高度乙酰化大豆磷脂的制备工艺研究

李红玲，常云鹤，周晓丹，王 妍，于殿宇

（东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030）

高度乙酰化大豆磷脂的制备工艺研究

李红玲，常云鹤，周晓丹，王 妍，于殿宇*

（东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030）

采取萃取的方法制得高纯度大豆浓缩磷脂，再通过乙酰化的方法对其进行改性研究，最佳工艺条件为：正己烷1.5mL/g，乙醇1mL/g，乙酸酐用量3%，温度60～70℃，时间40min，pH7.0，搅拌速度30r/min，得高度乙酰化磷脂，其丙酮不溶物含量56%，水分0.75%，酸价35mg/g，粘度2900mPa·s（25℃），氨基氮含量1.0mg/g。

浓缩磷脂，高纯度透明磷脂，乙酰化，高度酰化磷脂

大豆磷脂是由磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）和磷脂酸等成分所组成的混合物，是一种天然表面活性剂，具有无毒、无刺激及生物活性、抗氧化性等诸多特点，可应用于食品、化妆品、医疗保健、纺织、皮革印刷等行业中［1-2］。近年来，磷脂的精制与改性的研究是扩大磷脂应用的一个重要课题，以获得具有特定功能和用途的磷脂［3］。选取正己烷、乙醇作为萃取剂制得25℃高度透明磷脂，在高度透明的基础上采用乙酰化的方法对大豆磷脂进行了改性研究。磷脂酰乙醇胺的氨基是发生酰化的主要基团，磷脂酰乙醇胺的氨基酰化后在正电基团上引入一个取代基，使两性磷脂酰乙醇胺带负电，这改善了其溶解性与水包油乳化能力［4-6］。这种产品可满足胶囊化保健品、高纯药物、高科技工业应用的需要［7］。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大豆浓缩磷脂 由大庆日月星有限公司提供，其组分为：乙醚不溶物0.3%，丙酮不溶物60.17%，水分及挥发物1.0%，含糖量5.67%，外观：混浊、不透明。

SHB-III-循环水式多用真空泵，DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，DHG-9075A型电热恒温鼓风干燥箱，722型可见分光光度计，RE-51A型旋转蒸发器，ZK-GT2A型分析天平，恒温水浴锅。

1.2 实验方法

1.2.1 高度透明浓缩磷脂的制备 浓缩磷脂中含有一定量的无机杂质和糖类物质，直接影响浓缩磷脂的透明度和流动性，采用萃取的方法脱除杂质和糖类物质，选用正己烷和乙醇为萃取剂，最佳条件为正己烷1.5mL/g，静止时间1.5h；无水乙醇1mL/g，搅拌温度25℃，时间4min，搅拌速度100r/min，转移至分液漏斗中，充分振荡，静置分层。取上层的磷脂溶液装入圆底烧瓶中，加热蒸馏回收溶剂，得高度透明浓缩磷脂。

1.2.2 高度乙酰化磷脂的制备 此改性方法是将脑磷脂转化为N-酰基磷脂酰乙醇胺，改变脑磷脂“两性离子”结构，从而提高其HLB值，改善磷脂耐热性、O/W乳化性和粘度特性。首先，将高纯度磷脂加热到60～70℃，缓慢加入乙酸酐与磷脂的质量比为3%左右的乙酸酐，以 30r/min的搅拌速度搅拌35min。反应一段时间后，加入磷脂原料重量2%的、浓度为10%的氢氧化钠中和，pH在7.0～7.5之间。然后真空脱水至1%以下，迅速冷却至50℃，即得产品，其反应原理如下：

1.3 产物分析

1.3.1 乳化性实验 用移液管吸取10mL w（试样）=1.0%的溶液，放入有玻璃塞的锥形瓶内，再加入10mL油相，分别用苯、正己烷、松节油和豆油。剧烈上下振动10次，静置1min，再同样振动5次，静置1min，如此重复5次。将此乳浊液倒入100mL比色管中，立即记录时间，此时水油两相逐渐分开，记录水相分出5mL时所用的时间，以此来比较磷脂与高度酰化磷脂的乳化性。分出水相的时间越长，则乳化力越强［8］。

1.3.2 分散性实验 准确称取高度酰化磷脂或磷脂约1g，加入蒸馏水配成质量分数为1.0%的试样溶液。量取2.3%的油酸钠水溶液5mL放入100mL容量瓶中，加试样溶液20mL，再加3.3mg/g的硬水10mL，并用蒸馏水稀释至刻度充分振荡摇匀，当即用波长为700nm的光和厚度为1cm比色槽测吸光度，依次判断该试样的分散力［8］。

2 结果与讨论

2.1 萃取条件的确定

2.1.1 正己烷添加量对无机杂质含量的影响 由图1可见，随着正己烷添加量的增加，磷脂中乙醚不溶物含量逐渐下降，当添加量大于1.5mL/g后，乙醚不溶物的含量下降不明显，确定正己烷最适量1.5mL/g。

图1 正己烷添加量对无机杂质含量的影响

2.1.2 乙醇添加量对含糖量的影响 由图2可见，随着乙醇添加量的增加，磷脂的吸光值逐渐下降，当添加量大于1mL/g后，吸光值基本不再下降，因此，乙醇最适量在1mL/g。

