金属离子对油脂中磷脂凝聚态的影响

 张昭炜1，3，李俊2，杜华楠2，李中宾2．王文华2，于殿字2, 3*

 1．三河汇福粮油集团有限公司（三河065201）；2．东北农业大学食品学院（哈尔滨150030）；3．河北省食用植物油加工工程技术研究中心（三河065201）

摘要先以大豆磷脂脂质体为对象，分别研究了Ca2+、Mg2+、Fe3+及Mn2+金属离子对其稳定性的影响。再将离子水加到大豆毛油中进行水化脱磷，以油中含磷量为指标，进一步研究金属离子对大豆磷脂凝聚态的影响。最终得出结论，当分别用质量浓度为250 mg/L, 250 mg/L，0.4 mg/L及0.25 mg/L的Ca2+、Mg2+、Fe3+及Mn2+的离子水进行水化脱磷后，油中含磷量最低，表明Ca2+、Mg2+、Fe3+及Mn2+对大豆油水化脱磷在一定范围内有促进作用，从而得到一定浓度的金属离子有破坏大豆磷脂脂质体稳定性的作用的结论。

关键词金属离子；水化脱胶；磷脂；脂质体

  脱胶处理是精炼工艺中的重要环节，通过脱胶可以除去毛油中所含的磷脂、蛋白质等胶质，特别是磷脂，故又称脱磷。油脂在水化脱胶过程中，磷脂的甘三酯溶胶（粗油）与水接触时，由于磷脂的双亲性均强，起乳化和增溶作用，而使水浸入原来难以进入的油相，形成混合脂质双分子层——磷脂分子和甘三酯分子往复交替排列的双分子层，水分子在两层混合双分子层之间，因此也出现膨胀现象，呈现更显著的胶体性质。有研究表明，在毛油水化时，Ca2+和Mg2+与水竞争磷脂分子的结合点，与部分磷脂形成钙镁磷脂，减少磷脂与水接触机率，使磷脂中的磷脂酰乙醇胺和磷脂酸钝化，部分磷脂转化为非水化磷脂。因此，水的质量对胶质的脱出有一定的影响。而现今油脂加工企业中毛油脱胶普遍采用水化脱胶，在油厂水化脱胶工序中，水的硬度要求比较严格。常采用蒸汽，蒸汽冷凝水及去离子水等作为水化用水。近年来，随着生物磁学的广泛应用，对磁化水用于大豆毛油中进行水化脱胶也作了相应地研究。

  脂质体( Liposome)是磷脂分散在水中形成的一个类球状的，包封一部分水相的封闭囊泡。天然磷脂有大豆磷脂和蛋黄磷脂，其中大豆磷脂中脂肪酸含量高并且脂肪链具有高度的不饱和性，以大豆卵磷脂为膜材制备的脂质体具有很好的流动性和渗透性，不仅有利于穿透表面屏障，而且有利于引发细胞之间的生化反应。有关研究表明，在一定范围内，离子浓度越高，脂质体的稳定性越高；二价离子对脂质体稳定性的影响比一价离子大；一定浓度下，离子半径越大越能稳定双分子层；适当引入离子，有利于脂质体囊泡的形成。

 由于油脂水化脱胶过程中的胶体的形成与脂质体的形成过程相似，为便于控制，先以大豆磷脂脂质体为对象，研究一些金属离子对其稳定性的影响。再将离子水加到大豆毛油中进行水化脱胶，以脱胶油中含磷量为指标，进一步研究金属离子对水化脱胶磷脂凝聚态的影响。

1  材料与方法

1.1原料与试剂

 新鲜大豆油脚：大豆毛油（磷含量1 116 mg/kg），黑龙江龙江福粮油有限公司；丙酮、氮气：（纯度≥99.9%)，哈尔滨黎明气体有限公司；重蒸去离子水为实验室自制；三氯甲烷：分析纯，购自天津市耀华试剂有限责任公司；CaCl2、MgCl2、FeCl3、MnCl2、氢氧化钾、盐酸、硫酸、氧化锌、硫酸联氨、钼酸钠等：购自天津市天力化学试剂有限公司，均为分析纯。

1.2仪器与设备

 透射电镜：日本日立公司；高速离心机：北京医药公司；真空泵，旋转蒸发仪，DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器：巩义市英峪予华仪器厂；恒温干燥箱101-1型：上海实验仪器厂；恒温水浴锅：余姚市东方电工仪器厂；LD4-2A低速离心机：北京医用离心机厂；马弗炉：温州市双屿仪表厂；722型可见分光光度计：上海光谱仪器有限公司。

1.3磷含量的测定方法

 采用GB 5537-1985钼蓝比色法。

1.4试验过程

 1)大豆磷脂的提取：以一定转速离心5 min，取中层油脚与不同体积比的丙酮充分混合，以一定量的丙酮分不同次数洗涤，将洗液与油脚倒入布氏漏斗减压抽滤至无液体流出。固体放人小于60 0C的烘箱干燥2 h．即得浓缩大豆磷脂。

 2)大豆磷脂脂质体的制备：称取大豆磷脂约2g，置于250 m L圆底烧瓶中，加入数粒直径约4 mm的玻璃珠，加氯仿10 m L，通入氮气，稍加振摇使磷脂溶解，采用旋转薄膜蒸发法制成均匀的脂质干膜，以氮气流吹尽残余氯仿，然后加入去离子水，振摇数分钟，使成乳白色脂质混悬液，即得大豆磷脂脂质体。

