乳化剂大豆磷脂的发展概况

精细化工工艺学课程论文姓名班级学号乳化剂大豆磷脂的发展概况XXX（徐州工程学院化学化工学院，江苏徐州22100）摘要:大豆磷脂是大豆油生产过程的副产品,是一种理想的多用途天然原料,具有十分独特的功能和作用,并已在许多领域内得到广泛的应用。本文介绍了大豆磷脂的理化性质、制备工艺、当前应用等方面的发展概况,展示了其在食品、药品、化妆品等领域的应用前景。关键词:大豆磷脂;制备工艺;应用RecentDevelopmentinSoybeanPhospholipidAbstract:SoybeanPhospholipid,withveryuniquefunction,wasthebyproductofsoybeanoil.Asanaturalrawmaterialwithuniquefunction,SoybeanPhospholipidhadattractedgreatattention.Thephysicalandchemicalpropertiesofsoybeanphospholipid,anditspreparationandtechnologywereintroduced.Also,theapplicationsofsoybeanphospholipidinfood,medicine,cosmeticwasdiscussed.Keywords:soybeanphospholipid;physicalandchemicalproperties;preparationtechnology;application大豆磷脂[1]又名磷脂、卵磷脂,是精炼食用大豆油时得到的一种粘稠的含油很高的毛磷脂,是一类具有重要生理功能的类脂化合物,也是一类天然的乳化剂,在食品、医药、化妆品等许多方面有广泛用途[2]。大豆磷脂主要成分包括卵磷脂、肌醇磷脂、脑磷脂、磷脂酸、丝氨酸磷脂以及神经磷脂等。粗磷脂由于含30%～40%的油脂,亲脂性强而亲水性弱,限制了其在上述工业中的应用。近年来,国外大豆磷脂发展迅速,其精制、分离和深加工综合利用有了迅速的发展[3],越来越被人们所重视。我国大豆资源丰富,开发大豆磷脂具有丰富的原料优势。农产品深加工和转化技术也是当前国家在全国范围内重点支持的技术开发领域之一,因此,大力开发大豆卵磷脂及其深加工产品,不仅可以提高大豆的附加值和科技含量,其产品的市场前景也十分广阔。1理化性质大豆磷脂是一种淡黄色至棕色、无嗅或略带有气味的黏稠状或粉末状物料。从其结构上来看,两个脂肪酸链为疏水基,磷酸及胆碱等基团为亲水基,所以,它是一种表面活性剂,具有一系列界面性质和胶体性质。大豆卵磷脂不溶于水,易溶于多种有机溶剂,易形成反胶团,即疏水基在外,亲水基在内。乳化性是磷脂的重要性质。大豆卵磷脂分子中存在大量不饱和脂肪酸,很容易被空气氧化,而温度的升高不仅加快了此种氧化的发生,而且使其颜色逐渐加深。大豆卵磷脂也能形成液晶,包括热致液晶和溶致液晶。大豆卵磷脂的化学性质主要表现在它的酯键、脂肪酸链和磷脂的X取代基上。大豆卵磷脂在酸性或碱性条件下,加热或煮沸时,可发生完全水解反应,生成游离的脂肪酸、甘油、肌醇和磷酸等小分子产物。在特殊的磷脂酶作用下,大豆卵磷脂可发生部分水解,如蛇卵磷脂酶能专一作用于磷脂的不饱和脂肪酸酯键,使其分解。由于大豆卵磷脂分子中含有不饱和脂肪酸,故其中的不饱和键可以发生各种加成反应。在乳酸等有机酸存在下,大豆卵磷脂与过氧化氢反应,使其不饱和键部分羟基化。在镍等催化剂存在下,大豆卵磷脂可与氢发生加成反应,生成饱和磷脂。在一定条件下，大豆卵磷脂可与卤素、氢卤酸等进行加成反应,生成卤代产物。磷脂酰乙醇胺分子中的胺基,可与酸酐等酰化试剂反应,生成酰化产物。