摘要 摘要 大豆磷脂( s b p l ) 具有獨(dú)特的生理活性和表面活性，在食品、保健、醫(yī)藥和化 妝品工業(yè)中有廣泛用途。高磷脂酰膽堿( p c ) 含量的磷脂還可轉(zhuǎn)變成最有效的藥 物載體一脂質(zhì)體，脂質(zhì)體作為一種全新的生物新材料，應(yīng)用前景廣闊。大豆磷脂 的分離與提純，新型脂質(zhì)體產(chǎn)品的開發(fā)和研究，既拓寬了磷脂的應(yīng)用范圍，又對 發(fā)展生命科學(xué)、滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需求具有重要意義。 本文提出了溶劑萃取法聯(lián)合超臨界流體萃取技術(shù)從濃縮大豆磷脂出發(fā)制備 p c 含量9 3 6 2 的大豆磷脂的新工藝，還獲得p c 含量4 9 5 4 的高品質(zhì)磷脂，既 提高了大豆磷脂的附加價(jià)值，又充分利用資源、降低了成本。并以萃取產(chǎn)品中p c 含量為指標(biāo)，運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)法確定超臨界萃取過程的適宜工藝條件為：萃取溫度 5 0 ，萃取壓力2 8 m p a ，夾帶劑無水乙醇用量1 5 。 接著還用自制的p c 含量為8 2 9 的大豆磷脂為主要膜材。應(yīng)用逆相蒸發(fā)法 制得包含果酸的脂質(zhì)體，呈大小均勻的橢圓和圓形單層囊泡，平均粒徑為5 2 5 n m ， 包封率達(dá)4 2 6 1 ；外觀為牛奶狀水懸液，p h 值在6 8 7 1 之問：在4 下貯存 二個(gè)月左右性質(zhì)穩(wěn)定。證明制備方法可行，脂質(zhì)體產(chǎn)品質(zhì)量可靠。 本論文用凝膠層析法分離脂質(zhì)體和游離果酸，結(jié)合p h 值和h p l c 測定果酸脂 質(zhì)體的包封率，用p h 值的變化、脂質(zhì)體外觀及電導(dǎo)率變化初步反應(yīng)脂質(zhì)體的穩(wěn) 定性，這些評價(jià)方法簡便、快捷、直接。 通過對不同來源、不同配方、不同制備過程及不同貯存條件下的脂質(zhì)體包封 率和穩(wěn)定性的比較，得出結(jié)論：高p c 磷脂比其它磷脂更適宜制備高包封率脂質(zhì) 體；超聲時(shí)間3 5 m i n 為宜；果酸脂質(zhì)體中加入1 5 丙二醇能起到很好的穩(wěn)定作 用；脂質(zhì)體適宜低溫4 短期儲(chǔ)存。最后還在均勻設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，結(jié)合單因素實(shí)驗(yàn) 和穩(wěn)定性考察，確定果酸脂質(zhì)體的優(yōu)化配方和工藝條件是：磷脂用量1 8 m g m l p b s ， 磷脂和膽固醇重量比2 ：1 ，v i t e 含量1 5 ，果酸濃度0 7 5 m g m l p b s ，乙醚和p b s 的體積比為4 ：l 。 本文通過對脂質(zhì)體原料、配方、工藝、穩(wěn)定性的初步研究，制備出了包封率 高和穩(wěn)定性好的果酸脂質(zhì)體，使果酸緩漫釋放出來，既保護(hù)活性又降低對皮膚的 刺激，為果酸在化妝品中的應(yīng)用開拓了新思路，推動(dòng)了大豆磷脂和脂質(zhì)體技術(shù)在 化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用，也為今后果酸脂質(zhì)體的工業(yè)化生產(chǎn)提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和參考數(shù)據(jù)， 關(guān)鍵詞：大豆磷脂；脂質(zhì)體：磷脂酰膽堿；超臨界c o ：萃?。还?華南理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t s o y b e a np h o s p h o l i p i d s ( s b p l ) ，w i t hu n i q u ep h y s i o l o g ya n ds u r f a c ea c t i v i t y ，a r e w i d e l ya p p l i e di nt h ef i e l do fh e a l t h y ，p h a r m a c ya n dc o s m e t i ca st h em o s tp r a c t i c a l p h o s p h o l i p i d s t h ep h o s p h o l i p i d sw i t hh i g hc o n t e n to fp h o s p h a t i d y l c h o l i n e s ( p c ) c a n b et r a n s f o r m e di n t ol i p o s o m e ，w h i c hi st h em o s te f f e c t i v ed r u gc a r r i e r l i p o s o m e ，a sa b r a n - n e wb i o l o g i c a lm a t e r i a l ，h a sv e r ye x t e n s i v ea p p l i c a t i o np r o s p e c t t h es e p a r a t i o n o rp u r i f i c a t i o no fp h o s p h o l i p i d sa n dt h er e s e a r c ho rd e v e l o p m e n to fn e wp a t t e r n l i p o s o m en o to n l yh a v ee x t e n d e da p p l i c a t i o na r e ao fp h o s p h o l i p i d s ，b u ta l s oh a d i m p o r t a n c es i g n i f i c a n c eo nl i f es c i e n c e s ，n a t i o n a le c o n o m ya n ds o c i