大豆磷脂及其在藥劑中的應用

大豆磷脂是大豆油生產過程中毛油水化脫膠時的副產物經進一步脫水、純化處理而得。大豆磷脂是一種性能優良的天然離子型表面活性劑，具有乳化、軟化、潤濕、分散，滲透、增濕以及無毒、無刺激、無污染、生物活性、抗氧化等多種功能特點，可廣泛用于化妝品、食品、醫療保健品、紡織、皮革和動物飼料等行業。另外，我國盛產大豆，原料資源豐富。因此，對大豆的理化特性及其在藥劑方面的應用的研究具有現實意義。

1、大豆磷脂的組成及結構

大豆磷脂(Soybeanphosphotide)是生產豆油的油腳中提取出來的一種良好的天然界面活性劑和營養劑，大豆磷脂中主要成分的結構多為酰基，其化學結構式為：

其中R1、R2是C14～C15的飽和或不飽和脂肪羧酸。而X的不同則構成不同的磷脂。當X分別為CH2CH2N+(CH3)3、C6H6(OH)3、CH3CH2NH2、CH2CH(N+H3)COO-時，所生成的磷脂相對應分別為磷脂酰膽堿(俗稱卵磷脂，代號PC，含量27.3%)，磷脂酰肌醇(俗稱肌醇磷脂，代號PI，含量為16.7%)、磷脂酰乙醇胺(俗稱腦磷脂，代號PE，含量14.3%)、磷脂酰絲氨酸(代號PS，含量17.0%)。

2、大豆磷脂的性質

2.1大豆磷脂的物理性質

大豆磷脂產品從其形狀上可分為液態、膏狀、粉狀;從其工藝上可分為粗磷脂、濃縮磷脂、高純度磷脂和改性磷脂。大豆磷脂為棕到淺黃色，深淺程度由脫色而定。如精制可得無臭氣、味道溫和的磷脂。磷脂的稠度視所含脂肪酸量而變，從可塑狀態到液體狀態。

大豆磷脂不溶于丙酮，但能溶解于甘油酯載體、脂肪酸、甾醇等。利用這一特性可使磷脂得到分離、提純和測定。大豆磷脂不溶于水，但在水中膨脹，呈膠體溶液。

純大豆磷脂在空氣中或陽光照射下不穩定，會很快氧化、變色。但如有少量豆油存在便能起到保護作用，使磷脂不發生變質，大豆磷脂不耐高溫，80℃就開始變為棕色，到120℃時就開始分解。據研究，磷脂在加熱初期先生成共軛二稀化合物，再通過膽堿和磷脂的接觸作用，羰基化合物進行了聚合，磷脂的棕色反應主要是磷脂酰膽堿起作用。大豆磷脂具有吸濕性，在熱水或pH值8以上時更容易乳化，磷脂中的卵磷脂其脂肪酸組分是非極性的，在分子的一端具有強的親脂性的脂肪酸核，在另一端則是強親水的氨基或磷酸核，因而大豆磷脂是極少天然食用的油溶性或油分散性表面活性劑之一，在非均勻的體系中，磷脂分子排成單分子膜，脂肪酸核朝向親油性表面，而磷酸或氨基則面向親水性的表面，經過這樣的排列之后，可使非均勻體系的交界處的表面張力降低，從而很快起到潤濕作用，使黏度降低，使乳化作用和分散作用得到穩定。

