至今,人们已发现磷脂几乎存在于所有机体细胞中,在动植物体重要组织中都含有较多磷脂。动物磷脂主要来源于蛋黄、牛奶、动物体脑组织、肝脏、肾脏及肌肉组织部分。植物磷脂主要存在于油料种子,且大部分存在于胶体相内,并与蛋白质、糖类、脂肪酸、菌醇、维生素等物质以结合状态存在,是一类重要的油脂伴随物。在制油过程中,磷脂随油而出,毛油中磷脂含量以大豆毛油含量最高,所以大豆磷脂是最重要植物磷脂来源。
磷脂是一类含有磷酸的脂类,机体中主要含有两大类磷脂,由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂(phosphoglyceride);由神经鞘氨醇构成的磷脂,称为鞘磷脂(sphingolipid)。其结构特点是:具有由磷酸相连的取代基团(含氨碱或醇类)构成的亲水头(hydrophilic head)和由脂肪酸链构成的疏水尾(hydrophobic tail)。在生物膜中磷脂的亲水头位于膜表面,而疏水尾位于膜内侧。磷脂是重要的两亲物质,它们是生物膜的重要组分、
乳化剂
和表面活性剂。
磷脂
组成
磷脂(phospholipid)由C、H、O、N、P五种元素组成,是生物膜的重要组成部分,其特点是在水解后产生含有脂肪酸和磷酸的混合物。根据磷脂的主链结构分为磷酸甘油脂和鞘磷脂。
从分子结构可知甘油分子的中央原子是不对称的,因而有不同的立体构型。天然存在的磷酸
甘油酯
都具有相同的主体化学构型。按照化学惯例,这些分子可以用二维投影式来表示。D-型和L-型磷酸
甘油醛
的构型就是根据其X射线晶体衍射结果确定的。右旋为D-型,左旋为L-型。磷酸甘油酯的
立体化学
构型及命名由此而推定。
2.鞘磷脂(sphingomyelin)鞘磷脂是含
鞘氨醇
或二氢鞘氨醇的磷脂,其分子不含甘油,是一分子脂肪酸以酰胺键与鞘氨醇的氨基相连。鞘氨醇或
二氢鞘氨醇
是具有脂肪族长链的氨基
二元醇
。 鞘氨醇或二氢鞘氨醇有长链
脂肪烃基
构成的疏水尾和两个
羟基
及一个
氨基
构成的极性头。
鞘磷脂含磷酸,其末端烃基取代基团为
磷酸胆碱
酰乙醇胺。人体含量最多的鞘磷脂是
神经鞘磷脂
,由
鞘氨醇
、脂肪酸及磷酸胆碱构成。神经鞘磷酯是构成生物膜的重要磷酯。它常与卵磷脂并存细胞膜外侧。
磷脂结构图2
极性磷脂在水溶液表面自然形成厚度为一个脂质分子的脂单层,其烃尾避开水朝向大气,而亲水的极性头则指向极性的水相。在水系统中,极性脂自然聚在一起形成分子团(非极性尾朝内)或极薄的脂双层以分开两个水性部分。脂双层脂质分子的非极性尾向内伸展形成一个连续的内部碳氢核心,而极性头朝外,伸入水相中。脂双层较软,易弯曲流动,是生物膜的基本结构,它们依膜的类型不同,占膜重量的20~80%不等。
鞘磷脂的结构和性质见鞘脂。
磷脂最早由Uauquelin于1812年从人脑中发现,由Gobley于1844年从蛋黄中分离出来,并于1850年按希腊文lekithos(蛋黄)命名为Lecithin(卵磷脂)。
磷脂从商品化生产至今有70余年的历史,迄今认为的最为丰富的大豆磷脂是1930年在德国发现并逐步实现商业化生产的。二十世纪七十年代以来欧美等国就开始用此类保健品,在美国,卵磷脂类保健品总销量仅次于复合维生素和维生素E而名列第三。 据资料显示,世界大豆磷脂年产量约14万吨。美国和西欧占世界大豆磷脂总产量的60%,主要生产厂家为美国和德国的主流大公司。
日本1961年批准允许使用大豆磷脂,磷脂制品公司繁荣发展,市场上大豆磷脂制品品种琳琅满目,日本营养学家小堀博臣在其所著的《大豆脂质》一书中将磷脂称为“本世纪最伟大的保健食品”。
中国对磷脂的研究和开发始于二十世纪五十年代,但由于种种原因,磷脂的生产得不到有力的发展,直到二十世纪九十年代实现工业化规模生产。
1.依照磷脂甘油骨架的分类
磷脂根据甘油骨架的不同可以分为磷酸甘油脂(glycerolphospholipid)和
鞘磷脂
(sphingolipid)。它们都是极性脂。极性脂由极性部分(叫做极性头)和非极性部分(叫做非极性尾)组成。其中,
甘油磷脂
又可以根据极性头部集团的不同区分为磷脂酰胆碱(Phosphatidyl cholines,PC)、磷脂酰乙醇胺(Phosphatidyl ethanolamines,PE)、磷脂酰丝氨酸(Phosphatidyl serines,PS)、
磷脂酰肌醇
(Phosphatidyl inositols,PI)、磷脂酰甘油(PG)、甘油磷脂酸(phosphatidic acid,PA)等。
①胆碱(choline) + 磷脂酸 ——→ 磷脂酰胆碱(phosphatidyl choline)又称卵磷脂(lecithin)
②乙醇胺(ethanolamine) + 磷脂酸 ——→磷脂酰乙醇胺(phosphatidyl ethanolamine)又称脑磷脂(cephain)
③丝氨酸(serine) + 磷脂酸 ——→ 磷脂酰丝氨酸(phosphatidyl serine)
④甘油(glycerol) + 磷脂酸 ——→ 磷脂酰甘油(phosphatidyl glycerol)
⑤肌醇(inositol) + 磷脂酸 ——→ 磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol)
⑥心磷脂(cardiolipin)是由甘油的C1和C3与两分子磷脂酸结合而成,是线粒体内膜和细菌膜的重要成分,而且是唯一具有抗原性的磷脂分子。
⑦除以上6种以外,在甘油磷脂分子中甘油第1位的脂酰基被长链醇取代形成醚,如缩醛磷脂(plasmalogen)及血小板活化因子(platelet activating factor,PAF),它们都属于甘油磷脂。
①X为磷酸胆碱称为鞘磷脂(sphingmyelin)
②X为糖基称为鞘糖脂(glycosphingolipid)
2.依照氨基酸的分类
依照氨基醇的不同可分以下几类:
①磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC),HO—CH2CH2N+(CH3)3(胆碱),分布:大豆等植物以及动物的脑、精液、肾上腺、红细胞,蛋卵黄(8-10%)中。作用:控制肝脂代谢,防止脂肪肝的形成。
②磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE),HO—CH2CH2—N+H3(乙醇胺),参与血液凝结。
③磷脂酰丝氨酸(PS),HO—CH2CH—COO-(丝氨酸), N+H3,
注:(1)—(3)X均为氨基醇。
④磷脂酰肌醇(PI)
⑤磷脂酰甘油(PG)
⑥二磷脂酰甘油(心磷脂)
(甘油磷脂相册参考资料来源:
依加工和漂白程度不同而呈乳白、浅黄或棕色,易溶于乙醚、苯、三氯甲烷、正己烷,不溶于丙酮、水等极性溶剂。属于两性表面活性剂,具有乳化性。
可进行水解反应,乙酰基化,羟基化,酰基化,磺化,饱和化(氧化使磷脂饱和),活化(引入不饱和基团)等反应。