a ld e v e l o p m e n t i nt h i st h e s i s ，an e wp r e p a r a t i o nt e c h n i q u eo fh i g h - p u r i t yp cf r o me n r i c h e ds b p l b ys u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ( s c f e ) a s s o c i a t e dw i t hs o l v e n te x t r a c t i o nw a sp u t f o r w a r d t h ep h o s p h o l i p i d sp r o d u c tw i t h9 3 6 2 w t p ca n dt h ep h o s p h o l i p i d sw i t h 4 9 5 4 w r p cw a sg a i n e db yu s i n gt h e s em e t h o d s t h i sp r o c e s s ，w h i c he n h a n c e dt h e a d d i t i o n a lv a l u e so fs b p l ，c o u l dt a k ef u l la d v a n t a g eo fr a wm a t e r i a lt or e d u c ec o s t t h eo p t i m u mt e c h n i c a lc o n d i t i o n sw e r ed e t e r m i n e db ym e a n so fa no r t h o g o n a ld e s i g n d e p e n d i n go np cc o n t e n to ft h ep r o d u c t t h e yw e r et e m p e r a t u r eo f5 0 c ，p r e s s u r eo f 2 8 m p aa n dc o s o l v e n to f15 w t e t h a n 0 1 t h el i p o s o m ea h a s ， w h i c hf i l mw a sm a d eb ys b p lw i t hp c8 2 9 w t ，w a s g a i n e db yu s i n gr e v e r s e p h a s ee v a p o r a t i o nm e t h o d t h et e s ts h o w e dl i p a h a sw e r e r o u n do ro v a ll u v sw i t h4 2 61 e n c a p s u l a t i o nr a t ea n dt h e i ra v e r a g ep a r t i c l es i z e w a s5 2 5 n m t h ea p p e a r a n c eo fl i p a h a sw a sr o p ym i l ks u s p e n s i o n ，w h i c hp hw a s u n d e rt h er a n g eo f6 8t o7 1 t h el i p o s o m ew a ss t i l ls t a b l ea f t e rs t o r e df o rt w o m o n t h e sa t4 c t h er e s u l t sp r o v e dp r e p a r a t i o np r o c e s sw a sf e a s i b l ea n dc a p a b l et o p r o d u c es t a b i l i t yl i p o s o m ef o rc o s m e t i c s t h el i p a h a se n v e l o p m e n tr a t i ow a sd e t e r m i n e db ym e a n so fp ha n dh p l c m e t h o d sa f t e rt h es e p a r a t i o no fl i p o s o m ea n df r e ea h a st h r o u g hs e p h a d e xg e l c h r o m a t o g r a p h y t h es t a b i l i t yo fl i p a h a sw a sd i r e c te s t i m a t e db yi t sa p p e a r a n c e ， e l e c t r i cc o n d u c t i v i t ya n dp hv a l u e t h e s em e t h o d sw e r ea l s os i m p l ea n dp r o m p t d i f f e r e n tq u a l i t yo f l i p a h a s ，w h i c hp r e p a r e db yu s i n gd i f f e r e n tr a ws o y b e a n p h o s p h o l i p i d s ，p r e s c r i p t i o n ，p r e p a r a t i o np r o c e s so rd i f f e r e n ts t o r a g ec o n d i t i o n ，w e r e c o n t r a s ta n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h ep h o s p h o l i p i d sw i t hh i g h p cc o n t e n tc o u l d g o tl i p o s o m ew i t hh i g h e re n t r a p m e n te f f i c i e n c yt h a no t h e rp h o s p h o l i p i d s ，m o d e r a t e u l t r a s o n i ct i m ew a s3 - 5 r