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磷脂工業的發展歷史(一)

發布日期:2018-03-16 14:58:58

  • 磷脂(Lecithin)一詞,源于希臘語的蛋黃(Lekithos)。最初磷脂是從蛋黃中分離的價格昂貴的藥品,磷脂工業的發展己有一百多年的歷史,當今隨著大豆制油工業的發展,分離大豆磷脂的技術日臻完善,市場上磷脂產品琳瑯滿目。"商業大豆卵磷脂"在市場上己成為磷脂的通稱。

    磷脂是一種復雜的混合物,主要有三種磷脂組成:磷脂酰膽堿 PC(也稱為 "純" 或 "化學" 卵磷脂,以區別于天然混合物)。磷脂酰乙醇胺PE (俗稱 "腦磷脂")以及磷脂酰肌醇PI (也稱為肌醇磷脂)。磷脂的各種產品分為三類:粗磷脂(未精制)、精煉磷脂、改性磷脂。



    一、磷脂的發現

    1719年德國人Hensing發現磷是大腦的組成成分之一,他在德國吉森(Giessen )大學完成的一篇論文中描述了他的發現。

    A.F. de Fourcroy (1755-1809),在1793年發表的研究報告中提到復雜的脂肪化合物。

    L.N. Vauquelin (1763-1809) 是 de Fourcroy 的學生,1812年他可能是第一個從腦組織分離出含有磷的脂肪化合物。

    其他科學家如 Couerbe  (1834年)、e Fremy(1841年) 和 Fremy 和 Valencienne  (1857年),后來發現了類似的物質。

    Topler在 1861年在植物中發現了這種類型的物質。

    然而花了許多年才發現植物和動物的磷脂有類似的結構,并得出結論:磷脂存在于所有生物體內。

    在 1846 /1847年,莫里斯(Maurice Gobley )(1811-1876) 從蛋黃中分離出磷脂。1850年他將這種物質稱為 "卵磷脂" "lecithin,"lecithin這個詞從希臘語lekithos (蛋黃) 獲得。他還是第一個從天然物質中分離出甘油磷酸酯、飽和酸 (十七酸、棕櫚酸和硬脂酸的混合物) 和不飽和脂肪酸 (油酸),以及含氮化合物,當時他還不確定。

    在1862和1868年之間,C Diakanow和Adolph Strecker能夠識別 Gobley 發現的含氮化合物。在 1862年Justus Liebig的私人助理斯特里克爾(Strecker)在膽囊中發現了一種含氮化合物,他命名為膽堿(choline),該詞來源于希臘 kbol (膽汁)。此外,這些研究顯示兩個脂肪酸與甘油磷酸鹽相連接。他們還首次推測磷酸作為甘油二酯和磷脂酰膽堿之間的聯系。斯特里克爾68歲時從 Tiibingen 遷至 Wiirzburg,而費利克斯教授(Felix Hoppe-Seyler)當時是 42歲,他從斯特里克爾那里接手卵磷脂研究。

    在1850和1882年之間John Lewis William Thudichum在大腦化學領域進行了詳細的研究, 闡明了大腦的許多磷脂化合物的結構 [其中腦磷脂 kephalin (按照希臘語 kephalos = 腦),也被稱為也被稱為乙醇胺磷脂或磷脂酰乙醇胺]

    Thudichum 在吉森Giessen 大學學習,受Justus Liebig的影響,1851年獲得博士學位。在1853年他搬到了倫敦,在那里他建立了一個私人實驗室。他的研究結果于1854年以英文發表,1901年以德語出版。因此,他奠定了磷脂化學的基礎。

    斯特里克爾、Hoppe-Seyler 和 Thudichum 進行的研究對眾多科學家起到了推動作用,當下出版的出版物層出不窮。發現卵磷脂存在于所有能發育的細胞中。它被發現在谷物、玉米、燕麥胚芽、豌豆、小麥胚芽、豆類。甚至在肉里。

     