2.2 酰化条件的确定

2.2.1 乙酸酐用量对酰化率的影响 酰化加入量不能过高，否则羟基损失较大，使产品的乳化性能降低，加入量太低，脑磷脂酰化不完全。

图2 乙醇添加量对含糖量的影响

由图3可见，乙酸酐的加入量为3%时，可使高纯度磷脂较好地酰化。

图3 乙酸酐用量与酰化率的关系

2.2.2 反应温度对酰化率的影响 较高的温度可加快反应速度，但温度过高会使反应中的物质分解。

由图4可见，温度为60～70℃时，可使高纯度磷脂较好地酰化。

图4 温度与酰化率的关系

2.2.3 反应时间对酰化率的影响 由图5可见，时间在40min左右时，可使高纯度磷脂较好地酰化。

图5 时间与酰化率的关系

2.2.4 pH对酰化率的影响 由图6可见，pH在7.5左右时，可使高纯度磷脂较好地酰化。

2.2.5 高度乙酰化磷脂正交实验 选用L9（34）正交表进行高度乙酰化磷脂正交实验，搅拌速度为30r/min，确定最佳乙酸酐用量、温度、时间及pH等反应条件，以得到符合要求的高度乙酰化磷脂产品。

通过表2可知，各因素对结果的影响顺序为pH＞乙酸酐用量＞温度＞时间，由此可知，pH对酰化的影响最大，其次是乙酸酐用量和温度，时间对酰化的影响不显著。其最佳实验条件为A1B1C3D1。

图6 pH与酰化率的关系

表1 正交实验因素水平表

表2 正交实验结果表

表3 不同酰化率磷脂的乳化力和分散力

2.3 性能实验

2.3.1 乳化性和分散性 不同酰化率磷脂的分散力测定结果以及其在用不同物质作为油相时乳化力的测定结果见表3。

由表3可见，在苯或正己烷等非极性油形成的O/W型乳液中，高度酰化磷脂优于浓缩磷脂，具有较好的乳化稳定性。并且高度酰化磷脂的分散力优于未酰化磷脂，并随着酰化率的增加而提高。

3 结论

本实验利用先萃取后乙酰化的方法对大豆磷脂进行了改性研究，在乙酰化部分中，通过单因素与正交实验，确定了最佳工艺条件为：乙酸酐用量3%，温度60℃，时间40min，pH7.0。按最佳工艺条件实验，得高度乙酰化磷脂，测其酰化率91.8%，丙酮不溶物含量56%，水分0.75%，酸价35mg/g，粘度2900mPa·s（25℃），氨基氮含量1.0mg/g。生成的高度乙酰化磷脂在乳化性、分散性、耐热性等方面性能优越于低度酰化磷脂或未酰化磷脂，产品在25℃光亮透明。

［1］姜宝奎.乙酰化大豆改性磷脂的制取工艺［J］.粮食与食品工业，2005，12（1）：26-27.

［2］田志茗，初阳.磷脂的乙酰化羟化改性工艺及其表面活性研究［J］.精细石油化工，2004，（2）：14-16.

［3］徐振山，王丽娟，刘宝珍.大豆磷脂改性及其改性技术分析［J］.粮食与油脂，2008（11）：3-7.

［4］刘元法，王兴国.大豆磷脂的精制与改性研究［J］.中国油脂，2000，25（6）：145-148.

［5］L P Hayes，H Wolff（to A E Staley Manufacturing Co.），U.S. Pat，2，881，195（1959）.

［6］W J Wolf，D J Sessa//M S Peterson，A H Johnson，et al. Encyclopedia of Food Science，AVI Publishing Co，Westport，Conn，1975，476.

［7］Y H Hui.Bailey′Sindustrial Oilamp;Fat Products［J］.John Wileyamp;Sons，Inc，1996.

［8］田志茗，邓启刚，张英伟.油酰化改性磷脂的合成与性能［J］.精细石油化工，2005（3）：15-17.

Study on preparation of high-purity acetylation soybean phosphatide

LI Hong-ling，CHANG Yun-he，ZHOU Xiao-dan，WANG Yan，YU Dian-yu*
（School of Food Science and Technology，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China）

The high-purity phospholipid concentrate was extracted，and then it was modified by the method of acetylation.The extraction conditions were n-hexane amount 1.5mL/g，absolute ethanol amount 1mL/g，acetic anhydride at the addition amount 3%，and then stirring the mixed system by the speed of 30r/min at 60～70℃and pH 7.0 for 40min.The acetone insoluble substance，moisture plus volatile substance，acid value，viscosity and aminonitrogen amount of the obtained high-purity acetylation modified phosphatide product under the above conditions were 56%，0.75%，35mg/g，2900mPa·s（25℃）and 1.0mg/g.

phospholipid concentrate；high-purity transparent phospholipids；acetylation；a high degree of phospholipid acylation

TS201.1

B

1002-0306（2011）01-0210-03

2010-01-25 *通讯联系人

李红玲（1982-），女，在读硕士，研究方向：农产品加工。

黑龙江省科技攻关计划项目（GA09B401-3）；国家科技支撑计划（2009BADB9B08）。