2生产工艺2.1传统间歇球罐真空脱水工艺工艺特点(1)间歇球罐真空脱水工艺设备投资少,工艺操作简单,容易掌握,可以瞬间观察物料浓缩情况,直观掌握物料水分变化、色泽变化和流动性的变化;(2)流化、漂白、均质、脱水可以在同一设备中进行;(3)低温水化的油脚质量好,含油低,含水低,为减少浓缩脱水时间创造了条件,如果将球罐改为椭圆形的蒸发器,再采用二次脱水新工艺,更可大大缩短脱水时间;(4)采用间歇球罐脱水工艺一般日产3~5t大豆浓缩磷脂,需6h脱水时间,有的更长。若采用新的快速脱水剂，则可以缩短脱水时间(约3h即可),既节省能源,又提高产品质量;(5)可以瞬间改变加热方式,当大豆浓缩磷脂半成品水分含量为6%~15%,即黏度最高时,继续用蒸汽脱水,很短时间即可流化,流化后应改变加热方式,用95℃加热脱水,这样有利于磷脂的色泽。2.2半连续立式薄膜蒸发工艺工艺特点(1)一次蒸发浓缩产品水分指标不能达标,需重复进行蒸发浓缩,造成生熟料不均,有时出现块料,容易使产品固化,还容易出现块料堵塞出料口,造成停机等现象;(2)由于立式薄膜蒸发器的静动平衡不好,或者安装时平衡水准不好,造成开车时设备颤抖,稳定性不好;(3)半连续工艺不能实现蒸发、浓缩、流化、漂白、均质在同一设备中进行,另需增添设备;(4)循环水池水温往往出现水温高,特别是夏天这种现象频发,当水温超过45℃,特别影响真空系统的效果;(5)如果选用真空系统不当,或操作不当,或者缺少必要的捕集器等,易造成喷嘴阻塞或循环水池出现悬浮物，使真空系统不稳定。2.3连续立式薄膜蒸发工艺工艺特点(1)高温水化的油脚含水高,一般在45%~55%,有的企业将冲洗离心机和刷洗设备的水一同返回油脚接收器中,这样油脚含水量更大,为立式薄膜蒸发浓缩处理量带来难度;(2)油脚罐班班残留油脚,长期积压,导致油脚新鲜度降低,特别是南方或夏天会更严重,温度在38℃下4h油脚酸值呈倍数增加;(3)立式薄膜蒸发器的刮板受热低,筒体受热大，使用一段时间后刮板和筒壁的间距会改变，因此隔一段时间要进行检查和调整;(4)在实际生产中发现,连续出料口温度120℃左右时,缺少急冷降温工艺设备,会造成产品色泽增加;(5)用新鲜油脚加工磷脂,筒体温度保持130℃,内壁刮板中的物料要保持在90℃,真空度在-0.096MPa,出料温度120℃左右,如果再增加汽提脱臭器工艺,大豆磷脂产品会有香味;(6)大豆磷脂的蒸发浓缩、流质化、漂白脱色工序环节不能在同一设备中进行,一般要在脱水前进行均质、流质、脱色;(7)立式薄膜蒸发器不能连续生产或停产检修前,必须用碱液浸泡,以防止刮板与内壁结垢,在下次开车前要认真进行清洗排污;(8)要合理科学的选用真空系统,依据多年生产经验选用液环泵,可以保证真空系统的稳定性。3国内外发展概况3.1国外发展历史和概况磷脂是一种广泛存在于动植物体内的含磷脂类，系三甘酯中一个脂酸根被磷酸所取代后形成的卵磷脂。虽然磷脂的营养作用早在一百年前即已为科学家所知晓，但由于从蛋黄中提取卵磷脂成本太高，故长期以来卵磷脂并不是大众化保健品原料。直到二十世纪八十年代西方厂商发明了从来源易得的大豆中分离卵磷脂——大豆磷脂的新工艺，这才使卵磷脂真正成为一种大众保健食品新原料。由于大豆为世界大宗农产品之一，来源易得，故目前国际市场上的卵磷脂主要从大豆油脚等副产品中提取所得（注：在大豆油精炼后剩下的油脚中卵磷脂含量高达3％以上）。而蛋黄中提取的卵磷脂因成本较高，故多用于医药化妆品等高端用途。据了解，去年全球卵磷脂总产量高达16万吨，其中大豆来源的卵磷脂占其中90％，而蛋黄来源的卵磷脂仅占10％。自从九十年代以后，大豆磷脂产业发展迅速，除美国、德国等老牌磷脂生产和销售大国外，巴西、阿根廷、加拿大、比利时、英国、法国、印度和日本等数十个国家纷纷加入到大豆磷脂生产国行列中。全球卵磷脂年产量很快突破10万吨。大豆磷脂作为保健食品新产品正式进军国际市场是在上世纪八十年代末至九十年代初。进入二十一世纪以后，卵磷脂迅速成为国际医药保健品市场上一抢手新原料。