前言

大豆磷脂是從大豆油精煉副產(chǎn)物中提取的天然磷脂混合物,主要成分為磷脂酰膽堿(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰肌醇(PI)和磷脂酰絲氨酸(PS)等,具有兩親性、乳化性及生物膜相容性。其疏水脂肪酸鏈與極性頭部賦予pH/溫度響應(yīng)特性,在食品工業(yè)中作為乳化劑、醫(yī)藥領(lǐng)域作為藥物載體、化妝品中作為保濕劑已被廣泛應(yīng)用。

天然大豆磷脂存在以下局限性:首先天然磷脂的HLB值(親水親油平衡值)較低,難以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境,這就導(dǎo)致其功能性較單一;其次由于易氧化、對(duì)溫度和PH敏感等,導(dǎo)致其穩(wěn)定性差;最后由于其分子量較大,跨膜吸收率低導(dǎo)致生物利用度低。通過(guò)物理、化學(xué)、生物技術(shù)及復(fù)合技術(shù)等手段對(duì)大豆磷脂進(jìn)行改性,成為提升其性能、拓展應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵途徑。

改性研究^[1]

1、物理改性

物理改性主要是采用某些溶劑和分離技術(shù)將大豆磷脂混合物中的具有特定功能的部分進(jìn)行濃縮純化或富集。常用的物理改性方法有溶劑分提法、超臨界流體萃取法、色譜柱分離法、膜分離法等。物理改性的整個(gè)過(guò)程旨在改變磷脂各組分的比例或者提純某一單一組分,不改變磷脂本身的化學(xué)結(jié)構(gòu),也不會(huì)影響磷脂的安全性。

由于天然磷脂在超臨界流體中溶解度較差,宋俊穎研究了一種具有親超臨界二氧化碳特性的改性磷脂(聚醋酸乙烯酯酰磷脂酰膽堿),通過(guò)優(yōu)化改性合成條件,結(jié)果表明:該改性磷脂在超臨界二氧化碳中溶解度優(yōu)于天然磷脂。Zhang等采用溶劑分提法和硅膠柱層析法復(fù)合技術(shù),通過(guò)對(duì)比了不同洗脫劑對(duì)磷脂組分的差異分離,最后將磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺的純度分別達(dá)90%、75%以上。

2、化學(xué)改性

化學(xué)改性是通過(guò)改變大豆磷脂分子結(jié)構(gòu)中的官能團(tuán)或引人特定基團(tuán),顯著提升其功能特性,拓展其應(yīng)用范圍。常用的化學(xué)改性方法包括?；?、羥基化、氫化、磺化及磷酸化等。

姜寶奎采用乙酰化改性磷脂,使大豆磷脂中磷脂酰乙醇胺與乙酸酐發(fā)生?；磻?yīng),在原有基團(tuán)上引入?；〈蟾淖兞嘶鶊F(tuán)電荷分布,改變了原有磷脂的性質(zhì)與功能。乙?；男粤字谌榛浴⒂H水性、抗氧化性等方面均有改善。陳志坤等采用過(guò)氧酸對(duì)磷脂進(jìn)行羥基化改性可以提高磷脂的飽和度,降低了碘值,克服了其易氧化的問(wèn)題。對(duì)加脂皮革在存放時(shí)出現(xiàn)的的異味、柔軟度下降和黃變等問(wèn)題有一定緩解作用。嚴(yán)水金等研究了以大豆?jié)饪s磷脂為原料制備改性磷脂并與Span80復(fù)配制成復(fù)配乳化劑,結(jié)果表明濃縮磷脂改性可替代部分Span80用在乳化炸藥中,替代率可達(dá)到60%左右。

3、生物改性

(1)酶催化改性

酶法改性技術(shù)具有高效性、專一性和環(huán)境友好性,目前已成為大豆磷脂功能化改性的重要研究方向。利用脂肪酶、磷脂酶等特異性酶對(duì)大豆磷脂進(jìn)行水解、酰基轉(zhuǎn)移或交聯(lián)反應(yīng),定向改變磷脂的極性基團(tuán)或脂肪酸組成,可精準(zhǔn)調(diào)控其乳化性、溶解性及生物活性。目前的研究主要聚焦于酶種類的篩選、反應(yīng)條件優(yōu)化以及改性產(chǎn)物的功能評(píng)價(jià)。