a i n ，t h ep r o p y l e n eg l v c o l1 5 w t c o u l dm a d el i p o s o m es t e a d y ， t h eq u l i t yo fl i p o s o m ek e p ti n4 f o rs h o r tt i m ew a sb e t t e r t h el i p o s o m ef o r m u l a t i o na n dp r e p a r a t i o np r o c e s sw e r es c r e e nb yu n i f o r m d e s i g nm e t h o da s s o c i a t e d w i t hs i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t sa n ds t a b i l i t yt e s t ，t h e o p t i m a lp r e s c r i p t i o nw a st h a t ：t h em a s so fp ci s 18 m g ，t h er a t i oo fm a s sb e t w e e n p h o s p h o l i p i d s a n dc h o l e s t e r o li s2 ：1 t h er a t i oo fm a s sb e t w e e nv i t ea n d p h o s p h o l i p i d sw a s1 5 ，t h ea h a sc o n t e n ti s0 7 5 m g m l p b s ，t h er a t i oo fv o l u m e b e t w e e na e t h e ra n dp b si s4 ：1 t h r o u g ht h ep r e l i m i n a r ys t u d yo nr a wm a t e r i a l ，f o r m u l a t i o n ，t e c h n i q u ea n d s t a b i l i t y ，t h es t a b l el i p a h a sw i t hh i g he n v e l o p m e n tr a t i ow a sp r e p a r e dt op r o t e c t t h e i ra c t i v i t ya n dr e d u c et h e i rs t i m u l a t i o nt os k i nf o rt h e i rr e l e a s e c o n t r o l l e d s o ， l i p a h a si so p e n i n gu pn e wd i r e c t i o na n dd r i v e f o r a p p l i c a t i o n o fa h a s ， p h o s p h o l i p i d sa n dl i p o s o m ei nc o s m e t i cf i e l di nf u t u r e t h i sp a p e rh a v ea l s oo f f e r e d r e f e r e n c ed a t aa n de x p e r i m e n tf o u n d a t i o nf o rl i p - a h a si ni n d u s t r i a lp r o d u c t i o n k e yw o r d s ：s o y b e a np h o s p h o l i p i d s ( s b p l ) ，l i p o s o m e ，p h o s p h a t i d y lc h o l i n e s ( p c ) ， s u p e r c r i t i c a lc a r b o nd i o x i d ee x t r a c t i o n ( s c f e ) ，a l p h a h y d r o x ya c i d s ( a h a s ) i u 華南理工大學(xué) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研 究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文 不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研 究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完 全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 柿餡日期：馮年6 月f 五日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定， 同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版， 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華南理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的 全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃 描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)徨論文。 保密吖在上年解密后適用本授權(quán)書。 本學(xué)位論文屬于 不保密口。 ( 請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”) 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 孝妁靂烏 擗振 i j 日期：沙哆年6 月f 汨 日期：狐3 年厶月i 邗 第一章緒論 1 1 磷脂 第一章緒論 磷脂( p h o s p h o l i p i d s ) 是自然界中存在的一種主要復(fù)脂，廣泛存在于人體及動(dòng)物 體心、腦、肝、肺、腎、血液、乳等器官和各種微生物、禽蛋類以及各種蔬菜、 大部分植物種子中，幾乎所有生物細(xì)胞的原生質(zhì)和生物膜中都含有磷脂“1 。 