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大豆磷脂加工工艺流程

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承接浓缩磷脂、粉末磷脂、改性磷脂、羟基化磷脂,氢化磷脂、卵磷脂,微胶囊化大豆磷脂,磷脂软胶囊等磷脂生产线的交钥匙工程。包括:工程设计、设备制造、设计施工、安装调试、自动控制等。

1. 磷脂的性质

1.1 磷脂的物理性质

1.1.1 磷脂的外观

    纯净的磷脂是无色无味,在常温下为一种白色的固体物质。但往往由于制取的方法或精制方法、产品种类、储存条件等不同,磷脂产品具有淡黄色至棕色。

1.1.2 磷脂的溶解度

磷 脂可溶于脂肪烃、芳香烃、卤化烃类有机溶剂,如乙醚、苯、三氯甲烷、石油醚等。它只部分溶于脂肪族的醇类,如乙醇。像其它非极性的表面活性剂一样,不容于 极性的溶剂,如乙酸甲酯,尤其是丙酮;但在有少量油脂存在时,磷脂于丙酮和乙酸甲酯中的溶解度即增加。卵磷脂可溶解于乙醇中,而脑磷脂则不溶解。利用磷脂 在上述溶剂中溶解度的差异,可作为分离,提纯及定量磷脂的依据。磷脂能溶于动植物油脂,矿物油及脂肪酸中,实际上不溶于冷的动植物油脂。磷脂中加入脂肪 酸,可使塑性磷脂软化或液化,成为流体磷脂。

磷脂的胶体性

    在磷脂的分子中,有磷酸根与氨基醇亲水基团和碳氢键疏水基团,能使水油两个不相溶的相形成稳定的胶体,这是因为磷脂在水与油两相之间形成一个界面层,由于这个界面层的存在而降低了油与水之间的界面张力。

    磷脂存在于油脂中具有明显的亲水胶体性,当与适量的水相混时,磷脂即从油脂中分离出,特别是在pH>8时呈微碱性的热水中更易吸水膨胀,直至生成胶体溶液。磷脂的这种吸水膨胀产生乳化胶体的特性,是它从毛油中制取和广泛应用的基础。

1.2 磷脂的化学性质

1.2.1 磷脂的分解

   磷脂接触空气或在阳光照射下极不稳定,易氧化酸败而色泽变深。但在无水分的油脂中比较稳定。所以浓缩磷脂中的油脂可以防止磷脂氧化酸败,有利于磷脂的贮存。磷脂在高温中不稳定,在制油及制取磷脂过程中,温度在150时,油脂色泽加深,制取的磷脂气味不佳,超过150时磷脂逐渐分解。

1.2.2 磷脂的水解

磷脂在碱性乙醇溶液或水溶液中加温易皂化,或者在强酸性的水溶液下高温使其水解。皂化后生成肥皂、磷酸甘油的盐类、肌醇磷酸盐类各种氨基化合物及碳水化合物,进一步加热生成甘油、肌醇及磷酸;酸化水解(或加压水解)后生成游离脂肪酸及上述化合物的游离物质。

1.2.3 磷脂的酶解

磷脂可以被酶分解,至少有四种以上的磷脂酶可用于分解羧酸及磷酸所形成的酯键。其中有的酶只可分解磷脂上的不饱和脂肪酸而对饱和脂肪酸不起作用。这种作用可生成一种具有强烈的溶血作用因而称为溶血磷脂的磷脂。

1.2.4 磷脂的氢化

磷脂可以用镍作催化剂在适当条件下进行氢化,氢化后生成白色固体的氢化磷脂。为了便于操作,氢化可在乙酸乙酯等溶剂中进行。氢化后的磷脂可作为润滑油的添加剂。

1.2.5 磷脂的其它反应

    磷脂中的不饱和酸可以溴化而形成各种卤化磷脂质。这些物质的理化性质与磷脂相同。

磷 脂用普通的方法只能勉强地加以磺酸化,因为一般所用的磺酸化剂都是强烈的脱水剂,如硫酸及氯磺酸等都会将其碳化。如在醛类、酮类、酚类等存在下,磷脂用二 氧化硫来处理而很容易成为磺酸化衍生物,而醛、酮或酚都变成磷脂分子中的一部分。此种磺酸化产品可用于纺织工业及制革中的揉革用原料。

2. 磷脂的用途

    磷脂具有重要的理化特性,所以它在食品、医药、饲料及其他工业部门有着广泛的用途。

2.1 食品工业

   磷脂是营养价值很高的物质,广泛用于食品工业上,如人造奶油、烘焙食品、糖果、饮料等。

2.1.1 人造奶油和起酥油

    人造奶油是油和水两相的混合物,在没有乳化剂条件下是不相溶的。磷脂作为乳化剂,能使油相和水相形成稳定的乳胶体,在特定的工艺条件下磷脂能使人造奶油形成W/O型(油包水)或O/W型(水包油)两大类产品。早期的人造奶油生产使用的乳化剂主要是磷脂(或用鸡蛋)。目前生产人造奶油除了合成乳化剂外,磷脂还是重要的乳化剂之一。在起酥油中添加磷脂作为乳化剂,这种起酥油添加到面团中,使食品更具有特性,如可塑性、起酥性、吸水性、乳化分散性性等优点。