2.2大豆磷脂的化學性質

從大豆磷脂的結構上看,其化學性質主要表現在它的脂鏈、脂肪酸和磷脂的M取代基上,可發生水解、加成、乙酰化等化學反應。(1)水解反應大豆磷脂在堿性條件下煮沸可發生皂化水解反應,生成脂肪酸鈉鹽、甘油磷酸酯、磷酸肌醇、有機胺和單甘油磷酸膽堿等復合產物。如果延長水解時間,則可進一步分解生成甘油、肌醇、磷酸鹽等小分子水解產物;在酸性條件下加熱,可使大豆磷脂水解,生成游離脂肪酸、甘油、肌醇和磷酸鹽等小分子產物。(2)加成反應在酸、鎳或過氧化物等催化劑存在下,大豆磷脂可與氫發生加成反應,生成飽和大豆磷脂。同樣,在一定條件下,大豆磷脂也可與鹵素、氫鹵酸等發生加成反應,生成相應的鹵代大豆磷脂。(3)乙酰化反應腦磷脂結構中的自由氨基,可與乙酸酐、乙酸乙酯等酰化劑發生反應,生成相應的乙酰化產物。(4)其他反應在醛或酮存在下,大豆磷脂以硫酸作硫化劑,可反應生成硫化磷脂。此外,大豆磷脂還可與Cd、Pt、Hg的氯化物及Ca2+、Mg2+等金屬離子發生反應,生成相應的絡合產物。

3大豆磷脂產品類型

目前,市售大豆磷脂品種多達幾千種,如美國中央公司有40個品種,ADM公司有33個品種,其它如日清、真磷脂和LucassMeyer公司等也都有各具特色的產品。由于各公司生產制備方法不同以及采用生產磷脂的原料大豆品種的差異,產品的組成成分亦有不同,從而導致產品理化特性,尤其是功能特性都有所不同。至今國內外尚無統一標準對大豆磷脂產品進行分類,但大多數學者和公司均以美國大豆生產協會和貿易法規定的分類法為基礎進行分類。

3.1濃縮大豆磷脂

大豆油精煉脫膠處理的副產品——水化油腳經真空脫水制得的產品即為濃縮大豆磷脂。磷脂在天然油中以內鹽結構形式存在,內鹽結構穩定、體積小、極性弱、易分散于油中。依據磷脂的吸水膨脹特性,其制備工藝方法是在水化油腳中加入熱水或通蒸汽使其水化,由于極性增加,體積增大,磷脂膠團之間易吸引締合并沉淀下來,經過靜置分層或離心分離磷脂從油脂中析出,最后再進行真空脫水處理。根據加工過程的不同可分為未脫色、脫色、二次脫色磷脂。

濃縮大豆磷脂一般含有60%～65%的丙酮不溶物及36%～40%的大豆油,正己烷不溶物含量≤0.3%,磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸是磷脂的主要組成成分,甘油三酸酯結構中的脂肪酸主要是不飽和脂肪酸,同時該磷脂中富含維生素E,因此也是天然維生素E加工的原料。

3.2混合磷脂

混合磷脂是向磷脂內添加非反應性物質而得到的產品,從工藝角度上講是一種物理改性,屬非反應改性磷脂產品。由于磷脂與某些添加物之間存在協同效應,使磷脂在加入特定添加物后性質和功能都發生了改變,混合磷脂通常使用的添加物稱為磷脂專用混合油,如聚山梨酸酯、單甘酯、改性單甘酯、羊毛脂衍生物、特殊溶劑和其它表面活性劑。

3.3改性磷脂

磷脂是一種油溶性表面活性劑,由于它的油水平衡值較低,如濃縮磷脂為3～4,粉末大豆磷脂為5～7,因此磷脂在工農業生產中的廣泛應用受到很大程度的限制。為了擴大它的應用范圍,磷脂可以通過水解、氫化、羥基化、乙氧基化、鹵化、磺化、酰化、琥珀酰化、臭氧化及磷酸化等反應進行改性,這種化學改性可以改善和提高磷脂的耐熱性、乳化性以及在水溶液體系中的分散性,目前已工業化大規模生產的主要有羥基化、酰化及水解等產品。

3.4精制大豆磷脂

濃縮大豆磷脂經丙酮脫油、精制可成為磷脂混合物,然后用乙醇對脫油磷脂進行提取,將得到富含磷脂膽堿(卵磷脂)的乙醇可溶物與富含磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇的乙醇不溶物,從而可分離出磷脂膽堿(卵磷脂)和磷脂酰乙醇胺與磷脂酰肌醇的混合物,其中磷脂膽堿提取物是良好的O/W型乳化劑,而磷脂酰乙醇胺與磷脂酰肌醇提取物是良好的W/O型乳化劑。