磷脂是生物體細(xì)胞和細(xì)胞膜的主要組成成分，對生物膜的生理活性和機(jī)體的 正常代謝有重要的作用。1 9 3 5 年d a n i e l l i 和d a w s o n 提出由磷脂構(gòu)成的雙層模型， 仍然是現(xiàn)在研究生物膜結(jié)構(gòu)和功能的基點(diǎn)“。 磷脂一直被用作維持生命、改善生命、保護(hù)生命的高級營養(yǎng)物質(zhì)，被英美科學(xué) 家喻之為“健腦的黃金、養(yǎng)心的極品”，成為發(fā)達(dá)國家最受歡迎的保健品之一。 磷脂又是一種性能良好的多功能的天然表面活性劑，已在食品、飼料、醫(yī)藥、 化妝品、油墨、涂料、皮革、紡織等工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。目前，人們對磷脂的 研究有很大進(jìn)展，除了它的保健等作用外，還用于脂質(zhì)體的制備和抗癌藥物脂質(zhì) 體的臨床應(yīng)用的研究中，且療效顯著”1 。 磷脂是具有高附加價(jià)值的產(chǎn)品，磷脂的精制、提純、改性產(chǎn)品是市場上高品 質(zhì)磷脂的主要來源。我國磷脂生產(chǎn)總體上存在技術(shù)落后、純度低、規(guī)模小、規(guī)格 少、資源浪費(fèi)等問題，降低了磷脂的使用率和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。食品級、醫(yī)藥級磷脂才 剛剛興起，目前純度大于9 5 的磷脂尚依賴進(jìn)口。1 。隨著我國科學(xué)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 人民生活水平的提高，高純度磷脂的需求量日益提高，市場前景十分廣闊。 1 1 1 大豆磷脂的結(jié)構(gòu)與組成 磷脂一般是從植物油的水化油腳或動(dòng)物腦和蛋黃中提取。蛋黃中磷脂的含量 最多，達(dá)干物質(zhì)總量的8 - - 1 0 ，但膽固醇含量多，且生產(chǎn)成本高，其應(yīng)用受到 限制；大豆磷脂( s o y b e a np h o s p h o l i p i d s ，簡稱s b p l ) 是大豆油生產(chǎn)過程中毛油水 化脫膠時(shí)的副產(chǎn)物，通常大豆油腳中含有4 0 5 0 的磷脂，大豆磷脂的提取工 藝簡單、成本低，所以s b p l 是目前最有實(shí)用價(jià)值的磷脂0 1 。 大豆磷脂是含磷酸根的單脂衍生物的復(fù)雜混合物，其化學(xué)組成是磷酰二甘油 脂肪酸酯，甘油的兩個(gè)羥基為c t 。c 2 0 的飽和或不飽和脂肪酸代替，包括軟脂酸、 硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻油酸和花生烯酸等：磷酰主要是磷酸膽堿、磷酸膽 胺和磷酸肌醇等。與磷脂相連的羥基為甘油的伯醇基時(shí)稱a 型，為甘油的仲醇基 時(shí)稱口型，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下所示”： 華南理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 u 其中r i 和r 2 表示脂肪酸，x 表示與磷酸羥基相連的不同取代基，并由此構(gòu) 成不同的磷脂： x c h 2 c h 2 n + ( c h 3 ) 3 ，磷脂酰膽堿( p h o s p h 砒i d y l c h o l i n e s ，簡稱p c 、卵磷脂) x - - c h 2 c h 2 n h 3 ，磷脂酰乙醇胺( p h o s p g a t i d y l e t h a n o l a m i n e s ，簡稱p e 、腦磷脂) x c 6 h 6 ( o h ) 5 ，磷脂酰肌醇( p h o s p h a t i d y l i n o s i t 0 1 s ，簡稱p i 、肌醇磷脂) x c h 2 c h ( n h 2 ) c o o h ，磷脂酰絲氨酸( p h o s p h a t i d y l s e r i n e s ，簡稱p s ) x h ，磷脂酸( p h o s p h a t i d y la c i d s ，簡稱p a ) 目前市場上“卵磷脂”被視作各種磷脂的同義詞，為了避免混淆，本論文中 磷脂酰膽堿用“p c ”代替。大豆磷脂產(chǎn)品中除含有p c 、p e 、p i 、p s 、游離脂肪 酸等主要成分以外，還含有少量磷脂酰甘油、縮醛磷脂、溶血磷脂和碳水化合物、 維生素e 等微量成分。研究表明，由于原料來源、保存條件和加工方法的不同， 主要成分的含量也不同，常規(guī)渠道獲得的大豆磷脂的組成范圍如下所示： 表卜1大豆磷脂的組成7 成分含量( )成分含量( ) 磷脂酰膽堿( p c ) 2 3 甘油三酸酯 2 3 磷脂酰乙醇胺( p e ) 2 0 游離脂肪酸o i 磷脂酰肌醇( p i ) 1 4豆淄醇等0 1 o 2 磷脂酰絲氨酸( p s ) 2 維生素、色素等0 i 0 2 磷脂酸( p a ) 5 8糖類83 雙磷脂酰甘油 7 8水分0 7 1 5 糖酯類化合物 1 3 1 6 其他 3 4 磷脂中又以p c 的生物學(xué)功能最為引入注目，天然來源的p c 分子中r 2 一c o 基處在甘油碳鏈的左邊，稱l “p c ，且不同碳位上所連接的脂肪酸也不同：口碳 位上連接的幾乎都是飽和脂肪酸，而口碳位上連接的通常為不飽和脂肪酸。天然 p c 也是一種混合物，不同p c 具有不同長度、不同飽和度的脂肪鏈，大豆p c 的 脂肪鏈具有高度不飽和性，而蛋黃p c 的脂肪鏈大部分是飽和的。 2 0 一 o i i c 一 2 r 第一章緒論 1 1 2 大豆磷脂的理化性質(zhì) 純凈的大豆磷脂為白色蠟狀固體，不溶于水但易吸水而膨脹。與空氣接觸很 容易被氧化變成黃色或棕色，熔點(diǎn)約為6 0 ，1 2 0 開始分解。 磷脂均不溶或難溶于丙酮，故稱為丙酮不溶物。磷脂易溶于有機(jī)溶劑如乙醚、 苯、氯仿、石油醚、四氯化碳及熱的酒精和乙酸乙酯等，不同的磷脂在不同的有 機(jī)溶劑中溶解度不同，這是不同磷脂用有機(jī)溶劑分離的基礎(chǔ)。 