乳化劑大豆磷脂的發(fā)展概況

1、精細(xì)化工工藝學(xué)課程論文n 姓名n 班級n 學(xué)號乳化劑大豆磷脂的發(fā)展概況XXX（徐州工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 徐州 22100）摘 要:大豆磷脂是大豆油生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品 ,是一種理想的多用途天然原料 ,具有十分獨特的功能和作用 ,并已在許多領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。本文介紹了大豆磷脂的理化性質(zhì)、制備工藝、當(dāng)前應(yīng)用等方面的發(fā)展概況 ,展示了其在食品、 藥品、 化妝品等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:大豆磷脂;制備工藝;應(yīng)用Recent Development in Soybean PhospholipidAbstract: Soybean Phospholipid , with very unique fu

2、nction , was the byproduct of soybean oil . As a natural raw material with unique function , Soybean Phospholipid had at tracted great at tention. The physical and chemical properties of soybean phospholipid , and it s preparation and technology were introduced. Also , the applications of soybean ph

3、ospholipid in food , medicine , cosmetic was discussed.Key words: soybean phospholipid ; physical and chemical properties ; preparation technology ; application大豆磷脂1又名磷脂、卵磷脂,是精煉食用大豆油時得到的一種粘稠的含油很高的毛磷脂 ,是一類具有重要生理功能的類脂化合物 ,也是一類天然的乳化劑 ,在食品、醫(yī)藥、化妝品等許多方面有廣泛用途2。大豆磷脂主要成分包括卵磷脂、肌醇磷脂、腦磷脂、磷脂酸、絲氨酸磷脂以及神經(jīng)磷脂等。粗磷脂由于含

4、 30 %40 %的油脂 ,親脂性強而親水性弱 ,限制了其在上述工業(yè)中的應(yīng)用。近年來 ,國外大豆磷脂發(fā)展迅速 ,其精制、 分離和深加工綜合利用有了迅速的發(fā)展3,越來越被人們所重視。我國大豆資源豐富 ,開發(fā)大豆磷脂具有豐富的原料優(yōu)勢。農(nóng)產(chǎn)品深加工和轉(zhuǎn)化技術(shù)也是當(dāng)前國家在全國范圍內(nèi)重點支持的技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域之一 ,因此 ,大力開發(fā)大豆卵磷脂及其深加工產(chǎn)品 ,不僅可以提高大豆的附加值和科技含量 ,其產(chǎn)品的市場前景也十分廣闊。1 理化性質(zhì)大豆磷脂是一種淡黃色至棕色、無嗅或略帶有氣味的黏稠狀或粉末狀物料。從其結(jié)構(gòu)上來看 ,兩個脂肪酸鏈為疏水基 ,磷酸及膽堿等基團為親水基 ,所以 ,它是一種表面活性劑 ,具有

5、一系列界面性質(zhì)和膠體性質(zhì)。大豆卵磷脂不溶于水 ,易溶于多種有機溶劑 ,易形成反膠團 ,即疏水基在外 ,親水基在內(nèi)。乳化性是磷脂的重要性質(zhì)。大豆卵磷脂分子中存在大量不飽和脂肪酸 ,很容易被空氣氧化 ,而溫度的升高不僅加快了此種氧化的發(fā)生 ,而且使其顏色逐漸加深。大豆卵磷脂也能形成液晶 ,包括熱致液晶和溶致液晶。大豆卵磷脂的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在它的酯鍵、脂肪酸鏈和磷脂的 X取代基上。大豆卵磷脂在酸性或堿性條件下 ,加熱或煮沸時 ,可發(fā)生完全水解反應(yīng) ,生成游離的脂肪酸、 甘油、 肌醇和磷酸等小分子產(chǎn)物。在特殊的磷脂酶作用下 ,大豆卵磷脂可發(fā)生部分水解 ,如蛇卵磷脂酶能專一作用于磷脂的不飽和脂肪酸酯鍵

