專利名稱：一種基于可逆反應的組合絡合分離蠶蛹油中不飽和脂肪酸的方法
技術領域：
本發明屬于生物化工技術領域，具體涉及一種基于可逆反應的組合絡合分離方法，用于從蠶蛹油中制備高純度的不飽和脂肪酸(α -亞麻酸、亞油酸和油酸)。
背景技術：
我國是蠶業大國，蠶蛹作為繅絲副產品，每年可產近20萬噸干蛹，是一種重要的生物質油脂資源。以蠶蛹油為例，脂肪占蠶蛹鮮物的9% 10%，或占干物觀％ 30%。其中，飽和脂肪酸約占20%，磷脂、留醇等約占4%，不飽和脂肪酸約占75%。蠶蛹油不飽和脂肪酸主要由α-亞麻酸(約占30%)、亞油酸和油酸組成，具有降低血漿膽固醇、改善肝臟功能等諸多生理學功能，如α -亞麻酸具有增長智力、保護視力降低血脂膽固醇、延緩衰老、抗過敏、降血壓及抑制癌癥的發生和轉移等功效；油酸和亞油酸除了具有生物學功能之外，還可以用作精細化工、材料化工及生物化工原料。因此，蠶蛹油中的不飽和脂肪酸一直是蠶蛹資源高值化利用的重點成分。目前，用于分離生物質中不飽和脂肪酸的方法主要有(1)根據脂肪酸的不飽和度，即雙鍵的多少，有脲素包結法、銀離子絡合法；(2)根據脂肪酸分子量的大小，即碳鏈的長短，有分子蒸餾法、超臨界流體萃取法；C3)根據脂肪酸在有機溶劑中的溶解度的差異， 有低溫結晶法；(4)根據脂肪酸極性的差異以及和不同介質吸引力的大小，有柱色譜法、吸附分離法、高效液相色譜法等；( 根據脂肪酶的水解和酯化的選擇性催化，分離或富集不飽和脂肪酸。按以上分類方法，分析蠶蛹油中不飽和脂肪酸的制備過程研究現狀如下(1)專利CN101278743公開了采用微波萃取技術與尿素包結相結合的方法從蠶蛹油中制備不飽和脂肪酸的工藝；( 專利CN 101624345通過銀離子絡合吸附劑從蠶蛹混合脂肪酸中一步實現高純度α -亞麻酸乙酯的分離；(3)專利ZL 200510095805. X、CN 101100627和CN 1807566公開了以蠶蛹為原料采用超臨界C02萃取技術制備不飽和脂肪酸含量高的蛹油產品工藝；(4)專利CN101892119A公開了一種蠶蛹油多不飽和脂肪酸的梯度冷凍結晶分離方法，由蠶蛹預處理、超聲波提取蠶蛹油、制備蠶蛹油混合脂肪酸、配制尿素乙醇溶液、尿素包合處理、梯度冷凍結晶步驟組成。綜上，目前蠶蛹油中不飽和脂肪的制備方法只采用單一的絡合分離技術，未見報道有將絡合分離技術偶聯的組合絡合分離方法用于蠶蛹油中不飽和脂肪酸的制備。本發明所采用的基于可逆絡合反應的復合分離方法具有高效性、高選擇性和低能耗等特點，而且操作簡便、成本低廉，可明顯提高蠶蛹油中α-亞麻酸等不飽和脂肪酸的純度和回收率，為今后規模化制備蠶蛹油中α-亞麻酸、油酸和亞油酸提供理論基礎和技術支撐，同時開拓了一條大規模制備不飽和脂肪酸的新思路和新方法，對于我國傳統蠶桑產業提高資源利用度、延伸產業鏈具有積極的現實指導意義。

發明內容
解決的技術問題本發明的目的是提供一種基于可逆絡合反應的組合絡合分離方法，用于蠶蛹油中高純度不飽和脂肪酸(α-亞麻酸、亞油酸和油酸)的制備。技術方案一種基于可逆反應的組合絡合分離蠶蛹油中不飽和脂肪酸的方法，包括制備蠶蛹油中的混合脂肪酸步驟，組合絡合分離蠶蛹油中不飽和脂肪酸的技術模塊為如下三個模塊(A)脲素包結法脲素包合物的制備，其中蠶蛹混合脂肪酸與脲素飽和溶液的體積比范圍為1 1 1 10，包合時間范圍為1 Mh，包合溫度范圍為0 20°C ；(B) β -環糊精包合法將混合脂肪酸溶于溶劑配置飽和溶液，再與飽和β -環糊精水溶液攪拌混合，水浴加熱振蕩獲得包合物，低溫冷凍，過濾，干燥得環糊精包合物； 蠶蛹混合脂肪酸與β-環糊精飽和溶液的體積比范圍為1 5 1 15，水浴加熱溫度范圍為30 80°C，水浴加熱包合時間范圍為0. 