磷脂分子中既含有疏水性的脂肪酸基，又含有親水性的磷酸脂基( 磷酸基、膽 堿或乙醇胺1 ，屬于兩親性生物表面活性劑，因此，當(dāng)磷脂懸浮在水中時(shí)，能自然 形成單層或多層囊泡，這是脂質(zhì)體技術(shù)的理論基礎(chǔ)。 s b p l 是一種極好的天然乳化劑，其h l b 值通常在9 1 0 之間，不同組分含 量對其乳化性能有一定的影響：若p c 含量高，則有利于形成o w 型乳化體系： 若p e 含量高，則有利于形成w t o 型乳化體系。1 。經(jīng)過化學(xué)改性，還可以改善磷 脂的親水親油性能。 s b p l 的化學(xué)特性主要表現(xiàn)在它的脂鍵、脂肪酸和磷脂的x 取代基上，會(huì)發(fā) 生皂化、水解、氫化、鹵化、碘化、磷酸化、油酸重排及臭氧化等反應(yīng)。大量的 不飽和脂肪酸致使s b p l 在應(yīng)用中出現(xiàn)氧化、酸敗和變色等問題，限制了s b p l 的使用。s b p l 在酸堿條件下受熱，可自由水解形成游離脂肪酸、甘油、肌醇、 各種胺及磷酸鹽等小分子水解產(chǎn)物。s b p l 還可以被磷脂酶酶解且專一性好，目 前，已發(fā)現(xiàn)在動(dòng)物體內(nèi)至少有四種特殊磷脂酶可分解不同的脂鍵，使磷脂發(fā)生水 解。當(dāng)s b p l 應(yīng)用于化妝品中時(shí)，s b p l 可滲透到皮膚角質(zhì)層，被其中的酶水解生 成一些生物活性分子，從而起到護(hù)膚之特殊功效”1 。 s b p l 可以與許多物質(zhì)，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、有機(jī)堿、染料、酶等形成 凝聚體，如某些水溶性的食用色素與磷脂聚合后就能與油脂摻合。 1 1 3 大豆磷脂的應(yīng)用 磷脂是生命的基礎(chǔ)物質(zhì)，具有調(diào)節(jié)代謝、增強(qiáng)體能的功能，還有健腦、益智、 抗衰老、活化血小板及促進(jìn)血液循環(huán)等功效。磷脂的安全性非常高，無任何不良 影響。因此，美國、西歐、日本藥典己將磷脂列為保護(hù)人體正常新陳代謝和健康 生存的最重要的營養(yǎng)保健品，被譽(yù)為“細(xì)胞的保護(hù)神”、“血管的清道夫”和“食 用的化妝品”一1 。 s b p l 作為一種天然表面活性劑，除了具有乳化作用可作為高檔工業(yè)品的抗 氧化劑、分散劑、浸滲劑、潤濕劑及粘度調(diào)整劑等工業(yè)助劑外，還具有生化功能， 在保健、食品、醫(yī)藥、飼料、化妝品等領(lǐng)域行業(yè)有廣泛的用途。 在食品行業(yè)中，磷脂本身具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，還是我國最早批準(zhǔn)作為食品 乳化劑的品種之一，其消費(fèi)量1 0 4 噸，年”1 ，也是唯一的天然食品添加劑，能起到 3 華南理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 改善食品的加工性能和風(fēng)味e l 感、延長保鮮期的作用，大大提高食品質(zhì)量“”。 大豆磷脂s b p l 在醫(yī)藥行業(yè)中有多重作用。s b p l 本身有多種生理活性，據(jù)臨 床實(shí)驗(yàn)證實(shí)，s b p l 對脂肪肝、肝硬化、糖尿病、急慢性肝炎、狂躁性精神病、 老年性癡呆、神經(jīng)衰弱、皮膚病等疾病有良好的療效，還能防治老年骨質(zhì)疏松癥 和克山病“。同時(shí)s b p l 又是一種極好的乳化劑，具有無毒性、能量高等優(yōu)點(diǎn)， 既能防止膽固醇在血管壁的沉積、調(diào)節(jié)血脂，又可在一些脂溶性藥物如青霉素混 懸劑、靜脈注射營養(yǎng)乳劑中既作分散劑又作乳化劑。此外，使用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)， 還可將高純度p c 的大豆磷脂轉(zhuǎn)變成最有效的藥物載體形式一脂質(zhì)體，包封各種 藥物和活性物質(zhì)，用于藥劑傳遞和輸送系統(tǒng)，具有緩釋作用和“定向靶性”“”。 在飼料行業(yè)中，s b p l 可作為飼料添加劑使用，起到潤濕分散和乳化作用， 能促進(jìn)家禽腸胃的吸收和代謝：s b p l 還提供膽胺、有機(jī)磷、肌醇等增加家禽的 產(chǎn)卵及生長，同時(shí)還可以補(bǔ)充畜禽對微量元素的需要。 s b p l 與皮膚有很好的相容性和滲透性，是一種十分理想的天然優(yōu)質(zhì)化妝品 原料，對肌膚有保濕、調(diào)理和營養(yǎng)作用，可起到抗皺、延緩衰老的效果，對色素 及面瘡也有較好的療效“”?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，磷脂對皮膚和毛發(fā)的生長也具有促進(jìn) 作用，能加速皮膚創(chuàng)傷的愈合“。s b p l 作為理想的生物表面活性劑，可廣泛用 于生產(chǎn)護(hù)膚、潔膚、護(hù)發(fā)、美容等制品。近幾年來，由磷脂組成的脂質(zhì)體包裹護(hù) 膚劑在美容化妝品中也取得很大成功。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國化妝品行業(yè)每年需求精制磷 脂約1 5 噸，且呈逐年遞增趨勢“。 磷脂還可用作防蟲藥劑及水果保鮮劑，在油漆、油墨、塑料、橡膠、皮革、 涂料、紡織、膠卷、農(nóng)藥、石油開采、熒光屏制作等眾多行業(yè)中用途也很廣泛。 1 1 4 高p c 磷脂的制備 粗磷脂中由于含有約3 0 的豆油，親脂性強(qiáng)而親水性弱，限制了其在食品加 工、醫(yī)藥和化妝品工業(yè)中的應(yīng)用，需要脫除這部分油脂。大豆磷脂中的成分多達(dá) 二、三十種之多，對一些特殊用途的磷脂如制備藥用載體脂質(zhì)體，為了形成穩(wěn)定 的膜包封更多的物質(zhì)，要求用磷脂酰膽堿含量8 0 以上的磷脂，這需要對磷脂進(jìn) 一步的加工精制與分離提純。 