6、 ,使其分解。由于大豆卵磷脂分子中含有不飽和脂肪酸 ,故其中的不飽和鍵可以發(fā)生各種加成反應(yīng)。在乳酸等有機酸存在下 ,大豆卵磷脂與過氧化氫反應(yīng) ,使其不飽和鍵部分羥基化。在鎳等催化劑存在下 ,大豆卵磷脂可與氫發(fā)生加成反應(yīng) ,生成飽和磷脂。在一定條件下，大豆卵磷脂可與鹵素、 氫鹵酸等進行加成反應(yīng) ,生成鹵代產(chǎn)物。磷脂酰乙醇胺分子中的胺基 ,可與酸酐等酰化試劑反應(yīng) ,生成?；a(chǎn)物。2 生產(chǎn)工藝2.1傳統(tǒng)間歇球罐真空脫水工藝工藝特點(1)間歇球罐真空脫水工藝設(shè)備投資少, 工藝操作簡單,容易掌握, 可以瞬間觀察物料濃縮情況,直觀掌握物料水分變化、色澤變化和流動性的變化;(2)流化、漂白、均質(zhì)、脫水可以在

7、同一設(shè)備中進行;(3)低溫水化的油腳質(zhì)量好, 含油低, 含水低,為減少濃縮脫水時間創(chuàng)造了條件, 如果將球罐改為橢圓形的蒸發(fā)器,再采用二次脫水新工藝,更可大大縮短脫水時間;(4)采用間歇球罐脫水工藝一般日產(chǎn)3 5t大豆?jié)饪s磷脂,需 6h脫水時間,有的更長。若采用新的快速脫水劑，則可以縮短脫水時間 (約3h即可) ,既節(jié)省能源,又提高產(chǎn)品質(zhì)量;(5)可以瞬間改變加熱方式, 當(dāng)大豆?jié)饪s磷脂半成品水分含量為6%15%, 即黏度最高時, 繼續(xù)用蒸汽脫水,很短時間即可流化,流化后應(yīng)改變加熱方式,用95加熱脫水,這樣有利于磷脂的色澤。2.2半連續(xù)立式薄膜蒸發(fā)工藝工藝特點(1)一次蒸發(fā)濃縮產(chǎn)品水分指標(biāo)不能達標(biāo)

8、, 需重復(fù)進行蒸發(fā)濃縮, 造成生熟料不均, 有時出現(xiàn)塊料, 容易使產(chǎn)品固化, 還容易出現(xiàn)塊料堵塞出料口,造成停機等現(xiàn)象;(2)由于立式薄膜蒸發(fā)器的靜動平衡不好, 或者安裝時平衡水準(zhǔn)不好,造成開車時設(shè)備顫抖,穩(wěn)定性不好;(3)半連續(xù)工藝不能實現(xiàn)蒸發(fā)、濃縮、流化、漂白、均質(zhì)在同一設(shè)備中進行, 另需增添設(shè)備;(4)循環(huán)水池水溫往往出現(xiàn)水溫高, 特別是夏天這種現(xiàn)象頻發(fā),當(dāng)水溫超過45, 特別影響真空系統(tǒng)的效果;(5)如果選用真空系統(tǒng)不當(dāng), 或操作不當(dāng), 或者缺少必要的捕集器等,易造成噴嘴阻塞或循環(huán)水池出現(xiàn)懸浮物，使真空系統(tǒng)不穩(wěn)定。2.3連續(xù)立式薄膜蒸發(fā)工藝工藝特點(1)高溫水化的油腳含水高,一般在45

9、%55% ,有的企業(yè)將沖洗離心機和刷洗設(shè)備的水一同返回油腳接收器中,這樣油腳含水量更大, 為立式薄膜蒸發(fā)濃縮處理量帶來難度;(2)油腳罐班班殘留油腳,長期積壓, 導(dǎo)致油腳新鮮度降低, 特別是南方或夏天會更嚴(yán)重, 溫度在38下4 h油腳酸值呈倍數(shù)增加;(3)立式薄膜蒸發(fā)器的刮板受熱低, 筒體受熱大，使用一段時間后刮板和筒壁的間距會改變，因此隔一段時間要進行檢查和調(diào)整;(4)在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn), 連續(xù)出料口溫度120左右時,缺少急冷降溫工藝設(shè)備,會造成產(chǎn)品色澤增加;(5)用新鮮油腳加工磷脂, 筒體溫度保持130 ,內(nèi)壁刮板中的物料要保持在90,真空度在-0.096MPa , 出料溫度120左右,如果