这是因为大量科学研究表明，卵磷脂是一种多功能保健食品，它被科学家誉为是继蛋白质、维生素之后的人体必需的“第三营养要素”。现在大豆磷脂类保健食品在美国和德国等西方市场上销售额均占第三位（位居复合维生素类产品和维生素Ｅ之后）。日本从八十年代末期开始生产大豆磷脂，现其磷脂类保健食品在国际市场上占一定份额。3.2国内市场发展概况我国是目前全球排名第三的大豆生产国，但大豆磷脂类产品的开发较晚。目前全国大豆磷脂产量较大的主要是一些粮油加工企业，如张家港东海粮油公司、大连华农豆业公司、九三油脂集团、植之元公司等等。上述公司的大豆磷脂产量约占国家大豆磷脂总产量的8成，但大多为低档次饲料级磷脂产品。而能够生产食品级大豆磷脂的企业主要是：秦皇岛金海食品有限公司、南天油脂油粕公司、吉林惠泽磷脂公司、黑龙江前进油脂公司以及国内若干家新上马的大豆磷脂生产商。有关部门估计国内大豆磷脂总产能已达1.5万吨。但实际年产量估计只有1万吨左右。过去十年里，国内保健品市场基本上是进口分装大豆磷脂保健品一统天下。很少见到有国产大豆磷脂类保健品踪影。自九十年代末以来，美国和德国已成为中国最大大豆磷脂类保健品供货国。向我国出口大豆磷脂原料的主要有以下5大供货商，即美国中央大豆公司、美国磷脂公司、美国稻田公司（USRicelandco,）德国德固沙公司和德国纳特曼公司。一般说来欧美厂商生产的大豆磷脂产品中磷脂含量较高（与国内公司生产的同类产品相比而言），故当时国内保健品厂商竞相进口美国和德国生产的大豆磷脂原料。进入二十一世纪以来，我国大豆磷脂生产开始起步，年产量迅速增加。据国内媒体报道，近年来我国粮食科研部门已陆续开发出多种大豆磷脂类保健品新产品，现包括江浙沪、天津和东北三省均有各自大豆磷脂类保健食品问世。但必须指出，由于各种原因，现在国内消费者对保健品充满疑虑，加上宣传力度不够等因素，现在大豆磷脂类保健品在中国消费者中知名度远不如西洋参、冬虫夏草和灵芝孢子粉那样大。据调查，我国95％的消费者从来没有听说过大豆磷脂。综上所述，我国高纯度大豆磷脂生产刚起步不久，与欧美发达国家相比有一定差距。目前，我国大豆磷脂产业除合资和跨国公司外，传统的工艺设备占较大比重,生产的大豆磷脂产品质量低；资源利用率低；产品得率低(大豆磷脂产品得率约在0.6%以下);产品竞争力差(较大比例的产品是饲料级的)。造成“三低一差”的主要原因是：工艺技术不标准,先进的设备没有更好的消化和合理的使用。适时总结和研究探讨我国大豆磷脂生产工艺技术条件,吸纳先进的工艺技术和设备,是我国大豆磷脂产业发展的必然趋势。由于我国有丰富的大豆资源，作为大豆油加工副产品之一的油脚数量十分丰富，故开发生产高纯度大豆磷脂无疑具有广阔的市场前景。4发展前景随着我国国民经济的迅速发展人民生活水平的不断提高,社会对天然保健品、天然表面活性剂以及日用化妆品的需求量日益增加。天然乳化剂大豆磷脂,以无毒、无刺激、易生物降解,并且具有特殊的生理功效而受到国内外科技界和工业界的普遍重视,广泛应用于化妆品工业、食品工业、医药工业等。但目前,市场上的大豆磷脂产品80%以上为浓缩磷脂,由于其乳化性能不好、异味大,应用受到很大限制。医药、保健品、化妆品等行业需要大量的高纯度大豆磷脂,高纯度大豆磷脂的生产已是当前国家重点支持的技术开发领域之一。随着技术的进步,大豆磷脂在今后必将会有广阔的发展前景。参考文献[1]付茂辉,赵青山.大豆磷脂的研究概况[J].山西食品工业,2005,(4):242281[2]远山.大豆卵磷脂的应用[J].精细化工原料及中间体,2007,(9):222241[3]霍永琛.大豆磷脂的研究进展[J].明胶科学与技术,2007,27(3):113211713[4]
温士谦,刘建国.浓缩大豆磷脂生产工艺及设备的研究[J].中国油脂,1987,22(5):3439