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科研成果
>> 一种鱼油中EPA和DHA富集的新方法
唐 君 , 张春枝 , 吴文忠
(1.大连工业大学生物与食品Y-程学院,辽宁大连 116034;2.ManBetX官网,辽宁大连 116000)
摘要:研究了使用乙腈萃取鱼油镁盐的方法,并讨论了溶剂量、温度等因素对富集鱼油中DHA和
EPA的影响。结果显示,使用乙腈萃取鱼油富集后,EPA、DHA的质量分数可达到72 。
关键词:廿碳五烯酸(EPA);廿二碳六烯酸(DHA);乙腈;萃取
中图分类号:TS225.24 文献标志码:A
A new method for extracting EPA and DHA from fish oil
TANG Jun . ZHANG Chun—zhi 。 W U W en—zhong ’
(1 School of Biological& Food Engineering,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China;2.Dalian Innobioactives Company Limited,Dalian 116000,China)
Abstract: The EPA and DH A were concentrated from fish oil by extracting their magnesium salts,and theinfluence of solvent volume and temperature on the enrichment of DHA and EPA was discussed. Results showed that after extraction with acetonitrile。the content of DHA and EPA could reach 72 .Key words: EPA ;DH A ;acetonitrile;extraction
0 引言
1 材料和方法
鱼油中富含廿碳五烯酸(EPA)、廿二碳六烯酸(DHA)。1978年,Dyerberg博士口 通过实验证明鱼油中的这两种多不饱和脂肪酸可有效防止心血管疾病。时至今El,鱼油制品已成为重要的保健品之一 ]。为了得到多不饱和脂肪酸浓度较高的各种浓缩产品,人们采用了低温结晶、金属盐沉淀法、超临界萃取、尿素包络、制备型高效液相色谱、分子蒸馏、银离子络合、酶法等方法,最为常用的是金属盐沉淀法。传统的金属盐沉淀法是利用饱和脂肪酸盐在有机溶剂中溶解度小 ]的特点来进行分离,多采用钠盐或者锂盐丙酮法。此法操作简单,大多数工序在常温下完成,无需使用大量的有机溶剂,选择性强,成本低,但是其沉淀时的温度相对较低,一般在一1O。C以下,而且浓缩产品的浓度并不是很高。本文对金属盐沉淀法加以优化,得到鱼油镁盐代替传统的鱼油钠盐或锂盐。由于饱和脂肪酸镁盐在有机溶剂中的溶解度更小,这样能提高富集DHA和EPA 的能力。
1.1 材料和试剂
粗鱼油;甲醇、乙醇、氢氧化钠、氯化镁、二氯甲烷、氯仿、乙腈、丙酮、三氟化硼乙醚络合物甲醇溶液(14 )、盐酸,均为分析纯。 .
1.2 产品测定方法
DHA、EPA含量测定采用气相色谱法 ]:取油样150 mg放入50 mL容量瓶中,加入4 mL0.5 mol/L的NaOH 甲醇溶液,使溶液呈液相透明,置75℃水浴沸腾5 min,油基本溶化,冷却后加入5 mL 14 三氟化硼一3甲醇溶液再沸腾
2 min,加入足够饱和盐水,上层有黄色液体,加1 mL石油醚,振荡分离使甲酯转入醚层浮到容量瓶细颈处,取上层溶液进行分析。
1.3 实验
1.3.1 粗鱼油的皂化
将粗鱼 由150 mL、水150 mL、乙醇150 mL加入三口烧瓶,称取22.9 g氢氧化钠(过量
收稿日期:2008—03—06.
作者简介:唐君(1980一),男,硕士研究生;通信作者:张春枝(1963),女,教授
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第2期 唐 君等:一种鱼油中EPA和DHA 富集的新方法 1033O ),加入三口烧瓶,充氮气保护,避光,搅拌,水浴加热至5O℃ ,反应3 h。反应结束时,旋转蒸发,脱掉加入乙醇量7O%乙醇。
1.3.2 复分解反应
将得到的鱼油钠盐用水稀释4倍,搅拌均匀,缓慢滴入2O 的氯化镁溶液136 mL,待氯化镁溶液完全加入后继续搅拌30 rain。用布氏漏斗过滤,得到的淡黄色固体即鱼油镁盐,将产品烘干。
1.3.3 溶剂萃取
称取15 g鱼油镁盐固体,放入三角烧瓶中,加入40 mL有机溶剂,在室温下搅拌1 h后,布氏漏斗过滤,蒸干滤液,得白色固体。
1.3.4 酸 化
向“1.3.3”中得到的白色固体加入10 mE盐酸,2O℃搅拌30 rain,得到EPA、DHA的浓缩产物。
2 结果与讨论
2.1 复分解条件的优化
2.1.1 鱼油钠盐稀释倍数的确定
用量筒量取“1.3.1”皂化后产物1O mL,分别加入1、2、3、4、5和6倍水稀释,搅拌均匀后,缓慢滴加2O% 的氯化镁溶液9 mL,滴加结束后过滤。可以看到,当稀释倍数为1倍时,滴加氯化镁溶液后溶液马上变的黏稠,不会出现沉淀;稀释2~3倍时得到的沉淀颜色很黄;稀释至4倍时,沉淀颜色较好,略微发黄;继续稀释鱼油皂化物时,无法进一步改善。故选择稀释4倍为最佳稀释倍数。