磷脂酰膽堿( p c ) 含量在8 5 9 9 之間的磷脂稱高p c 磷脂“1 。這種高質(zhì)量 磷脂乳化性強(qiáng)、易溶于水，可用作醫(yī)藥、生化試劑等高附加值產(chǎn)品。目前，能夠 生產(chǎn)高p c 磷脂的國家只有日本、美國、德國，且產(chǎn)量有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了整個(gè) 世界對磷脂的需求。因此，磷脂的分離與提純受到全世界的關(guān)注，我國也將開發(fā) 我們自己的高純磷脂產(chǎn)品定為2 0 1 0 年發(fā)展規(guī)劃的重要任務(wù)。 近一、二十年來，磷脂的分離和提純方法有了迅速發(fā)展，新方法不斷涌現(xiàn)， 目前為止，分離有效的方法包括以下幾種： 4 第一章緒論 1 溶劑萃取法“”“1 溶劑萃取法是利用磷脂中各組分在某些溶劑中的溶解度不同的原理，將它們 進(jìn)行分離的方法，是目前工業(yè)上最常用的制備高純磷脂的方法。 由于丙酮能溶解油脂和游離脂肪酸但不溶解磷脂，因此最常用丙酮除去油脂 和游離脂肪酸“。一般常用c , - c 。的低碳醇、正己烷、石油醚、乙醚、乙酸乙酯等 有機(jī)溶劑將磷脂中的p c 與p e 等其它組分分離。低碳醇對不同來源磷脂中p c p e 的選擇性情況是不一樣的阻，異丙醇用于分離p c 效果更好，但溶劑用量太大”“。 乙酸乙酯是安全溶劑，用它制得的產(chǎn)品可以用于食品、醫(yī)藥及化妝品?！?。 傳統(tǒng)磷脂的精制工藝是以濃縮磷脂為原料，先用丙酮除油制得高純度的粉末 磷脂，再利用p c 較易溶于乙醇，p e 、p i 難溶于乙醇的特性，用9 5 的中性乙醇提 取可將p c 從其它磷脂中分離出來”?！? ，重復(fù)抽提、脫油過程幾次，p c 含量可達(dá)8 0 左右”“?；蛘咧苯酉扔靡掖挤蛛x提取，后用丙酮脫油“，但此法所得產(chǎn)品顏色太 深，并且p c 會(huì)使油與乙醇形成乳化體系，影響后期處理。工藝流程如下”： 圖1 1溶劑萃取大豆磷脂示意圖 f i g u r e l - 1s o l v e n te x t r a c t i o np r o c e s so fs o y b e a np h o s p h o l i p i d s 大木隆正”等人用乙酸乙酯從含油磷脂中經(jīng)冷卻、分離、干燥曾得到p c 含 量在7 0 8 以上的磷脂。但溶劑萃取過程不能從天然磷脂混合物中得到p c 含量 9 0 以上的高純度磷脂，且產(chǎn)品往往有溶劑殘留，因此，溶劑萃取一般只作為前 處理工藝”“，需要和其它提純方法結(jié)合方可制得高純度磷脂酰膽堿。 2 超臨界c 0 ：萃取法 超臨界c o ：流體萃取技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的分離新技術(shù)，該技術(shù)簡便、耗 時(shí)少、產(chǎn)品純度高，能連續(xù)萃取許多化學(xué)法提不出來的多種組分，被認(rèn)為是一種 “綠色、可持續(xù)發(fā)展技術(shù)”，在化工、食品、醫(yī)藥工業(yè)等方面的應(yīng)用日益廣泛”。 各種研究表明，超臨界狀態(tài)c 0 2 在磷脂脫油方面是非常有效的n ”，且可在室 溫下進(jìn)行，無毒、無腐蝕、操作安全、無環(huán)境污染，所得磷脂產(chǎn)品特別適合在醫(yī) 藥及食品行業(yè)應(yīng)用。日本?？七€報(bào)道了用超臨界c 0 2 萃取法可將脫油磷脂的丙酮 殘留量從2 5 降到2 5 p p m ”“，但超臨界c 0 2 萃取在磷脂的分級上還處于研究階 段，主要因?yàn)榱字诔R界c o ：中不溶解。國外做了大量用乙醇加到超臨界c o ： 5 華南理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 流體中分離p c 的研究并獲得了成功?！?，我國在這方面的研究才剛剛起步。 用超臨界流體萃取法得到的高p c 磷脂產(chǎn)品質(zhì)量好、無溶劑殘留，所以，超 臨界流體萃取被人們視為最有前途的方法之一”。 3 無機(jī)鹽沉淀法 單純用溶劑萃取制備高純磷脂時(shí)所得產(chǎn)品p c 含量不高，如果在萃取過程中 加入酸、堿或鹽類物質(zhì)，利用無機(jī)鹽和p c 可生成沉淀的性質(zhì)，將p c 從有機(jī)溶劑 中分離出來，再用適當(dāng)溶劑萃取出無機(jī)鹽和其它雜質(zhì)，可大大提高p c 濃度”“。日 本專利”用此法得到純度8 2 的產(chǎn)品。這種方法比單純利用溶解度差異分離的方 法更有前途，因?yàn)榻饘匐x子對磷脂分子的“識(shí)別”比溶劑分子更有效。 4 層析法 因?yàn)檠趸X和硅膠對p c 、p e 、p i 有不同吸附能力，常用它們做吸附劑，用如 氯仿、c l c 4 低級醇極性溶劑或其中幾種溶劑的混合物做洗提液，來分離和富集 p c 。高效液相色譜法。6 1 和薄層層折法”都是實(shí)驗(yàn)室獲得高純度單組分樣品的簡 便、快速、有效方法，常用來制取靜脈注射用乳化劑磷脂。曹棟等人用a 1 2 0 3 做層 析柱，以9 5 乙醇為洗脫劑使p c 純度及得率均達(dá)到9 0 以上o ”。 5 ，其它方法 還有利用p c 不發(fā)生乙酰化反應(yīng)的原理使之與其它磷脂分離的乙?；ā? ， 剛開發(fā)的無溶劑提純技術(shù)“，載體純化技術(shù)“”等。日本曾嘗試將己烷異丙醇混合 溶劑溶解的磷脂溶液通過聚丙烯半透膜”“，使p c 濃度由2 5 提高到5 l ，雜質(zhì) 大大減少，但此方法有待特定功能膜的開發(fā)。 6 。國內(nèi)高p c 磷脂的復(fù)合方法研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外高純磷脂的生產(chǎn)還未能形成工業(yè)化規(guī)模，尤其是生產(chǎn)高p c 含量的磷 脂更為困難。國內(nèi)高純磷脂的提取與純化常用溶劑法粗提后，再采用多種方法連 用，在保證磷脂產(chǎn)品質(zhì)量和p c 純度的同時(shí)又降低了生產(chǎn)成本。 如王永華等人先用乙醇一丙酮法粗提濃縮磷脂后，用a 1 2 0 3 作吸附劑， c h 3 c i c h 3 0 h ( 1 ：1 ) 混合液作洗脫劑，分離可得p c 含量高達(dá)9 0 的產(chǎn)品“”。 