10、再增加汽提脫臭器工藝,大豆磷脂產(chǎn)品會有香味;(6)大豆磷脂的蒸發(fā)濃縮、流質(zhì)化、漂白脫色工序環(huán)節(jié)不能在同一設(shè)備中進行, 一般要在脫水前進行均質(zhì)、流質(zhì)、脫色;(7)立式薄膜蒸發(fā)器不能連續(xù)生產(chǎn)或停產(chǎn)檢修前,必須用堿液浸泡,以防止刮板與內(nèi)壁結(jié)垢, 在下次開車前要認(rèn)真進行清洗排污;(8)要合理科學(xué)的選用真空系統(tǒng), 依據(jù)多年生產(chǎn)經(jīng)驗選用液環(huán)泵,可以保證真空系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3 國內(nèi)外發(fā)展概況3.1國外發(fā)展歷史和概況磷脂是一種廣泛存在于動植物體內(nèi)的含磷脂類，系三甘酯中一個脂酸根被磷酸所取代后形成的卵磷脂。雖然磷脂的營養(yǎng)作用早在一百年前即已為科學(xué)家所知曉，但由于從蛋黃中提取卵磷脂成本太高，故長期以來卵磷脂并不是大

11、眾化保健品原料。直到二十世紀(jì)八十年代西方廠商發(fā)明了從來源易得的大豆中分離卵磷脂大豆磷脂的新工藝，這才使卵磷脂真正成為一種大眾保健食品新原料。由于大豆為世界大宗農(nóng)產(chǎn)品之一，來源易得，故目前國際市場上的卵磷脂主要從大豆油腳等副產(chǎn)品中提取所得（注：在大豆油精煉后剩下的油腳中卵磷脂含量高達3以上）。而蛋黃中提取的卵磷脂因成本較高，故多用于醫(yī)藥化妝品等高端用途。據(jù)了解，去年全球卵磷脂總產(chǎn)量高達16萬噸，其中大豆來源的卵磷脂占其中90，而蛋黃來源的卵磷脂僅占10。自從九十年代以后，大豆磷脂產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，除美國、德國等老牌磷脂生產(chǎn)和銷售大國外，巴西、阿根廷、加拿大、比利時、英國、法國、印度和日本等數(shù)十個國家

12、紛紛加入到大豆磷脂生產(chǎn)國行列中。全球卵磷脂年產(chǎn)量很快突破10萬噸。大豆磷脂作為保健食品新產(chǎn)品正式進軍國際市場是在上世紀(jì)八十年代末至九十年代初。進入二十一世紀(jì)以后，卵磷脂迅速成為國際醫(yī)藥保健品市場上一搶手新原料。這是因為大量科學(xué)研究表明，卵磷脂是一種多功能保健食品，它被科學(xué)家譽為是繼蛋白質(zhì)、維生素之后的人體必需的“第三營養(yǎng)要素”。現(xiàn)在大豆磷脂類保健食品在美國和德國等西方市場上銷售額均占第三位（位居復(fù)合維生素類產(chǎn)品和維生素之后）。日本從八十年代末期開始生產(chǎn)大豆磷脂，現(xiàn)其磷脂類保健食品在國際市場上占一定份額。3.2國內(nèi)市場發(fā)展概況我國是目前全球排名第三的大豆生產(chǎn)國，但大豆磷脂類產(chǎn)品的開發(fā)較晚。目前全