1 Mh ；蠶蛹混合脂肪酸與β -環糊精的包合物冷凍溫度范圍為-20 10°C，冷凍時間范圍為0. 1 Mh ；(C)包合物加入溶劑，60 90°C加熱回流，水洗萃取液，真空度0. 001 0. 098Mpa 減壓抽濾，真空度0. 001 0. 098Mpa、溫度60 90°C回收溶劑，即得富含α -亞麻酸、油酸和亞油酸的不飽和脂肪酸，經過衍生化處理后，RP-HPLC檢測不飽和脂肪酸的收率和純度；具體步驟為A+B+C 將混合脂肪酸采用脲素包結法偶聯β-環糊精包合法后，解絡回收產物， 或B+A+C 將混合脂肪酸采用β-環糊精包合法偶聯脲素包結法后，解絡回收產物。溶劑類型為甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、正己烷、環己烷、石油醚、汽油、乙酸乙酯或乙酸丁酯。有益效果本發明采用基于可逆反應的組合絡合分離方法，具有高效性、高選擇性和低能耗等特點，操作簡便，成本低廉，可明顯提高蠶蛹油中α-亞麻酸、油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸的純度和回收率，為今后規模化制備蠶蛹油系列不飽和脂肪酸產品提供理論基礎和技術支撐，同時開拓了簡單、高效大規模制備生物質中不飽和脂肪酸的新思路和新方法，對于實現我國油脂資源中不飽和脂肪酸產業高值化具有重要的指導意義。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。制備蠶蛹油中的混合脂肪酸、脲素包合物的制備均參照申請人專利CN 101691519Α ；本發明所述實施例中涉及到的混合脂肪酸得率、不飽和脂肪酸及生物柴油的定性定量分析方法參照專利公開文獻CN 101691519Α，如下(1)蠶蛹油制備的混合脂肪酸得率的計算公式為混合脂肪酸得率(％ )=(混合脂肪酸質量/蠶蛹油質量)X 100。
(2) α -亞麻酸、亞油酸和油酸等蠶蛹不飽和脂肪酸采用高效液相色譜法定量分析色譜條件HC-C8色譜柱，柱溫30°C，流動相為乙腈水=87 13(v/v)，流速 1. OmL/min，檢測波長 M2nm。樣品衍生化反應條件取脂肪酸溶液100 μ L，加入20g/Lco-溴苯乙酮的丙酮溶液和25g/L三乙胺的丙酮溶液各50 μ L，試管加塞密封，混合搖勻，于100°C水浴加熱15min， 冷卻至室溫后，加入乙酸溶液70μ L，于100°C水浴加熱5min，取出試管，吹干，加入甲醇 500 μ L，0. 45 μ m微孔濾膜過濾后進樣分析。實施例1 將蠶蛹混合脂肪酸與脲素的甲醇飽和溶液按體積比1 1攪拌混合，在0°C包合Mh，包合物冷卻結晶，過濾，所得濾液用石油醚萃取，60°C加熱回流，水洗萃取液，真空度0. OOlMpa減壓抽濾，真空度0. OOlMpa、溫度90°C回收溶劑，即得不飽和脂肪酸粗品。 將不飽和脂肪酸粗品溶于乙酸乙酯配置飽和溶液，再與飽和β-環糊精水溶液按體積比 1 5攪拌混合，在30°C水浴加熱0. lh，振蕩獲得包合物，在-20°C低溫冷凍0. lh，過濾， 干燥得β-環糊精包合物。所得包合物用石油醚萃取，60°C加熱回流，水洗萃取液，真空度 0. OOlMpa減壓抽濾，真空度0. OOlMpa、溫度90°C回收溶劑，獲得不飽和脂肪酸產品。經HPLC 檢測，該組合絡合分離技術制備蠶蛹油中不飽和脂肪酸的總純度和得率分別為32. 4%和 42. 6%，其中α -亞麻酸、亞油酸和油酸的純度分別為23. 6%,3. 5%和5. 3%，得率分別為
