磷脂是一类存在于动植物中的含磷脂类。
磷脂 研究始于1920年的德国,60年代以后在发达国家实现工业化生产。我国对磷脂的研究始于50年代,目前有上海油脂一厂等十几家生产厂,但技术水平仍落后于国外先进水平。
磷脂 的应用研究急待加强,这样才有利于这类产品的广泛应用。
磷脂 是含磷酸根的单脂衍生物按其分子结构组成可分为甘油醇磷脂和神经醇磷脂两大类,磷脂中的重要成分是三甘脂中的一个脂酸根被磷酸所代替后形成的卵磷脂,及进一步被胆碱或胆胺脂化所形成的脑磷脂。植物中的大豆含磷脂最多,全豆含量为1.6~2.0%,其油脚含量为2.7~3.2%;其次是棉籽和菜籽,油菜籽含量为1.2%,全棉籽含量为0.7~1.2%,棉籽油含量为1.7~1.9%,葵花籽、全小麦、红蚕豆、玉米胚中含量也较高。动物制品中蛋黄含磷脂最多,达8~10%,全蛋含量3.4~3.5%,其次是动物脑含5~6%,动物肝含2.5~3.0%,奶油含1.4~2.5%。大豆磷脂以质量好、数量多、加工成本低、用途广被重点开发,目前世界磷脂年产量达15万吨,大豆磷脂制品占90%,只有少数用蛋黄提炼的产品,主要用于医药及化妆品生产。
2.1甘油醇磷脂
构成甘油醇磷脂的醇是甘油,它的两个羟基为脂肪酸所替换;另一个为磷酸及含氮碱类化合物所取代而生成,其中R1,R2分别表示C16-C22的饱和或不饱和脂肪酸的碳链,脂肪酸主要包括软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生烯酸等。不同基团取代时,构成不同类型的磷脂,正醇胺基团-CH2CH2NH2取代时,为磷酰乙醇胺,也称脑磷脂(PE);胆碱基团-CH2CH2N(CH3)3取代时,为磷脂酰胆碱,又称卵磷脂(PC);肌醇基团C6H(OH)5取代时,为磷脂酰肌醇,又称肌醇磷脂(PI);丝氨酸基团-CH2CH(NH2)COOH取代时,为磷脂酰丝胺酸(PS),此外还有磷脂酰甘油(PG)、二磷脂酰甘油、缩酰磷脂、溶血胆碱磷脂(LPC)、溶血乙醇胺磷脂(LPE)等。
2.2神经醇磷脂
神经醇磷脂即鞘脂类,属于复合磷脂,主要有神经鞘磷脂、酰基鞘胺醇、脑甘和神经节甙脂等。其组成均含有三个基本结构成分:一分子脂肪酸,一分子鞘胺酸或其衍生物,一个带电的极性头部。神经醇磷脂的典型代表鞘磷脂(SPM)是动物组织中含量最丰富的鞘脂类,极性头部是磷脂乙醇胺或磷酰胆碱,由磷酸基和神经酰胺的第一个羟基以酯链相连而构成。
磷脂是生命细胞和所有活细胞的重要组成部分,也是构成神经组织、特别是脑脊髓的主要成分。人的大脑、骨髓中干物质40%都是由磷脂组成的,同时也是血球及其它细胞膜的主要构成材料,正常的血液中磷脂占总脂量的25%,它对人体的正常活动和新陈代谢起着重要作用。
大豆磷脂 作为添加剂或强化剂添加到各种食品中,一般多呈碱性,能中和血液中的酸碱值。它除含有全面氨基酸外,还含有丰富的烟酸和叶酸,所含亚油酸和亚麻酸等必须脂肪酸的生理活性高达65.9%。
大豆磷脂 的保健作用还有如下几点:一是调节血脂,磷脂在血浆中起着营养乳化作用,含有的高密度脂蛋白能除去过剩的胆固醇和甘油三酯。二是改善记忆,食物中的磷脂被消化吸收后释放出的胆碱,随血液输送至大脑与酯酸结合生成乙酰胆碱,当大脑中的乙醚胆碱含量增加时,大脑的神经细胞之间的信息传递速度加快,记忆功能得到增强。三是延缓衰老,人体老化的根本标志是细胞膜的老化,细胞膜则是由磷脂、胆固醇和蛋白质等所组成,它承担着代谢过程中供应维持生命的必须物质和排除代谢产物。磷脂的输导除供给营养物质外,还可以修补被损伤的细胞膜及脂蛋白和酶的结构等,调整细胞中磷脂和胆固醇的比率,增加膜中脂肪酸的不饱和度,改善膜特性抗老化,使人保持适中的体态和旺盛的精力。四是神经醇磷脂能参与神经元生长,维持神经系统的激动性,维持表皮细胞的通透性,增强皮肤屏障功能参与细胞代谢调控,刺激细胞增生。在美国营养保健品市场中,蛋白质和大豆磷脂的销量已上升到第三位(第一位是复合维生素,第二位是维E)。世界卫生组织报道,每人每天食用22~83g大豆磷脂,可增加营养效价总和,降低血中胆固醇而无任何副作用,确认了大豆磷脂的营养性和安全性。