13、國大豆磷脂產(chǎn)量較大的主要是一些糧油加工企業(yè)，如張家港東海糧油公司、大連華農(nóng)豆業(yè)公司、九三油脂集團、植之元公司等等。上述公司的大豆磷脂產(chǎn)量約占國家大豆磷脂總產(chǎn)量的8成，但大多為低檔次飼料級磷脂產(chǎn)品。而能夠生產(chǎn)食品級大豆磷脂的企業(yè)主要是：秦皇島金海食品有限公司、南天油脂油粕公司、吉林惠澤磷脂公司、黑龍江前進油脂公司以及國內(nèi)若干家新上馬的大豆磷脂生產(chǎn)商。有關(guān)部門估計國內(nèi)大豆磷脂總產(chǎn)能已達1.5萬噸。但實際年產(chǎn)量估計只有1萬噸左右。過去十年里，國內(nèi)保健品市場基本上是進口分裝大豆磷脂保健品一統(tǒng)天下。很少見到有國產(chǎn)大豆磷脂類保健品蹤影。自九十年代末以來，美國和德國已成為中國最大大豆磷脂類保健品供貨國。向我

14、國出口大豆磷脂原料的主要有以下5大供貨商，即美國中央大豆公司、美國磷脂公司、美國稻田公司（US Riceland co,）德國德固沙公司和德國納特曼公司。一般說來歐美廠商生產(chǎn)的大豆磷脂產(chǎn)品中磷脂含量較高（與國內(nèi)公司生產(chǎn)的同類產(chǎn)品相比而言），故當(dāng)時國內(nèi)保健品廠商競相進口美國和德國生產(chǎn)的大豆磷脂原料。進入二十一世紀(jì)以來，我國大豆磷脂生產(chǎn)開始起步，年產(chǎn)量迅速增加。據(jù)國內(nèi)媒體報道，近年來我國糧食科研部門已陸續(xù)開發(fā)出多種大豆磷脂類保健品新產(chǎn)品，現(xiàn)包括江浙滬、天津和東北三省均有各自大豆磷脂類保健食品問世。但必須指出，由于各種原因，現(xiàn)在國內(nèi)消費者對保健品充滿疑慮，加上宣傳力度不夠等因素，現(xiàn)在大豆磷脂類保健品

15、在中國消費者中知名度遠(yuǎn)不如西洋參、冬蟲夏草和靈芝孢子粉那樣大。據(jù)調(diào)查，我國95的消費者從來沒有聽說過大豆磷脂。綜上所述，我國高純度大豆磷脂生產(chǎn)剛起步不久，與歐美發(fā)達國家相比有一定差距。目前，我國大豆磷脂產(chǎn)業(yè)除合資和跨國公司外，傳統(tǒng)的工藝設(shè)備占較大比重,生產(chǎn)的大豆磷脂產(chǎn)品質(zhì)量低；資源利用率低；產(chǎn)品得率低(大豆磷脂產(chǎn)品得率約在0.6 %以下) ; 產(chǎn)品競爭力差 (較大比例的產(chǎn)品是飼料級的)。造成“三低一差”的主要原因是：工藝技術(shù)不標(biāo)準(zhǔn), 先進的設(shè)備沒有更好的消化和合理的使用。適時總結(jié)和研究探討我國大豆磷脂生產(chǎn)工藝技術(shù)條件,吸納先進的工藝技術(shù)和設(shè)備,是我國大豆磷脂產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。由于我國有豐富的大豆資源，作為大豆油加工副產(chǎn)品之一的油腳數(shù)量十分豐富，故開發(fā)生產(chǎn)高純度大豆磷脂無疑具有廣闊的市場前景。4 發(fā)展前景隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展人民生活水平的不斷提高 ,社會對天然保健品、 天然表面活性劑以及日用化妝品的需求量日益增加。天然乳化劑大豆磷脂 ,以無毒、 無刺激、 易生物降解 ,并且具有特殊的生理功效而受到國內(nèi)外科技界和工業(yè)界的普遍重視 ,廣泛應(yīng)用于化妝品工業(yè)、 食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等。但目前 ,市場上的大豆磷脂產(chǎn)品 80 %以上為濃縮磷脂 ,由于其乳化性能不好、 異味大 ,應(yīng)用受到很大限制。醫(yī)藥、 保健品、 化妝品等行業(yè)需要大量的高純度大豆磷脂 ,高純度大豆磷脂的生產(chǎn)已是