2.1.2 烘焙食品

    在面包、饼干和糕点的面团中添加磷脂,利用其乳化性质,可改进面团吸水作用,使面粉、水、油脂易于混合均匀,增强起酥性,增大制品的体积,提高营养成分,使食品酥脆,美味可口。

2.1.3 糖果

    各 种糖果制品中,加入磷脂有助于糖浆和油脂的快速乳化,可提高润湿效果,使糖果外表光滑而不粘。降低了原料的粘度,有利于操作,增加产品的均匀度及稳定性, 而且又是很好的脱模剂。例如在生产巧克力所用的可可粉、砂糖、奶粉等原料中,适量地添加磷脂可控制粘度,更主要的是控制结晶良好,产品口溶性及口感性良 好,能有效地防止巧克力在贮存时或在货架上产生冒霜现象。

饮料

    在粉未或结晶饮料方面,添加适量磷脂,可作乳化剂和润湿剂作用。在冰淇淋生产方面,磷脂可作为乳化剂及稳定剂。在豆奶(或豆浆)升温时,磷脂可作为去沫剂防止外溢剂。磷脂在生产O/W型(水包油型)乳状液饮料时是良好的乳化剂。

2.2 医药工业

2.2.1 医药乳化剂

    磷脂可作为脂肪乳剂的乳化剂。静脉注射脂肪乳输液,是一种浓缩的肠外高能量营养液。其组成为:豆油等渗剂及注射用水,用卵磷脂为乳化剂,经乳化制成O/W型乳化剂,用于人体静脉输液,能完全被人体所吸收,对恢复健康增强体力有一定的作用。

    制备脂质体:脂质体是药物载体,可制备抗癌药物的新剂型;由于脂质体的化学组成和人体的细胞膜接近,故药物渗透性强。脂质体临床应用在肺癌和胃癌方面,疗效显著。

    脂溶性药物乳剂:卵磷脂作乳化剂,具有无毒性,能量高,乳化效果好,在高压及灭菌下,油粒分散很细,颗粒能达到1μm,因而优于其它乳化剂。

2.2.2 保肝药物

    大豆磷脂可提供胆碱和必需脂肪酸(如亚油酸、亚麻酸)。胆碱具有增强肝细胞及肝组织的机能及提高肝组织的再生能力。磷脂对脂肪的代谢起重要作用,它是脂肪酸出入细胞的携带者,能帮助脂肪酸弥散和氧化,促进脂质的代谢。

健脑及健身药物

    磷脂类有促使神经细胞内部结构生长旺盛作用。由于磷脂类有增强神经组织的作用,并能调整高级神经活动过程,因此,磷脂可应用于治疗神经衰弱和减轻神经骚乱症状,在健脑方面经临床应用疗效显著。

    磷脂应用于婴儿食品方面,以补充脑发育最旺盛时期的必需营养物质,对促进神经细胞生长有很好的作用。    磷脂类在人体血浆内起着乳化剂的作用和影响胆固醇及脂肪的运输和沉积,能够使动脉粥样硬化斑块消失。故食用磷脂可降低人体内胆固醇含量。

   磷脂有促进人体造血器官结构作用,能使血红蛋白增高,使血细胞的线粒体和中性红体增多,因此磷脂可用来治疗再生不良性贫血。

   磷脂能增强骨细胞别的活动机能,对骨细胞的生长、骨细的运动有一定作用,骨折后食用磷脂,对骨折恢复有益。

2.2.3 外用药物

    磷脂有加强细胞的基本结构和促进新表皮细胞的生长,故磷脂有增进伤口愈合的作用。磷脂制备皮肤药物,可用来治疗皮肤病如脚癣、牛皮癣等皮肤病。

2.3 饲料工业

    磷脂可以作为畜禽动物及水产养殖的饲料营养添加剂,用于饲料工业。

    在饲料中添加磷脂能促进动物的神经组织、内脏、骨髓、脑的发育,为畜禽动物及淡水鱼类增产,可节约蛋氨酸的消耗。在饲料中添加磷脂,可补充动物机体内的能量消耗,提高了饲料营养价值,在蛋鸡饲料中添加磷脂,对鸡的消化吸收有促进作用,能提高蛋鸡的产蛋量。

