随着人年龄的增长,胆固醇在血管内沉积引起动脉硬化,最终诱发心血管病的出现。磷脂有良好的乳化特性,能阻止胆固醇在血管内壁沉积并清除部分沉积物,同时改善脂肪的吸收和利用,因而能降低血液粘度,促进血液循环,改善血液供氧循环,延长红细胞生存时间并增强造血功能。补充磷脂后,血色素含量会增加,贫血症状减少。因此,在生理上具有预防心血管疾病和阻碍性贫血的治疗。
4.5防止动脉硬化及脑出血
磷脂的胆碱成份,可使对人体有益的高密度蛋白上升,从而预防动脉硬化,心肌梗塞及脑出血等疾病的发生率,也可促进脂溶性维生素的吸收。