大豆磷脂经不同加工后,其成分含量不同,可作为乳化剂、抗氧化剂、分散剂、起泡剂、消泡剂、浸渗剂、湿润剂及粘度调整剂等使用。在食品工业中,大豆磷脂多用于人造奶油、冰淇淋、糖果等的乳化,并可改善食品的加工性能、风味和外观形状。简介如下。
4.1乳化作用
大豆磷脂 构成的主成分中,PI和PA属阴离子型,PC和PE作为两性表面活性剂使用,但一般工业上使用的是这些磷脂质的混合物,还混有糖脂质及甾醇等。在乳化性方面,PC可增强OW型的乳化作用;PI可增强WO型的乳化作用;而PA、PE、PI的乳化性能受Ca、Mg等金属离子及PH值的影响很大。目前大豆磷脂已成为世界上消费最大的五大类乳化剂之一,销售份额占20%,位居第二位,一般食品用占60%。溶血卵磷脂不仅乳化性好,且增强了乳化剂的耐酸(PH5~9都能保持良好的乳化稳定性,PH3也有乳化稳定作用)、耐热(当PH5~7时,80℃保持4h其乳化稳定性不受影响)、耐盐(当PH5~7时,加入0.1%的NaCl其乳化稳定性仍不变)性能。所以它可应用到以前的磷脂产品所不能应用的产品上。但溶血磷脂具有较强的苦味和特有的臭味,虽性能好,也有必须控制添加量的缺点。目前已有用溶血磷脂和其他食品用乳化剂复合型的乳化剂,不仅乳化性提高,且可缓解溶血磷脂的苦味,不损伤食品的风味。
4.2防粘作用
大豆磷脂 的独特作用是有防粘效果,这是各种合成卵磷脂所不具备的作用。制作糕点、面包、焙烤制品、炒制品时,使用复合的卵磷脂油脂可防止食品与托盘之间的粘结,防止托盘或铁板上产生污物,方便操作,且可节约用油,减少食品在加工过程中吸附的油脂量。其作用机理是:卵磷脂的亲水基和食品结合,而疏水基与油脂结合,防止了食品与托盘之间的直接接触。目前已有比一般卵磷脂防粘效果更好的改性产品,如果酶解磷脂与PC型磷脂混合,再进一步酶解,确认可得到防粘效果好的卵磷脂产品,其用量一般为0.1~2%。
4.3防氧化作用
磷脂 防氧化作用较弱,但PC、PE具有防氧化作用,当和其他抗氧化剂,特别是和维生素E复合时,其抗氧化性能会大幅提高,机理可能是从PE的氨基游离出的H+,可使被氧化的维E,再还原为维E。或者是卵磷脂螯合了促使油脂氧化的金属离子。也可能是PC和PE参与的美拉德反应生成物起了作用。
4.4和蛋白质的结合作用
磷脂 和蛋白质的结合以疏水基的结合为主,亲水基为辅。用卵磷脂和蛋白质调制的凝胶状的OW型乳剂(乳浊液),在口中感觉非常滑润,可在乳制品中应用,此乳剂的稳定性比一般磷脂更好,但会受溶血磷脂含量的影响。此种乳剂可用作面包的改良添加剂。
4.5和淀粉的结合作用
虽
磷脂 和淀粉的结合比单甘酯弱,但卵磷脂和淀粉中的直链淀粉形成复合体,具有防止淀粉老化的作用。添加大豆磷脂还可降低糊化温度,特别是显著降低小麦淀粉的糊化温度,在防止淀粉老化和降低糊化温度方面,溶血磷脂比一般磷脂具更好的效果。蒸煮米饭时,添加大豆磷脂和单甘酯时,单甘酯主要分布在米粒的表面,而大豆磷脂不仅存在于表面,而且米粒内部也有少量的大豆磷脂和直链淀粉形成复合体,所以可确认大豆磷脂的浸透性。用这一性质,在制面包和面条时加入卵磷脂可起到品质改良的作用。特别是制面条,加入磷脂后,可以防止在水中煮断以及淀粉溶出产生混汤现象,还可使面条柔软,改良面条的食感。当然加入卵磷脂后,由于糊化温度降低,应缩短面条的煮制时间。另外把煮过的面条在卵磷脂水溶液中浸渍或把卵磷脂水溶液喷在面条的表面,可防止面条表面之间的粘结,且可使面条的光泽保持较长的时间。
4.6其他作用
制造巧克力时,卵磷脂可降低巧克力混料的粘度,改善调和及精炼操作,而且还可防止巧克力表面起霜。可可粉末本来在水中难以分散,其表面涂有卵磷脂就能易溶于水。对于提高食品的速溶性,PC分离制品或溶血磷脂比一般磷脂产品好。
另外,近来还报道了酸性磷脂PI、PA有抑制苦味的作用。
总之,目前
大豆磷脂 在食品乳化剂中多作配料使用,而经分离或酶解的改良产品可作为不同天然食品添加剂使用,越来越被人们所重视 。