    国内有很多研究单位在磷脂饲喂试验方面作了很多工作,北京营养源研究所、上海市油科所、上海水产所、厦门水产学院等单位研究了在肉猪和淡水鱼类的饲料中添加菜油磷脂,结果表明,肉猪饲料中添加磷脂,肉猪增重约4%,节约饲料4%左右,鱼配合颗粒添加菜油磷脂,可增产10%左右。

2.4 其他方面的应用

    磷脂在各行各业有着广泛的用途,对提高产品质量有一定的作用。

2.4.1 化妆品

    磷脂具有O/WW/O型的乳化性质;同时磷脂对人体细胞的正常活动和新陈代谢起着重要作用,对皮肤有很好的协调和渗透性。在化妆品中适量添加磷脂,对滋润皮肤,防止皮肤干燥有一定的作用。

2.4.2 洗涤剂

    在洗涤剂中添加磷脂,可以降低溶液的表面张力,增加润湿能力,提高洗涤效果。

2.4.3 涂料

    磷脂添加在涂料中,可作为乳化剂和分散剂,防止颜料沉淀及稀释分层有一定作用。在增进粉刷性能,使粉刷面平滑柔美光亮,涂膜均匀,提高油漆质量。

2.4.4 椽胶

    在天然橡胶、合成橡胶、硬橡胶和再生橡胶中添加磷脂,有软化、分散、促进硫化并在防止老化方面有一定的功能。

2.4.5 皮革

    磷脂使用在制革方面,能使皮革增加塑性和强度,皮革柔软具光泽。

2.4.6 纺织工业

    磷脂在纺织、印染中有多种用途,如作乳化剂、渗透剂、扩散剂、抗氧剂等,也可用于纺织品的洗涤,脱胶、丝光处理、染色等工艺中。在纺织、印染中,不论棉纺、毛纺等它均起很大作用。

    磷脂除了上述的各方面应用外。还有其它用途,如铸造金属件时作为砂子的粘结剂。在农药方面可作为制剂的乳化分散剂。粉状脂磷用于录音机、彩色胶卷、萤光屏等方面是一种很好的分散剂。

3. 影响磷脂品质的因素

    油料的质量、油料加工条件、磷脂产品加工工艺,都会影响磷脂的品质。

3.1 油料的生长条件

  在油料中,磷脂与油的比例尽管基本上是不变的,但油料的生长条件对油料的脂肪酸组成仍然有一定的影响。生长在北方地区的油料比生长在较暖和的气候的油料有比较高的亚油酸含量。

  土壤的组成对油料中油与蛋白的比例以及油料磷脂中微量矿物质含量有影响。在美国南方种植的大豆与北方的大豆比较,有较高的钙含量。

3.2 油料成熟程度

  油料收获是否成熟、是否受到霜冻,将直接对磷脂的质量有影响。未成熟的油料,不仅影响磷脂的颜色,而且影响磷脂的产量和组成。当加工新的大豆时,尤其是加工比较青的大豆时,油色发绿,即使在脱色时,也很难将其绿色脱去。Privert的研究表明,在开花后67天收获的大豆中磷脂酸的含量较高而磷脂酰胆碱含量较低。开花后97天收获的大豆中磷脂组成有了明显变化,与前者相比,磷脂酰胆碱含量增加了3倍,磷脂酰胆胺增加了7倍,但大豆中油量基本上没有变化。

  遭霜冻的大豆,游离的脂肪酸含量增高,磷脂产率降低。其结果是在水化脱胶时,得到的水化油脚丙酮不溶物含量降低,油脚稠度不均匀,影响离心分离的效果,给调节油的丙酮不溶物含量和酸价带来困难,使产量和质量降低。

3.3 油料的储藏条件

油料是一种生命体,油料的组成随着储藏时间和储藏条件而发生变化。

大豆可以保存12年。储存期延长能改变大豆油中丙酮不溶物的含量。储存时间长,大豆中磷脂酸和游离脂肪酸的含量增加,使磷脂的粘度和丙酮不溶物降低。遭霜冻的大豆叶绿素含量较高,磷脂含量低,储存时间越长,磷脂含量越低,游离脂肪酸和磷脂酸的含量越高。

  大豆在低湿度、能进行适时翻动的条件下保存最好,这样能保持大豆在储存时不致于发生局部过热。局部过热使大豆发生变质,产生一种焦糊味和酸味。这种情况对油脂含量没有太大的影响,但对磷脂的含量有影响。

  破损的大豆对油脂和磷脂都有不利的影响。一旦种皮破裂,大豆暴露在空气和光线下,导致磷脂的氧化分解。

3.4 油料的预处理

油料中带有含铁元素的土、外来的有机杂质、农药残留等直接影响磷脂和油的质量,应在预处理阶段清除,因为在后来的工序去掉这些物质是困难的。清除外来的杂质可以加强清选设备,而去掉农药残留最有效的办法是脱皮。脱皮还可以改善磷脂以及油的色泽,因为种皮中含有较多的色素物质。

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