Guo等通過(guò)磷脂酶A1或A2催化大豆磷脂水解,可制備溶血磷脂，顯著提升了溶血磷脂的產(chǎn)率,其乳化活性其乳化性能顯著優(yōu)于天然磷脂,廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域。此外,利用磷脂酶D催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng),可將大豆磷脂中的膽堿基團(tuán)替換為絲氨酸或乙醇胺,生成具有特定生物活性的磷脂衍生物。磷脂已被證明可以提高α-生育酚的抗氧化活性。經(jīng)磷脂酶D改性的磷脂增加了α-生育酚的抗氧化活性，磷脂酰乙醇胺在增加α-生育酚抗氧化中起主要作用。Li等采用固定化磷脂酶A1將富含DHA/EPA的乙酯與PC進(jìn)行酯交換反應(yīng),合成富含二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)的結(jié)構(gòu)化磷脂酰膽堿。通過(guò)脂肪酶介導(dǎo)的酯交換技術(shù)可引入功能性脂肪酸(如DHA.EPA),增強(qiáng)磷脂的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。張安琪等以辛酸和大豆磷脂為底物，采用酶法對(duì)大豆磷脂進(jìn)行改性，篩選了改性大豆磷脂的脂肪酶,優(yōu)化了工藝條件,并考察了脂肪酶的重復(fù)利用性，結(jié)果表明:Novozym435酶是一種優(yōu)質(zhì)的催化磷脂改性的脂肪酶，其經(jīng)過(guò)4次重復(fù)利用后,與辛酸結(jié)合率仍能達(dá)到62%以上。

(2)微生物發(fā)酵改性

通過(guò)篩選或基因工程改造的微生物(如酵母菌、乳酸菌)直接合成或修飾磷脂。隨著基因技術(shù)的發(fā)展，人們?yōu)榱双@得高表達(dá)水平的工程菌株,Lee等研究構(gòu)建了表達(dá)磷脂合成酶的重組畢赤酵母和大腸桿菌,重組大腸桿菌的胞外磷脂酶A2能夠水解的粗大豆磷脂,轉(zhuǎn)化率約為95%以上。高活性的磷脂酶A2對(duì)工業(yè)應(yīng)用是非常有潛力的,未來(lái)可用于改性磷脂的生產(chǎn)和多種工業(yè)應(yīng)用。

4、復(fù)合改性

復(fù)合改性是通過(guò)協(xié)同運(yùn)用多種改性手段,有效克服單一改性技術(shù)的局限性,已成為大豆磷脂功能特性提升的重要研究方向。近年來(lái)，復(fù)合改性技術(shù)在大豆磷脂改性領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注,并取得了顯著進(jìn)展。

李紅等將超聲波技術(shù)應(yīng)用于大豆?jié)饪s磷脂羥基化改性，優(yōu)化其他工藝條件，在超聲功率為200W,反應(yīng)時(shí)間40min時(shí),磷脂的碘值降低了約3/4,由原來(lái)的94.2gI/100g降至22.9gI/100g。表明改性后磷脂的不飽和度降低,親水能力增強(qiáng)。

Chiplunkar等采用超聲輔助手段將粗大豆磷脂羥基化改性,羥基化大豆磷脂與粗大豆磷脂的表面張力、界面張力和臨界膠束濃度分別為(26.11mN/m、2.67mN/m、112mg/L)、(37.53mN/m、6.22mN/m、291mg/L)。與粗大豆磷脂相比,羥基化大豆磷脂具有更好的乳化穩(wěn)定性和低泡特性。

參考文獻(xiàn)

[1] 王后政,白宏偉,琚鴻洋. 大豆磷脂改性研究及應(yīng)用[J]. 糧食與食品工業(yè),2025,32(3):55-59,63. DOI:10.3969/j.issn.1672-5026.2025.03.014.