超聲波作用下大豆磷脂的羥基化改性研究

張世蘭

摘 要：進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對生活方式有了更高的要求，越來越多的人更趨向于食用一些營養(yǎng)品。其中，豆制品是廣大群眾的重要選擇，這是因?yàn)榇蠖垢缓鞍踪|(zhì)，人們食用后能夠有利于機(jī)體的消化和吸收。其中，大豆磷脂是大豆的重要的化學(xué)組成成分，而且經(jīng)過不斷的改進(jìn)，大豆磷脂已經(jīng)成為天然的表面活性劑，在食品、 醫(yī)藥、 化妝品、 飼料等領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用。但是大豆材料在應(yīng)用過程中還有許多缺點(diǎn)，其親水性能和乳化分散性不是很理想，所以在應(yīng)用過程中還需要對其性能進(jìn)行不斷改進(jìn)，如此，才能使其更加滿足市場需求。下面，本文對大豆?jié)饪s磷脂羥基化改性做研究，提出了改進(jìn)羥基化性能的工藝手段。

關(guān)鍵詞：大豆磷脂；羥基化改性；超聲波作用

大豆磷脂是在進(jìn)行大豆油精煉過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，該物質(zhì)在化學(xué)成分上屬于化合物，是由脂肪酸甘油酯通過磷酸根與膽堿或膽胺等不同的基團(tuán)相連接生成的，其構(gòu)成成分也是多種多樣的，而主要成分主要是磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇等。而且近些年來，大豆磷脂還被廣泛應(yīng)用到奶制品中，在奶制品的制造過程中充當(dāng)天然乳化劑，這是因?yàn)榇蠖沽字杏H水和疏水的基團(tuán)。而且，大豆磷脂還富含不飽和脂肪酸，所以醫(yī)學(xué)界也開始用其制造各種保健品，大豆磷脂還可以當(dāng)做一種天然的營養(yǎng)強(qiáng)化劑，人們食用后可以對身體的脂肪代謝、肌肉生長、系統(tǒng)發(fā)育起到顯著的作用。而經(jīng)過近些年的科技研究發(fā)現(xiàn)，超聲波作用對大豆磷脂羥基化反應(yīng)起到了顯著的作用，進(jìn)而更加滿足人們的生活需求；下面，筆者通過具體實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行深入探討。

一、材料與方法

1.主要材料

本研究所使用的大豆磷脂材料統(tǒng)一為鄭州四維磷脂技術(shù)有限公司所生產(chǎn)的；所使用的化學(xué)藥品或試劑如下：硫酸鈉、碘化鉀、鹽酸試劑、冰乙酸試劑、一氯化碘、雙氧水溶液、硫代硫酸鈉等，以上化學(xué)試劑均使用天津市凱通化學(xué)試劑有限公司所出廠的。

2.主要儀器

由梅特勒-托利多儀器有限公司制造的梅特勒型天平；由寧波新生物科技股份有限公司制造的超聲波清洗機(jī)；恒溫加熱攪拌器以及電熱式鼓風(fēng)型干燥箱；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀器和循環(huán)水式真空泵。

3.實(shí)驗(yàn)方案

首先，要用梅特勒型天平先稱取一定的經(jīng)過濃縮后的大豆磷脂，然后將稱取后的濃縮大豆磷脂置于燒瓶中，然后再往燒瓶中注入一定量的乳酸試劑和雙氧水試劑，在該環(huán)節(jié)中，要按照正確的步驟進(jìn)行操作。其次，通過一定的操作讓燒杯中的溶液混合均勻，該環(huán)節(jié)可以使用晃動燒瓶或者攪拌的方式對其操作。最后，將燒杯置于超聲波清洗器中，而且超聲波清洗器的功率一般為2千瓦，然后使其進(jìn)行羥基化反應(yīng)；在反應(yīng)過程中要注意反應(yīng)條件，要保證反應(yīng)時間的充足和外界溫度的恒定，反應(yīng)結(jié)束后需要加入一定量的堿液加以中和，然后測定羥基化產(chǎn)物的碘值。

4.碘值的測定

碘值是反映脂類物質(zhì)中不飽和脂肪酸含量的有效方法，其原理是碳鏈中的不飽和鍵可以與鹵族元素發(fā)生反應(yīng)，不飽和雙鍵的數(shù)目越多，所需要的鹵素含量也就越多，因此可以通過測定脂類物質(zhì)吸收碘的量，進(jìn)而測定其不飽和度。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.單因素對磷脂羥基化程度的影響分析

首先，乳酸的加入能夠促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，這是因?yàn)樵诹字u基化的過程中，乳酸可以為反應(yīng)充當(dāng)催化劑，乳酸是酸性物質(zhì)，能為整個反應(yīng)提供酸性環(huán)境，進(jìn)而防止過氧化氫的分解；而且乳酸可以與磷脂發(fā)生羥化反應(yīng)，所以控制乳酸的用量對促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行至關(guān)重要。在本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)乳酸加入量小于3%，隨著的乳酸加入量的增加，產(chǎn)品的碘值逐漸減小，磷脂中的不飽和度逐漸降低，說明其羥基化程度越高，而當(dāng)乳酸加入量大于3%時，則隨著乳酸加入量的增加，產(chǎn)品的碘值逐漸變大，磷脂中的不飽和度逐漸升高，說明其羥基化程度越低；所以該實(shí)驗(yàn)中的乳酸加入量應(yīng)為3%。其次，雙氧水加入量對磷脂羥基化程度的影響；雙氧水在磷脂的羥基化反應(yīng)中能夠起到氧化乳酸的作用，在本實(shí)驗(yàn)中，隨著雙氧水加入量的增多反應(yīng)物的碘值逐漸降低，表明磷脂羥基化程度逐漸增高，當(dāng)雙氧水加入量大于20%時，則磷脂的碘值又開始降低，說明雙氧水的加入量為毛20%最為合適。最后，就是時間對羥基化程度的影響；隨著反應(yīng)時間的延續(xù)，產(chǎn)物的碘值逐漸降低，而當(dāng)超過30分鐘后，碘值變化程度不大，說明30分鐘應(yīng)為反應(yīng)進(jìn)行的最佳時間。

2.正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇乳酸加入量、雙氧水加入量、反應(yīng)時間三個因素，每個因素分別取3個水平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中水平1：乳酸加入量為2%，雙氧水加入量為15%，反應(yīng)時間為20分鐘；水平2：乳酸加入量為3%，雙氧水加入量為20%，反應(yīng)時間為30分鐘；水平3：乳酸加入量為4%，雙氧水加入量為25%，反應(yīng)時間為40分鐘；而且經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)反應(yīng)條件為乳酸加入量為4%，雙氧水加入量為20%，反應(yīng)時間為40分鐘時為最佳工藝選擇；而且乳酸加入量對羥基化影響程度最高，其次是反應(yīng)時間，最后是雙氧水的加入量。

三、討論

綜上所述，本研究通過實(shí)驗(yàn)對超聲波作用下大豆磷脂的羥基化改性進(jìn)行了深入的研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，乳酸加入量、反應(yīng)時間以及雙氧水加入量均能夠?qū)Τ暡ㄗ饔孟碌牧字牧u基化反應(yīng)起到一定的促進(jìn)作用，而且當(dāng)反應(yīng)條件為乳酸加入量為4%，雙氧水加入量為20%，反應(yīng)時間為40分鐘時為最佳工藝選擇。

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