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磷脂工业的发展历史(一)

发布日期:2018-03-16 14:58:58

  • 磷脂(Lecithin)一词,源于希腊语的蛋黄(Lekithos)。最初磷脂是从蛋黄中分离的价格昂贵的药品,磷脂工业的发展己有一百多年的历史,当今随着大豆制油工业的发展,分离大豆磷脂的技术日臻完善,市场上磷脂产品琳琅满目。"商业大豆卵磷脂"在市场上己成为磷脂的通称。

    磷脂是一种复杂的混合物,主要有三种磷脂组成:磷脂酰胆碱 PC(也称为 "纯" 或 "化学" 卵磷脂,以区别于天然混合物)。磷脂酰乙醇胺PE (俗称 "脑磷脂")以及磷脂酰肌醇PI (也称为肌醇磷脂)。磷脂的各种产品分为三类:粗磷脂(未精制)、精炼磷脂、改性磷脂。



    一、磷脂的发现

    1719年德国人Hensing发现磷是大脑的组成成分之一,他在德国吉森(Giessen )大学完成的一篇论文中描述了他的发现。

    A.F. de Fourcroy (1755-1809),在1793年发表的研究报告中提到复杂的脂肪化合物。

    L.N. Vauquelin (1763-1809) 是 de Fourcroy 的学生,1812年他可能是第一个从脑组织分离出含有磷的脂肪化合物。

    其他科学家如 Couerbe  (1834年)、e Fremy(1841年) 和 Fremy 和 Valencienne  (1857年),后来发现了类似的物质。

    Topler在 1861年在植物中发现了这种类型的物质。

    然而花了许多年才发现植物和动物的磷脂有类似的结构,并得出结论:磷脂存在于所有生物体内。

    在 1846 /1847年,莫里斯(Maurice Gobley )(1811-1876) 从蛋黄中分离出磷脂。1850年他将这种物质称为 "卵磷脂" "lecithin,"lecithin这个词从希腊语lekithos (蛋黄) 获得。他还是第一个从天然物质中分离出甘油磷酸酯、饱和酸 (十七酸、棕榈酸和硬脂酸的混合物) 和不饱和脂肪酸 (油酸),以及含氮化合物,当时他还不确定。

    在1862和1868年之间,C Diakanow和Adolph Strecker能够识别 Gobley 发现的含氮化合物。在 1862年Justus Liebig的私人助理斯特里克尔(Strecker)在胆囊中发现了一种含氮化合物,他命名为胆碱(choline),该词来源于希腊 kbol (胆汁)。此外,这些研究显示两个脂肪酸与甘油磷酸盐相连接。他们还首次推测磷酸作为甘油二酯和磷脂酰胆碱之间的联系。斯特里克尔68岁时从 Tiibingen 迁至 Wiirzburg,而费利克斯教授(Felix Hoppe-Seyler)当时是 42岁,他从斯特里克尔那里接手卵磷脂研究。

    在1850和1882年之间John Lewis William Thudichum在大脑化学领域进行了详细的研究, 阐明了大脑的许多磷脂化合物的结构 [其中脑磷脂 kephalin (按照希腊语 kephalos = 脑),也被称为也被称为乙醇胺磷脂或磷脂酰乙醇胺]

    Thudichum 在吉森Giessen 大学学习,受Justus Liebig的影响,1851年获得博士学位。在1853年他搬到了伦敦,在那里他建立了一个私人实验室。他的研究结果于1854年以英文发表,1901年以德语出版。因此,他奠定了磷脂化学的基础。

    斯特里克尔、Hoppe-Seyler 和 Thudichum 进行的研究对众多科学家起到了推动作用,当下出版的出版物层出不穷。发现卵磷脂存在于所有能发育的细胞中。它被发现在谷物、玉米、燕麦胚芽、豌豆、小麦胚芽、豆类。甚至在肉里。

     