 3)离子溶液的配制：分别制取离子浓度为1 g/L的CaCl2、MgCl2、FeCl3和MnCl2溶液，备用。

 4)浊度测定：脂质体的稳定性可以通过混悬液的浊度变化来判断，浊度可用吸光度的变化来确定。将一定量的脂质体溶液分别与不同浓度的CaCl2、MgCl2、FeCl3和MnCI2溶液以1:1体积比充分混合，用紫外分光光度计在500 nm下测定其吸光度，每30 min测定一次。

 5)离子水水化脱胶：用250 mL锥形瓶准确称量大豆毛油100 g，置于恒温加热磁力搅拌器中，在65 0C～85 0C下缓慢加入6%～10%上述配置的的一定浓度的离子水，在较低转速下搅拌20～40 min后迅速离心时间30 min(3 500 r/min)，得到脱胶油，依据1.3所述方法进行含磷量的测定。

2结果与分析

2.1  金属离子对大豆磷脂脂质体的影响

2.1.1 Ca2+对大豆磷脂脂质体的影响

 图1中Ca2+对大豆磷脂脂质体的吸光度曲线为先缓慢增加，然后出现一个平台，之后继续增加。

 图中开始时曲线缓慢升高，是由于脂质体带负电，加入的金属离子在一定浓度范围内，吸附在脂质体表面，对脂质体的聚集状态没有太大的破坏，相反对脂质体的形成有一定的促进作用。

2.1.2 Mg2+对大豆磷脂脂质体的影响

 图2中Mg2+对大豆磷脂脂质体的吸光度曲线与Ca2+相似，都是先缓慢增加，然后出现一个平台，之后继续增加。

2.1.3 Fe3+对大豆磷脂脂质体的影响

 图3中Fe3+其吸光度曲线都是先在一定离子浓度范围内出现一个平台，然后急剧增加并出现峰值，再急剧降低，最后继续缓慢增加。

 图中出现了吸光度曲线急剧升高和降低的现象，表明当离子浓度达到一定范围时，脂质体之间不断融合，导致脂质体透光性变弱，从而浊度急剧上升；当达到峰值时，脂质体溶解度达到最大，并有沉淀析出；当达到峰值后，金属离子的存在破坏了脂质体的聚集状态，并使其溶解度降低，表现为浊度的降低。

2.1.4 Mn2+对大豆磷脂脂质体的影响

  如图4所示，Mn2+影响的吸光度曲线是先有一定程度的下降，然后缓慢上升，出现峰值后骤降，最终趋于平缓。

  刚开始曲线出现的下降是因为采用脂质体与离子溶液的体积比为1：1，溶液被稀释，使得浊度降低，水量过多造成单位体积内脂质体数量的减少。与其他离子的吸光度曲线相比，也再次说明Mn2+的对大豆磷脂脂质体的影响效果最不显著。

2.2离子水对脱胶油中磷含量的影响

2.2.1 Ca2+和Mg2+浓度对含磷量的影响

 由图5可知，在C a2+质量浓度较低时，脱胶油中含磷量有一定升高，当C a2+浓度达到250 mg/L时，含磷量最低；当达到最低点后，脱胶油中含磷量随C a2+浓度的增加而继续上升。所以当离子水中Ca2+质量浓度为250 mg/L时，对毛油水化脱胶有促进作用。随着Mg2+浓度的增加，脱胶油中含磷量一直较高；当Mg2+质量浓度达到250 mg/L后，随着Mg2+浓度的增加，脱胶油中含磷量保持在一个较低的水平。

2.2.2 Fe3+浓度对脱胶油含磷量的影响

 由图6可知，在Fe3+浓度较低时，脱胶油中含磷量随着Fe3+浓度的增加而增加；当Fe3+质量浓度达到0.35mg/L时，含磷量最高；当达到最高点后，脱胶油中含磷量随Fe3+浓度的增加迅速下降；当Fe3+质量浓度达到0.4 mg/L时，含磷量最低；当含磷量达到最低点后，含磷量随着Fe3+质量浓度的增加反而增加。所以当离子水中Fe3+质量浓度为0.4 mg/L时，磷含量最低。

2.2.3 Mn2+浓度对脱胶油含磷量的影响

 由图7可知，在Mn2+浓度较低时，含磷量随着Mn2+浓度的增加而增加；当Mn2+质量浓度达到0.05 mg/L后，含磷量开始下降；当Mn2+质量浓度达到0.25 mg/L时，含磷量最低。

3结论

 综上所述，金属阳离子对大豆磷脂脂质体聚集态的影响比较明显，初步得出金属离子影响脂质体聚集态的大小顺序依次为：Ca2+和Mg2+> Fe3+> Mn2+。金属离子在一定的浓度范围内，能促进大豆磷脂脂质体的形成，当超过一定浓度范围，会破坏脂质体的聚集状态。并且，当向未脱胶的毛油中添加质量浓度为250mg/L的Ca2+，250 mg/L的Mg2+，0.4 mg/L的Fe3+及0.25mg/L的Mn2+离子水时，得到的脱胶油中含磷量明显降低，表明C a2+、Mg2+、Fe3+及Mn2+对大豆油水化脱磷在一定范围内有促进作用，从而得到一定浓度的金属离子有破坏大豆磷脂脂质体稳定性的作用的结论。