邵曉芬“”和李衛(wèi)“5 1 也都采用溶劑萃取、無機(jī)鹽沉淀、層析、超濾膜過濾的復(fù) 合新工藝，得到了符合藥典標(biāo)準(zhǔn)的注射液用大豆磷脂。 繼林淑英“”采用溶劑萃取法和超臨界c 0 2 萃取法提取蛋黃中磷脂的研究之 后，許曉慧“”也嘗試用復(fù)合法純化蛋黃磷脂。一般采用兩種路線：一是經(jīng)溶劑萃 取后的含油產(chǎn)物再進(jìn)行超臨界萃取；二是經(jīng)超臨界c 0 2 萃取后的蛋黃粉再進(jìn)行溶 劑萃取“，國內(nèi)目前還沒有人用這兩種路線對大豆磷脂中的p c 進(jìn)行分離提取。 1 2 超臨界0 0 2 流體萃取技術(shù) 超臨界流體技術(shù)理論及應(yīng)用受到世界各國的普遍重視，在我國也被列為九五 6 第一章緒論 期間國家重點(diǎn)開發(fā)的高科技項(xiàng)目“”。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從1 9 9 3 年在北京建成一套超臨 界萃取裝置到現(xiàn)在，己建成萃取器規(guī)模1 0 0 升以上的裝置3 0 多套，投資近l o 億?！?。 但這種技術(shù)必須在高壓條件下操作，這在我國還有一些困難，因此很多研究 人員正在加緊研究，以使其盡快轉(zhuǎn)為大量生產(chǎn)。 1 2 1 超臨界c 0 2 萃取原理與流程 超臨界流體( s u p e r c r i t i c a lf l u i d ，簡稱s c f ) 是指超過臨界溫度和臨界壓力狀態(tài) 的非凝聚性的高密度流體，具有十分獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，與一般的氣體和液體 有很大的差別( 見表1 2 ) 。 表1 - 2 超臨界流體與氣體、液體的物理性質(zhì)比較“1 1 旦! ! ! ! ：! 竺! 璺! ! 塹：! ! ! ! 盥! ! ! ! ! 竺! ! ! ! ! ! ! g ! ! ：! ! g ! 翌：! ! ! 竺 項(xiàng)目氣體超臨界流體液體 ( 常溫、常壓) t c ，p ct c ，4 p c( 常溫、常壓) 由以上特性可以看出，s c f 密度與液體的密度比較接近，因而s c f 有類似液 體對溶質(zhì)的溶解能力，此外，s c f 粘度接近氣體、擴(kuò)散系數(shù)小、滲透性好，溶質(zhì) 在這種s c f 中的擴(kuò)散速度為普通溶劑的1 0 0 倍，可更快地進(jìn)行傳質(zhì)。 超臨界流體萃取技術(shù)( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ，簡稱s c f e ) 就是利用s c f 作為萃取劑從液體或固體中萃取出有效成分并進(jìn)行分離的技術(shù)“”，其萃取工藝由 萃取和分離兩階段組成。根據(jù)方法的不同，有以下三種基本流程，如圖l 一2 所示“： 3 ( a ) 等溫法t i = t 2 ，p i p 2( b ) 等壓法t l t 2 ，p i = p 2( c ) 吸附法t i = t 2 ，p i = p 2 1 一萃取槽3 一分離槽1 一萃取槽3 一分離槽 l 一萃取槽 3 一分離器 2 一膨脹閥4 一壓縮機(jī)2 一加熱器4 一泵5 一冷卻器 2 一吸附劑( 吸收齊【d4 一泵 圖1 2 超臨界流體萃取的三種典型流程 f i g u r e l - 2t h r e em o d e lp r o c e s so fs c f e 7 華南理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 ( 1 ) 等溫法，又叫變壓萃取分離法。萃取了溶質(zhì)的超臨界流體( 萃取相) 在等 溫條件下減壓、膨脹后由于溶解度降低而析出溶質(zhì)，經(jīng)分離后溶質(zhì)從分離槽下部 取出，氣體萃取劑由壓縮機(jī)送回萃取槽循環(huán)使用。 ( 2 ) 等壓法，又叫變溫萃取分離法。該流程中采用加熱升溫的方法使氣體和萃取 質(zhì)分離，溶質(zhì)從分離槽下方取出，氣體經(jīng)冷卻壓縮后循環(huán)使用。 ( 3 ) 吸附法，從萃取器中出來的萃取相在等溫等壓的條件下進(jìn)入分離槽，溶質(zhì) 被放置其中的吸附劑選擇吸附，不被吸收的氣體壓縮后循環(huán)使用。 ( 1 ) 、( 2 ) 兩種流程主要用于萃取相中的溶質(zhì)為需要成分的場合，流程( 3 ) 則適用 于其溶質(zhì)為需要除去的有害成分，而萃余物為所需要成分的場合。 目前，常用的超臨界流體有c 0 2 、乙烷、乙烯、丙烷、丙稀、氨和水等。在 精細(xì)化工中，尤其是香料、食品添加劑的提取中，超臨界c 0 2 流體萃取技術(shù)( 簡稱 s c f c 0 2 ) 與普通溶劑萃取法相比有其獨(dú)特的性能而被廣泛使用“：( 1 ) 臨界溫度 ( 3 0 4 2 k ) 和臨界壓力( 7 3 8 m p a ) 適中，可使萃取和分離在室溫下進(jìn)行，適合熱敏性 和易氧化的天然產(chǎn)品；( 2 ) c 0 2 是不活潑不燃?xì)怏w，萃取過程中不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 無腐蝕性，操作安全：( 3 ) c 0 2 易揮發(fā)，無毒、無味、無殘留，不污染產(chǎn)品和環(huán)境； ( 4 ) c 0 2 高純氣體價(jià)廉易得；( 5 ) c 0 2 可以長期循環(huán)使用，回收能耗低，可大大提高 生產(chǎn)效率和節(jié)約能源。 1 2 。2 超臨界c o ：流體萃取技術(shù)的應(yīng)用 1 在食品方面的應(yīng)用 目前，用s c f c 0 2 可以從葵花籽、小麥胚芽、棕櫚、可可豆等中提取油脂， 且產(chǎn)品中磷含量低、著色度低、無臭味。西德最先發(fā)明用s c f c 0 2 進(jìn)行大豆磷脂 的脫油，所得磷脂產(chǎn)品適合在食品和醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用”“。 