4大豆磷脂的生理功能

磷脂是含有磷酸根的類脂化合物,普遍存在于動植物細胞的原生和生物膜中,對生物膜的生理活性和機體的正常代謝有重要的調節功能;同時卵磷脂和鞘磷脂的關鍵組成部分是膽堿,膽堿還是乙酰膽堿的前體化合物,對細胞的生命活動有重要調節作用。因此,大豆磷脂作為一種生命的基礎物質,在醫藥工業中被譽為“細胞的保護神"、“血管的清道夫"和食用的“化妝師",也是保護人體正常新陳代謝和健康生存的營養物質。對人體的細胞活化、生存及臟器功能的維持、肌肉關節的活力及脂肪的代謝等都起到非常重要的作用。

4.1調整機體膜功能

細胞和各種細胞器表面覆蓋極薄的膜及細胞內所有的膜,統稱為生物膜,生物膜中的類脂主要由磷脂組成。例如:紅細胞膜類脂中磷脂占50%,神經髓膜類脂中磷脂占47%。生物膜具有極其重要的生理功能,能起保護層的作用,是細胞表面的屏障,也是細胞內外環境進行物質交換的通道,當膜的完整性受到破壞時,細胞將出現功能上的紊亂。同時,隨著人年齡的增長,機體代謝產生的自由基攻擊生存大分子而引起人體衰老,而磷脂恰恰可重新修復被損傷的生物膜,故在生理功能上顯示出延緩機體衰老,增強人體抵抗力等作用。

4.2促進神經傳導,提高大腦功能

人腦約有200億個神經細胞,細胞之間依靠乙酰膽堿來傳遞信息,乙酰膽堿是由膽堿和醋酸反應生成的。磷脂被機體消化吸收并釋放出膽堿,隨血液循環系統送至大腦,與醋酸結合生成乙酰膽堿。當大腦中乙酰膽堿含量增加時,大腦神經細胞間信息傳遞速度加快,記憶力功能得以提高,大腦活力也被提高,故磷脂和膽堿可促進大腦組織和神經系統的健康完善;在生理功能上表現為提高大腦記憶力,增強智力,減少大腦,促進大腦發育,防止癲癇和老年癡呆癥,還能改善或配合治療各種神經官能癥和神經疾病。

4.3促進脂肪代謝,防止肝功能障礙

膽堿對脂肪有親合力,有促進脂肪以磷脂形式由肝臟通過血液輸送出去,或改善脂肪酸本身在肝中的利用,并防止脂肪在肝臟里的異常積聚。如沒有磷脂膽堿,脂肪聚積在肝中將形成脂肪肝,阻礙肝正常功能的發揮,在生理功能上表現為脂肪肝、急性出血性腎炎的發生。臨床上常應用磷脂膽堿治療肝硬化、肝炎和其它肝臟疾病。

4.4改善血液循環,增強造血功能

隨著人年齡的增長,膽固醇在血管內沉積引起動脈硬化,最終誘發心血管病的出現。磷脂有良好的乳化特性,能阻止膽固醇在血管內壁沉積并清除部分沉積物,同時改善脂肪的吸收和利用,因而能降低血液粘度,促進血液循環,改善血液供氧循環,延長紅細胞生存時間并增強造血功能。補充磷脂后,血色素含量會增加,貧血癥狀減少。因此,在生理上具有預防心血管疾病和阻礙性貧血的治療。

4.5防止動脈硬化及腦出血

磷脂的膽堿成份,可使對人體有益的高密度蛋白上升,從而預防動脈硬化,心肌梗塞及腦出血等疾病的發生率,也可促進脂溶性維生素的吸收。

大豆磷脂及其在藥劑中的應用