    二、从研究到实际应用

    从科学实验室获得的新知识在实践中得到了迅速的应用。有人试图从动物来源生产可用于治疗应用的卵磷脂产品。虽然 "卵磷脂" 一词最初是为了表示 phcspharidylcholine (PC), 从今以后所有包含PC的混合物被称为卵磷脂。

    卵磷脂的主要来源是鸡蛋。早在 1910年,就有各种含有卵磷脂的药物制剂。生产企业如J.D. Riedel AG(柏林); Aktien-Gesellschaft fur Anilin-Fabrikation (AGFA)(柏林); Dr.Heinrich Buer 公司努力在德国开发含有卵磷脂的产品。卵磷脂在治疗应用中很快就具有重要意义;然而它太昂贵,也没有足够的数量用于工业应用。因此磷脂工业开始寻找一个更便宜、更广的来源。那个来源就是大豆。


    大豆最早在5000 年前在中国种植。它的耕种大概始于公元前1100年中国的东北部。大豆在公元前200年左右到达韩国,第三世纪抵达日本。在第十七世纪,大豆在欧洲被称为东方的外来植物。坎普弗尔(Engelbert Kaempfer)在1691年和1692在日本担任荷兰东印度公司的医生,出版了一本题为 "Amoenitatum Eroficum" 的书,他详细描述了大豆,同时也提到了它作为亚洲食物的重要性。大豆满足了几乎所有亚洲人的蛋白、脂肪和膳食磷脂的需求。然而直到 1712年,西方世界才认识到大豆是一种食品。虽然植物在1804年在美国被了解了,它的耕种在欧洲开始于1875年。

     

    在第十九世纪末和第二十世纪初,乔治 w. 卡弗教授(George W. Carver)(1864-1943) 对大豆作物的病虫害包括真菌病害进行了深入研究。

    卡弗以前是奴隶,在36岁的时候,已经获得农业博士学位,伦敦皇家学院的成员,并在美国南部的塔斯基吉农业研究所的负责人。在 1900年,他把大豆真菌归类为斑藜,卡弗提倡将三种原料作为美国主要食品: 红薯、花生、大豆。然而在美国,大豆作为粮食作物的种植直到第二十世纪的三十年代才开始。1935年,卡弗任职于美国农业部的检验服务部门。

    在德国1900年左右曾试图种植大豆。然而由于大豆需要超过150天才能达到成熟,因此必须在4月播种,以便在9月收获庄稼。然而, 中欧严重的温湿与当地的深夜霜冻挫败了这种企图。因此大约 1908年,德国开始大规模从满洲进口大豆。大豆船运到达汉堡,并很快在一个油厂被加工。

    加工的豆油有发蒙的倾向。为了防止这种情况发生,毛油中的天然 "胶质必须从油中除去,产生副产品卵磷脂 (油脚)。德国人波尔曼最初使用了大约2份乙醇 (乙醇) 和3份苯或挥发性液态烃的混合溶剂,这一理论认为混合溶剂浸出的豆粕会更可口。并且混合溶剂比己烷得到一个更大的卵磷脂产量。这一发明在1935年以后被广泛使用 ,采用混合油脱胶工艺,蒸汽被注入到毛油中水化磷脂, 以后通过离心机分离去除。最后在真空下干燥约 60度 以获得棕色粘性液体。

    卵磷脂通常被称为商业卵磷脂主要用于人造黄油工业作为抗晰出和褐变的添加剂以达到类似于黄油的效果人造黄油工业每年需要大约500吨卵磷脂;另一个需要卵磷脂的行业是巧克力工业。第一家在巧克力中使用卵磷脂的公司是 Reichard 公司。

    如今大豆是世界上最廉价、最丰富的卵磷脂的来源。目前,它们主要生长在美国、巴西、阿根廷和中国,这些国家占世界市场的91%。中国大陆2017年大豆压榨量达9000万吨,潜在大豆粗磷脂量可达70万吨以上。

    (未完待续)

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