酶改性磷脂的制备及其乳化性能研究

作     者：闫俊辉 

作者单位：华中农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李维琳

授予年度：2021年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：PLA2 普通磷脂 酶改性磷脂 游离脂肪酸 乳化性 

摘      要：磷脂是一类含有磷酸的脂类,是天然的表面活性剂,具有乳化、润湿、粘度调节、防止抗性淀粉生成和促进营养物质吸收等多种功能,广泛用于饲料、食品、医药、化工、皮革、纺织、化妆品等多个领域。磷脂虽然是良好的天然表面活性剂,但因其亲水性较差,乳化能力不够理想,应用范围受到很大限制。深度开发应用磷脂,除了要降低磷脂产品的生产成本,还需要进一步研发高亲水性高乳化能力的磷脂产品,这也是此领域备受关注的热点。磷脂改性就是对普通磷脂用物理、化学或酶法进行性能优化,改性磷脂在乳化性,稳定性等方面均优于普通磷脂,其中酶改性磷脂因其属于生物体内天然存在的物质,所以使用安全性高,应用范围更广,而且制造过程温和,不产生有害物质,生产成本低,因而更具有技术和商业优势。本文旨在研究大豆浓缩磷脂制备酶改性大豆浓缩磷脂的技术,利用自制的PLA,水解除去磷脂分子上的脂肪酸,得到酶解磷脂(即酶改性磷脂)。研究结果可为酶改性磷脂的工业化生产工艺的制定提供依据。主要研究内容和结果如下:使用单因素方法优化了反应条件。将初始pH、底物浓度、温度、酶添加量、CaCl浓度和时间等独立变量作为反应变量,通过测定转化率高低对反应进行优化,获得转化率61.33±1.24%的酶改性磷脂制备方案。使用气相色谱(火焰离子检测器)法分析大豆浓缩磷脂酶解前后的脂肪酸种类和含量的变化。样本中检测到16种脂肪酸代谢物,结果表明酶解后不饱和脂肪酸含量明显增加,其中亚油酸(c18:2n6c)增加了137.32 mg/g Lecithin,亚麻酸(c18:3n3)增加29.31 mg/g Lecithin。油酸(c18:1n9c)增加29.21 mg/g Lecithin,而己酸(c06:0)、辛酸(c08:0)等饱和脂肪酸在酶解前后含量无明显变化。使用液质联用仪定量测定了大豆浓缩磷脂酶解前后磷脂种类和含量的变化。共检测了7种脂类,其中甘油二酯、单半乳糖二酰甘油和双半乳糖二酰甘油在整个酶解过程中含量没有发生明显变化。酶解后磷脂酰胆碱降低了102.72μmol/g Lecithin,磷脂酰乙醇胺的含量降低了148.27μmol/g Lecithin,对应的酶解产物溶血磷脂酰胆碱增加了97.60μmol/g Lecithin和溶血磷脂酰乙醇胺的含量增加了135.59μmol/g Lecithin。游离脂肪酸与磷脂种类和含量变化的分析表明,自制的PLA主要水解磷脂的sn-2位脂肪酸,酶活力高且专一性强。酶改性磷脂较普通磷脂中不饱和脂肪酸含量降低,稳定性增强。本文还初步研究了游离脂肪酸、温度、p H、无机盐对不同转化率酶改性磷脂的乳化性能影响,结果表明:在磷脂产品中少量的游离脂肪酸对磷脂乳液的乳化能力没有不利的影响;CaCl浓度越高,乳化能力越差;Na Cl对于磷脂乳液乳化能力的影响不显著;酸性和高温环境不利于磷脂乳液的稳定。酶改性磷脂的乳化能力均优于普通磷脂,且酶改性程度越高乳化能力越好。