超声波作用下大豆磷脂的羟基化改性研究

张世兰

摘 要：进入21世纪以来，随着人们生活水平的不断提高，人们对生活方式有了更高的要求，越来越多的人更趋向于食用一些营养品。其中，豆制品是广大群众的重要选择，这是因为大豆富含蛋白质，人们食用后能够有利于机体的消化和吸收。其中，大豆磷脂是大豆的重要的化学组成成分，而且经过不断的改进，大豆磷脂已经成为天然的表面活性剂，在食品、 医药、 化妆品、 饲料等领域都得到了较好的应用。但是大豆材料在应用过程中还有许多缺点，其亲水性能和乳化分散性不是很理想，所以在应用过程中还需要对其性能进行不断改进，如此，才能使其更加满足市场需求。下面，本文对大豆浓缩磷脂羟基化改性做研究，提出了改进羟基化性能的工艺手段。

关键词：大豆磷脂；羟基化改性；超声波作用

大豆磷脂是在进行大豆油精炼过程中产生的副产物，该物质在化学成分上属于化合物，是由脂肪酸甘油酯通过磷酸根与胆碱或胆胺等不同的基团相连接生成的，其构成成分也是多种多样的，而主要成分主要是磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇等。而且近些年来，大豆磷脂还被广泛应用到奶制品中，在奶制品的制造过程中充当天然乳化剂，这是因为大豆磷脂含有亲水和疏水的基团。而且，大豆磷脂还富含不饱和脂肪酸，所以医学界也开始用其制造各种保健品，大豆磷脂还可以当做一种天然的营养强化剂，人们食用后可以对身体的脂肪代谢、肌肉生长、系统发育起到显著的作用。而经过近些年的科技研究发现，超声波作用对大豆磷脂羟基化反应起到了显著的作用，进而更加满足人们的生活需求；下面，笔者通过具体实验对其进行深入探讨。

一、材料与方法

1.主要材料

本研究所使用的大豆磷脂材料统一为郑州四维磷脂技术有限公司所生产的；所使用的化学药品或试剂如下：硫酸钠、碘化钾、盐酸试剂、冰乙酸试剂、一氯化碘、双氧水溶液、硫代硫酸钠等，以上化学试剂均使用天津市凯通化学试剂有限公司所出厂的。

2.主要仪器

由梅特勒-托利多仪器有限公司制造的梅特勒型天平；由宁波新生物科技股份有限公司制造的超声波清洗机；恒温加热搅拌器以及电热式鼓风型干燥箱；旋转蒸发仪器和循环水式真空泵。

3.实验方案

首先，要用梅特勒型天平先称取一定的经过浓缩后的大豆磷脂，然后将称取后的浓缩大豆磷脂置于烧瓶中，然后再往烧瓶中注入一定量的乳酸试剂和双氧水试剂，在该环节中，要按照正确的步骤进行操作。其次，通过一定的操作让烧杯中的溶液混合均匀，该环节可以使用晃动烧瓶或者搅拌的方式对其操作。最后，将烧杯置于超声波清洗器中，而且超声波清洗器的功率一般为2千瓦，然后使其进行羟基化反应；在反应过程中要注意反应条件，要保证反应时间的充足和外界温度的恒定，反应结束后需要加入一定量的碱液加以中和，然后测定羟基化产物的碘值。

4.碘值的测定

碘值是反映脂类物质中不饱和脂肪酸含量的有效方法，其原理是碳链中的不饱和键可以与卤族元素发生反应，不饱和双键的数目越多，所需要的卤素含量也就越多，因此可以通过测定脂类物质吸收碘的量，进而测定其不饱和度。

二、实验结果

1.单因素对磷脂羟基化程度的影响分析

首先，乳酸的加入能够促进化学反应的进行，这是因为在磷脂羟基化的过程中，乳酸可以为反应充当催化剂，乳酸是酸性物质，能为整个反应提供酸性环境，进而防止过氧化氢的分解；而且乳酸可以与磷脂发生羟化反应，所以控制乳酸的用量对促进反应的进行至关重要。在本实验中，当乳酸加入量小于3%，随着的乳酸加入量的增加，产品的碘值逐渐减小，磷脂中的不饱和度逐渐降低，说明其羟基化程度越高，而当乳酸加入量大于3%时，则随着乳酸加入量的增加，产品的碘值逐渐变大，磷脂中的不饱和度逐渐升高，说明其羟基化程度越低；所以该实验中的乳酸加入量应为3%。其次，双氧水加入量对磷脂羟基化程度的影响；双氧水在磷脂的羟基化反应中能够起到氧化乳酸的作用，在本实验中，随着双氧水加入量的增多反应物的碘值逐渐降低，表明磷脂羟基化程度逐渐增高，当双氧水加入量大于20%时，则磷脂的碘值又开始降低，说明双氧水的加入量为毛20%最为合适。最后，就是时间对羟基化程度的影响；随着反应时间的延续，产物的碘值逐渐降低，而当超过30分钟后，碘值变化程度不大，说明30分钟应为反应进行的最佳时间。

2.正交实验

根据单因素实验结果，选择乳酸加入量、双氧水加入量、反应时间三个因素，每个因素分别取3个水平进行实验，其中水平1：乳酸加入量为2%，双氧水加入量为15%，反应时间为20分钟；水平2：乳酸加入量为3%，双氧水加入量为20%，反应时间为30分钟；水平3：乳酸加入量为4%，双氧水加入量为25%，反应时间为40分钟；而且经过实验表明，当反应条件为乳酸加入量为4%，双氧水加入量为20%，反应时间为40分钟时为最佳工艺选择；而且乳酸加入量对羟基化影响程度最高，其次是反应时间，最后是双氧水的加入量。

三、讨论

综上所述，本研究通过实验对超声波作用下大豆磷脂的羟基化改性进行了深入的研究，实验结果表明，乳酸加入量、反应时间以及双氧水加入量均能够对超声波作用下的磷脂的羟基化反应起到一定的促进作用，而且当反应条件为乳酸加入量为4%，双氧水加入量为20%，反应时间为40分钟时为最佳工艺选择。

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