s c f c 0 2 在動(dòng)植物中提取油脂、從天然植物中提取香料和風(fēng)味物質(zhì)、以及食 品脫臭等方面的研究和應(yīng)用都取得了長足的發(fā)展，如西德開發(fā)的用從咖啡豆中萃 取咖啡因的工業(yè)化技術(shù)，現(xiàn)已被世界各國普遍采用”“。用s c f c 0 2 萃取香料和色 素不僅可以得到高品質(zhì)有效組分，還能保持其天然香味。 2 在醫(yī)藥方面的應(yīng)用 從動(dòng)植物中提取有效藥用成分仍是目前s c f e 在醫(yī)藥工業(yè)中應(yīng)用較多的一個(gè) 方面“。用s c f c o ：從銀杏葉中提取的銀杏黃酮，從魚的內(nèi)臟、骨頭等提取的多 烯不飽和脂肪酸( d h a ，e p a ) ，從沙棘籽提取的沙棘油、從蛋黃大豆中提取的磷脂 等對心腦血管疾病具有獨(dú)特的療效。 經(jīng)藥理、i 臨床證明，用s c f c 0 2 進(jìn)行中藥研究及產(chǎn)業(yè)化，和傳統(tǒng)中藥方法相 比，不僅工藝優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定且標(biāo)準(zhǔn)容易控制，其藥理、臨床效果能夠保證或更 好“”。s c f c 0 2 還可提取中藥進(jìn)行藥理篩選，大大提高新藥開發(fā)篩選速度。 8 第一章緒論 3 在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用 s c f e 在化學(xué)工業(yè)中已涉及石油化工、煤化工、精細(xì)化工等領(lǐng)域。s c f c 0 2 可 從煤炭中萃取脫除石蠟、雜酚、煤焦油等，如俄羅斯、德國把s c f c 0 2 用于油料 脫瀝青技術(shù)“。此外，s c f c 0 2 也被探討用于結(jié)晶、脫除黏合劑及化工設(shè)備清洗 等方面。s c f c 0 2 所表現(xiàn)出的優(yōu)良特性為化學(xué)反應(yīng)研究帶來了新的視角，在反應(yīng) 動(dòng)力學(xué)、動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論、催化劑活性改善及應(yīng)用等方面都開展了廣泛的研究”。 4 在其它方面的應(yīng)用 將s c f c 0 2 應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)特別是在三廢處理及環(huán)境檢測上有著很大的潛 力，已受到各國學(xué)者的高度重視。目前，s c f e 對于污染物的處理有兩種工藝：一 種是s c f c o ：直接與被污染物相接觸除去其中的有害成分，一般適用于有機(jī)污染 物含量較高的污水。另一種方法即被污染物先與吸附劑相接觸使污染物富集，然 后將吸附劑經(jīng)s c f c 0 2 萃取分離。 s c f c o ：正被越來越多的應(yīng)用于分析樣品的前處理中，小型的分析規(guī)模的超 臨界流體萃取儀器，可以與其它技術(shù)如氣相色譜、液相色譜o ”等聯(lián)用。另外，s c f e 也開始被探索用于織物染色、制漿造紙、涂料噴霧、木材加工防腐等領(lǐng)域。 1 2 3 影響超臨界流體萃取的幾個(gè)主要因素 萃取壓力和萃取溫度是s c f c 0 2 兩個(gè)最重要的參數(shù)。萃取壓力影響s c f 的密 度，從而影響溶質(zhì)的溶解度。對于不同的物質(zhì)，其萃取壓力存在很大的不同。對 于碳?xì)浠衔锖王サ热鯓O性物質(zhì)，萃取可在較低壓力7 1 0 m p a 下進(jìn)行；對強(qiáng)極性 的配糖體以及氨基酸類物質(zhì)，一般要求壓力5 0 m p a 以上才能被萃取出來“。 萃取溫度對s c f 溶解能力的影響比較復(fù)雜，一定萃取壓力下，升高溫度被萃 取物的揮發(fā)性增加，增加了它在超臨界流體中的濃度：但另一方面，溫度升高會(huì) 影響超臨界流體密度，導(dǎo)致萃取量的減少。 萃取時(shí)間對于萃取效果的影響只限于對物料的萃取是否完全，控制好萃取時(shí) 間即是控制萃取終點(diǎn)又是控制不必要的成本損失的重要環(huán)節(jié)。 c 0 2 流量的變化對s c f e 有兩個(gè)方面的影響。當(dāng)c 0 2 流量大時(shí)，對一定的萃 取器來說，流速增加，這樣c 0 2 在罐內(nèi)停留時(shí)間短，與被萃取相接觸時(shí)間減少，不 利于摹取能力的提高。另一方面，c 0 2 流量增大，增大了萃取過程的傳質(zhì)推動(dòng)力。 相應(yīng)增大了傳質(zhì)系數(shù)，加快了傳質(zhì)速率，能提高s c f 的萃取能力。c 0 2 流量大小 還受設(shè)備影響，因此，c 0 2 的合適流量因根據(jù)被萃取物質(zhì)和實(shí)驗(yàn)條件綜合考慮。 c o ：的極化率很低，s c f c 0 2 對非極性或弱極性的物質(zhì)如親脂性物質(zhì)有較好 的萃取效果，但很難提取極性物質(zhì)，通過加入少量極性的物質(zhì)作為夾帶劑，如甲 醇、乙醇、丙酮和水等，可以改善s c f c 0 2 流體的極性和萃取效率，使得極性物 質(zhì)也可以被萃取出來，這是s c f e 中極為重要的手段”“。 9 華南理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 在食品、醫(yī)藥工業(yè)中應(yīng)用夾帶劑時(shí)還應(yīng)考慮它的毒性問題，而且加入過多的 有機(jī)溶劑也會(huì)使流體的選擇性降低，因此，使用夾帶劑的量一般不超過1 5 ( m o o 。 1 2 4 超臨界c 0 ：提純大豆磷脂的研究現(xiàn)狀 溶劑法萃取大豆磷脂的缺點(diǎn)是產(chǎn)品中溶劑殘留量大而且操作復(fù)雜。自從1 9 8 4 年，l p f r i e d r i c h ”開始對s c f e 萃取磷脂進(jìn)行研究以來，用s c f c 0 2 從c a n o l a 、 蛋黃粉、大豆磷脂等不同原料中提純磷脂的研究國外已多有報(bào)道口”6 “。 最初多用s c f c 0 2 從含油磷脂中脫油，l i s t ”將