17.8%U4. 2%和 10. 6%。實施例2 將蠶蛹混合脂肪酸與脲素的正丁醇飽和溶液按體積比1 10攪拌混合，在20°C 包合lh，包合物冷卻結晶，過濾，所得濾液用正己烷萃取，70°C加熱回流，水洗萃取液，真空度0. 098Mpa減壓抽濾，真空度0. 098Mpa、溫度60°C回收溶劑，即得不飽和脂肪酸粗品。將不飽和脂肪酸粗品溶于丙酮配置飽和溶液，再與飽和β-環糊精水溶液按體積比1 15攪拌混合，在80°C水浴加熱Mh，振蕩獲得包合物，在10°C低溫冷凍Mh，過濾，干燥得β-環糊精包合物。所得包合物用石油醚萃取，90°C加熱回流，水洗萃取液，真空度0. 098Mpa減壓抽濾，真空度0. 098Mpa、溫度75°C回收溶劑，獲得不飽和脂肪酸產品。經HPLC檢測，該組合絡合分離技術制備蠶蛹油中不飽和脂肪酸的總純度和得率分別為47. 2%和54. 3%，其中α -亞麻酸、亞油酸和油酸的純度分別為31. 6%、5. 2%和10. 4%，得率分別為23. 0%、
18.9%和 12. 4%。實施例3 將蠶蛹混合脂肪酸與脲素的乙醇飽和溶液按體積比1 2攪拌混合，在4°C包合池，包合物冷卻結晶，過濾，所得濾液用石油醚萃取，90°C加熱回流，水洗萃取液，真空度 0. 090Mpa減壓抽濾，真空度0. 090Mpa、溫度75°C回收溶劑，即得不飽和脂肪酸粗品。將不飽和脂肪酸粗品溶于乙醇配置飽和溶液，再與飽和β-環糊精水溶液按體積比1 9攪拌混合，在60°C水浴加熱1. 5h,振蕩獲得包合物，在-10°C低溫冷凍15h，過濾，干燥得β -環糊精包合物。所得包合物用石油醚萃取，90°C加熱回流，水洗并干燥萃取液，真空度0. 090Mpa 減壓抽濾，真空度0. 090Mpa、溫度75°C回收溶劑，即得不飽和脂肪酸產品。經HPLC檢測，該組合絡合分離技術制備蠶蛹油中不飽和脂肪酸的總純度和得率分別為86. 5%和91. 1%,其中α -亞麻酸、亞油酸和油酸的純度分別為67. 4%,7. 8%和12. 3%，得率分別為34. 8%, 40. 5%和 16. 8%。實施例4 將蠶蛹混合脂肪酸溶于乙酸丁酯配置飽和溶液，再與飽和β -環糊精水溶液按體積比1 5攪拌混合，在30°C水浴加熱0. lh，振蕩獲得包合物，在-20°C低溫冷凍0. lh，過濾，干燥得β-環糊精包合物。所得包合物用石油醚萃取，70°C加熱回流，水洗萃取液，真空度0. OOlMpa減壓抽濾，真空度0. OOlMpa、溫度90°C回收溶劑，即得不飽和脂肪酸粗品。將不飽和脂肪酸粗品與脲素的甲醇飽和溶液按體積比1 1攪拌混合，在0°C包合Mh，包合物冷卻結晶，過濾，所得濾液用環己烷萃取，60°C加熱回流，水洗萃取液，真空度0. 090Mpa 減壓抽濾，真空度0. 090Mpa、溫度60°C回收溶劑，獲得不飽和脂肪酸產品。經HPLC檢測，該組合絡合分離技術制備蠶蛹油中不飽和脂肪酸的總純度和得率分別為15. 7%和12. 4%， 其中α-亞麻酸、亞油酸和油酸的純度分別為10. 1%、1.3%和4.3%，得率分別為6. 1%, 3. 7%和 2. 6%。實施例5 將蠶蛹混合脂肪酸溶于丙酮配置飽和溶液，再與飽和β -環糊精水溶液按體積比1 15攪拌混合，在80°C水浴加熱Mh，振蕩獲得包合物，在10°C低溫冷凍Mh，過濾， 干燥得β-環糊精包合物。所得包合物用汽油萃取，80°C加熱回流，水洗萃取液，真空度 0. 098Mpa減壓抽濾，真空度0. 098Mpa、溫度60°C回收溶劑，即得不飽和脂肪酸粗品。將不飽和脂肪酸粗品與脲素的正丁醇飽和溶液按體積比1 10攪拌混合，在20°C包合lh，包合物冷卻結晶，過濾，所得濾液用正己烷萃取，60°C加熱回流，水洗萃取液，真空度0. OOlMpa 減壓抽濾，真空度0. OOlMpa、溫度90°C回收溶劑，獲得不飽和脂肪酸產品。