2.1.2 氯化镁加入量的优化
用量筒量取1O mL鱼油皂化物,加入4倍水稀释,搅拌均匀后缓慢滴加7、9、14 mL的2O 氯化镁水溶液。结果发现,如果加入氯化镁与鱼油的摩尔比为2:1时,反应过程中只有少量的白色沉淀,当氯化镁的摩尔数过量3O 时可得到8.5 g白色沉淀,为理论量的94 。当氯化镁过量大于3O%时,反应产生的沉淀会呈现泡沫状。这是由于在“1.3.1”的皂化过程中加入了过量氢氧化钠,氯化镁先与过量的氢氧化钠反应,故而需要氯化镁过量3o 。但是若氯化镁继续过量,过量的氯化镁将影响鱼油镁盐的稳定性,生成其他物质。
2.2 萃取条件的优化
2.2.1 溶剂的选择
由于利用饱和脂肪酸镁盐在有机溶剂中溶解度较低的特点,富集EPA 和DHA 的含量,其原理与金属盐法一致,故选用低温沉淀法常用的溶剂进行筛选。称取15 g鱼油镁盐固体,放入三角烧瓶中,分别加入4O mL二氯甲烷、丙酮、乙腈和氯仿溶液,在20。C搅拌1 h后,布氏漏斗过滤,蒸干滤液,得白色固体。气相色谱检测,结果见表1。
表1 溶剂对DHA和EPA萃取效果的影响
Tab.1 Effect of solvents on extraction of DHA and EPA
由表1可见,多不饱和脂肪酸镁盐在乙腈中的溶解度最高,其次依次是二氯甲烷、氯仿和丙酮。笔者认为这与溶剂的极性有很大的关系,故选取乙腈作为萃取溶剂。使用乙腈浓缩鱼油可以得到EPA为23.2% 、DHA 为49.7% 、总质量分数为72.9 的浓缩产品。用气相色谱分别检测乙腈萃取后鱼油滤渣和滤液中的DHA和EPA 含量,结果见图1、2。可以看出,在滤渣中EPA和DHA 的含量很低,分别从提取前的18.0%和12.2 下降到提取后的1.2%和2.1% 。这说明绝大部分的不饱和脂肪酸盐都被萃取到乙腈溶液中。
 
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104 大 连 工 业 大 学 学 报 第27卷
2.2.2 温度对富集EPA和DHA结果的影响
鱼油中含有的DHA和EPA 等多不饱和脂肪酸对温度十分敏感,在高温条件下很容易被氧化,所以笔者选用较低的温度范围分析其对富集DHA 和EPA的影响。
称取鱼油镁盐固体15 g,放入三角烧瓶中,加入40 mL乙腈,分别在3O、2O、10、0、一1O℃搅拌1 h后,布氏漏斗过滤,蒸干滤液,得白色固体。气相色谱分析,结果见表2。
表2 温度对DHA和EPA萃取效果的影响
Tab.2 Effect of temperature on extraction of)HA and EPA
 
由表2知,DHA 和EPA 的总质量分数与温度的关系十分密切,呈钟罩型分布,在2O。C时其浓度最高,可达72.9 。当温度在2O℃ 以上时EPA和DHA浓度减少的比较剧烈,2O。C以下时减少的相对比较平稳。分析认为,当温度较高时饱和脂肪酸镁盐在有机溶剂中的溶解度比较大,所以EPA和DHA 的总含量相对较低;当温度降低时,虽然EPA 和DHA 的总含量呈下降趋势,但是单对DHA 而言,其质量分数在不断提高。因此,DHA镁盐的溶解度是随着温度的降低而提高的。EPA镁盐则正好相反其在乙腈中的溶解度随着温度的提高而减少。这一性质为单独提纯EPA和DHA提供了可能性。
2.2.3 溶剂量对富集EPA和DHA的影响
称取鱼油镁盐固体15 g,放入三角烧瓶中,分别加入2O、4O、6O、8O mL乙腈,在室温搅拌1 h后,布氏漏斗过滤,蒸干滤液,得白色固体。气相色谱分析,结果见表3。
表3 溶剂量对DHA 和EPA萃取效果的影响
Tab.3 Effect of solution on extraction of
DHA and EPAV(溶齐0)/mL (EPA)/ (DHA)/ (EPA+DHA)/由表3可以看出,当溶剂的量较少时,EPA和DHA的含量很低,这是由于溶剂不能完全把EPA和DHA 萃取出来。随着溶剂量的增大,EPA和DHA 的含量逐渐提高,当溶剂量到达最佳点时,EPA和DHA的含量最高,而后,随着溶剂量的提高又逐步递减。这是由于随着溶剂量的提高饱和脂肪酸镁盐在其中溶解的量在不断增大。EPA和DHA 的量却变化很少。由上述实验可以看出,这种富集EPA 和DHA的新方法是建立在金属盐沉淀法的基础上的。由于低温结晶法是利用饱和脂肪酸钠盐在有机溶剂中溶解度较低的特性实现富集EPA 和DHA的,而钠盐的溶解度较高,这就使得低温结晶法要在一2O℃ 以下才可以富集含量较高的EPA和DHA。本文尝试使用溶解度更低的镁盐进行富集,就可以在较高的温度下完成富集EPA和DHA的工作,并且在生成鱼油镁盐的过程中直接把不皂化物分离出去,更有利于获得纯度较高的EPA和DHA产品。
3 结论
利用饱和脂肪酸盐在有机溶剂中溶解度较低的这一特点,使用乙腈萃取鱼油镁盐。确定最佳工艺条件为:每15 g鱼油镁盐使用40 mL乙腈溶液在,2O。C条件下萃取,可以使EPA和DHA 的总含量由原来的3O 提高到7O 。与其他富集
EPA和DHA方法相比,本方法工艺简单,成本低,既不需要使用大量的有机溶剂,也不需要低温的反应条件,更不需要特殊的设备投资,很适合大规模的工业化生产。
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