    二、從研究到實際應用

    從科學實驗室獲得的新知識在實踐中得到了迅速的應用。有人試圖從動物來源生產可用于治療應用的卵磷脂產品。雖然 "卵磷脂" 一詞最初是為了表示 phcspharidylcholine (PC), 從今以后所有包含PC的混合物被稱為卵磷脂。

    卵磷脂的主要來源是雞蛋。早在 1910年,就有各種含有卵磷脂的藥物制劑。生產企業如J.D. Riedel AG(柏林); Aktien-Gesellschaft fur Anilin-Fabrikation (AGFA)(柏林); Dr.Heinrich Buer 公司努力在德國開發含有卵磷脂的產品。卵磷脂在治療應用中很快就具有重要意義;然而它太昂貴,也沒有足夠的數量用于工業應用。因此磷脂工業開始尋找一個更便宜、更廣的來源。那個來源就是大豆。


    大豆最早在5000 年前在中國種植。它的耕種大概始于公元前1100年中國的東北部。大豆在公元前200年左右到達韓國,第三世紀抵達日本。在第十七世紀,大豆在歐洲被稱為東方的外來植物。坎普弗爾(Engelbert Kaempfer)在1691年和1692在日本擔任荷蘭東印度公司的醫生,出版了一本題為 "Amoenitatum Eroficum" 的書,他詳細描述了大豆,同時也提到了它作為亞洲食物的重要性。大豆滿足了幾乎所有亞洲人的蛋白、脂肪和膳食磷脂的需求。然而直到 1712年,西方世界才認識到大豆是一種食品。雖然植物在1804年在美國被了解了,它的耕種在歐洲開始于1875年。

     

    在第十九世紀末和第二十世紀初,喬治 w. 卡弗教授(George W. Carver)(1864-1943) 對大豆作物的病蟲害包括真菌病害進行了深入研究。

    卡弗以前是奴隸,在36歲的時候,已經獲得農業博士學位,倫敦皇家學院的成員,并在美國南部的塔斯基吉農業研究所的負責人。在 1900年,他把大豆真菌歸類為斑藜,卡弗提倡將三種原料作為美國主要食品: 紅薯、花生、大豆。然而在美國,大豆作為糧食作物的種植直到第二十世紀的三十年代才開始。1935年,卡弗任職于美國農業部的檢驗服務部門。

    在德國1900年左右曾試圖種植大豆。然而由于大豆需要超過150天才能達到成熟,因此必須在4月播種,以便在9月收獲莊稼。然而, 中歐嚴重的溫濕與當地的深夜霜凍挫敗了這種企圖。因此大約 1908年,德國開始大規模從滿洲進口大豆。大豆船運到達漢堡,并很快在一個油廠被加工。

    加工的豆油有發蒙的傾向。為了防止這種情況發生,毛油中的天然 "膠質必須從油中除去,產生副產品卵磷脂 (油腳)。德國人波爾曼最初使用了大約2份乙醇 (乙醇) 和3份苯或揮發性液態烴的混合溶劑,這一理論認為混合溶劑浸出的豆粕會更可口。并且混合溶劑比己烷得到一個更大的卵磷脂產量。這一發明在1935年以后被廣泛使用 ,采用混合油脫膠工藝,蒸汽被注入到毛油中水化磷脂, 以后通過離心機分離去除。最后在真空下干燥約 60度 以獲得棕色粘性液體。

    卵磷脂通常被稱為商業卵磷脂主要用于人造黃油工業作為抗晰出和褐變的添加劑以達到類似于黃油的效果人造黃油工業每年需要大約500噸卵磷脂;另一個需要卵磷脂的行業是巧克力工業。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價、最豐富的卵磷脂的來源。目前,它們主要生長在美國、巴西、阿根廷和中國,這些國家占世界市場的91%。中國大陸2017年大豆壓榨量達9000萬噸,潛在大豆粗磷脂量可達70萬噸以上。

    (未完待續)

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磷脂工業的發展歷史(二)  2018-03-16
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