經HPLC檢測，該組合絡合分離技術制備蠶蛹油中不飽和脂肪酸的總純度和得率分別為32. 4%和36. 2%, 其中α-亞麻酸、亞油酸和油酸的純度分別為18. 6^^3.6%和10. 2%，得率分別為9. 7%、 17. 5%和 9. 0%。實施例6 將蠶蛹混合脂肪酸溶于乙醇配置飽和溶液，再與飽和β -環糊精水溶液按體積比1 9攪拌混合，在60°C水浴加熱1.證，振蕩獲得包合物，在-10°C低溫冷凍15h，過濾， 干燥得β-環糊精包合物。所得包合物用石油醚萃取，70°C加熱回流，水洗萃取液，真空度 0. 090Mpa減壓抽濾，真空度0. 090Mpa、溫度75°C回收溶劑，即得不飽和脂肪酸粗品。將不飽和脂肪酸粗品與脲素的乙醇飽和溶液按體積比1 2攪拌混合，在4°C包合池，包合物冷卻結晶，過濾，所得濾液用石油醚萃取，70°C加熱回流，水洗萃取液，真空度0. 090Mpa減壓抽濾，真空度0. 090Mpa、溫度75°C回收溶劑，即得不飽和脂肪酸產品。經HPLC檢測，該組合絡合分離技術制備蠶蛹油中不飽和脂肪酸的總純度和得率分別為76. 8%和72. 5%，其中α-亞麻酸、亞油酸和油酸的純度分別為56. 8^^6.4%和13.6%，得率分別為18.2%、 34. 4%和 19. 9%。
權利要求
1.一種基于可逆反應的組合絡合分離蠶蛹油中不飽和脂肪酸的方法，包括制備蠶蛹油中的混合脂肪酸步驟，其特征在于組合絡合分離蠶蛹油中不飽和脂肪酸的技術模塊為如下三個模塊(A)脲素包結法脲素包合物的制備，其中蠶蛹混合脂肪酸與脲素飽和溶液的體積比范圍為1 1 1 10，包合時間范圍為1 Mh，包合溫度范圍為0 20°C ；(B)β -環糊精包合法將混合脂肪酸溶液與飽和β -環糊精水溶液攪拌混合，水浴加熱振蕩獲得包合物，低溫冷凍，過濾，干燥得β-環糊精包合物；蠶蛹混合脂肪酸與β-環糊精飽和溶液的體積比范圍為1 5 1 15，水浴加熱溫度范圍為30 80°C，水浴加熱包合時間范圍為0. 1 Mh ；蠶蛹混合脂肪酸與β -環糊精的包合物冷凍溫度范圍為-20 10°C，冷凍時間范圍為0. 1 Mh ；(C)包合物加入溶劑，60 90°C加熱回流，水洗萃取液，真空度0.001 0. 098Mpa減壓抽濾，真空度0. 001 0. 098Mpa、溫度60 90°C回收溶劑，即得富含α -亞麻酸、油酸和亞油酸的不飽和脂肪酸，經過衍生化處理后，RP-HPLC檢測不飽和脂肪酸的收率和純度；具體步驟為A+B+C 將混合脂肪酸采用脲素包結法偶聯環糊精包合法后，解絡回收產物，或B+A+C 將混合脂肪酸采用β -環糊精包合法偶聯脲素包結法后，解絡回收產物。
2.根據權利要求1所述的一種基于可逆反應的組合絡合分離蠶蛹油中不飽和脂肪酸的方法，其特征在于溶劑為甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、正己烷、環己烷、石油醚、汽油、乙酸乙酯或乙酸丁酯。
全文摘要
一種基于可逆反應的組合絡合分離蠶蛹油中不飽和脂肪酸的方法，采用基于可逆絡合反應的脲素包結法和β-環糊精包合法組合分離，蠶蛹油中α-亞麻酸、油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸的總純度和得率可提高至86.5％和911％，分離過程操作簡便，成本低廉，為今后規模化制備蠶蛹油不飽和脂肪酸及其產品提供理論基礎和技術支撐。
文檔編號C11B7/00GK102504958SQ201110343010
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者吳福安, 張金亮, 王俊 申請人:江蘇科技大學