全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 提取物与应用
· 251 ·
2016年 第41卷 第06期
收稿日期：2016-01-02 *通讯作者
基金项目：山西省科技攻关项目(20130311033-1)。
作者简介：赵艳(1990—)，女，山西人，硕士研究生，研究方向为运动食品营养研究。
赵 艳，朱 晶，王向东*
(山西师范大学，临汾 041004)
摘要：将元宝枫翅果脱去果皮，获得元宝枫种仁，处理粉碎，采用液压榨油机方式制取元宝
枫原油，通过CO2超临界萃取技术，获得元宝枫精油。以正庚烷、乙腈为基本两相，选择氯
仿、醋酸乙酯调节系统极性，组成2种三元溶剂体系；以正己烷、水为基本两相，选择乙醇调
节系统极性，组成第3种三元溶剂体系。以上述3种溶剂体系进行精油的高速逆流色谱纯化。
结果表明，高速逆流色谱纯化效果最好的溶剂系统是正己烷、乙醇和水组成的三元溶剂系
统，为弱极性溶剂系统；高速逆流色谱纯化效果的最佳参数：流动相流速为3.5 mL/min，转速
为850 rad，正己烷、乙醇、水的比例为6:5:1.5；纯化元宝枫神经酸的纯度为18.05%，得到了理
想的纯化效果。
关键词：元宝枫翅果；神经酸；高速逆流色谱；纯化
中图分类号：TS 201.4 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2016)06-0251-04
Purifi cation of Acer truncatum nervonic acid by high-speed
countercurrent chromatography
ZHAO Yan, ZHU Jing, WANG Xiang-dong*
(College of Engineering, Shanxi Normal University, Linfen 041004)
Abstract: Acer truncatum Samara were desquamated, got the Acer truncatum Bunge, grinding, Acer
truncatum Bunge oil was prepared by hydraulic oil press. Acer truncatum oil was prepared by CO2 super
extraction technology. N-heptane and acetonitrile as the basic two-phase, chloroform, ethyl acetate
regulated polar systems, comp osed of two kinds of ternary solvent system, hexane and water as the basic
two-phase, ethanol adjusted polar systems, composed of third kinds of ternary solvent system. The three
solvent system were used to purifi cate essential oil by high speed countercurrent chromatography. Results
showed that, the best solvent system that high speed countercurrent color spectrum purifi cation effect was
hexaneis, ethanol and water composed of third kinds of ternary solvent system, it was weak polar solvent
system; the optimum parameters of high-speed countercurrent chromatography purifi cation effect: mobile
phase fl ow rate was 3.5 mL/min, rotation speed 850 rad, ratio of hexane, ethanol, water was 6:5:1.5; purity
of Acer truncatum nervonic acid was 18.05%, got the ideal purifi cation effect.
Key words: Acer truncatum Samara; nervonic acid; high speed countercurrent chromatography; purifi cation
高速逆流色谱纯化元宝枫神经酸的
研究
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2016.06.051
食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用
· 252 ·
2016年 第41卷 第06期
元宝枫(Acer truncatum Bunge)属于槭树科
(Aceraoeae)槭属(Acer)多年生乔木，是中国特有的
树种[1]，多见于我国安徽南部、甘肃南部、吉林
以南以及内蒙古等地。元宝枫翅果在10月下旬至
11月初成熟，元宝枫种仁含油率45%~48%，元宝
枫油中脂肪酸含量92%，是一种不饱和脂肪酸含
量很高的功能性油脂[2-5]。元宝枫油脂肪酸中含有
一种特殊的功能成分，即神经酸(Nervonic acid，
NA)，化学名为顺-15-二十四碳单烯酸，是一种
长链单不饱和脂肪酸，化学式为C24H46O2，分子量
为366.6，纯品在常温下为白色针状固体，熔点为
42 ℃，不溶于水和小分子量醇类，易溶于油脂和
脂肪性溶剂，属于弱极性分子。目前所见到的相
关研究中，主要是从海藻类植物、鲨鱼油及鲨鱼
脑中提取神经酸，这种提取方式成本高昂，而且
不利于对野生动物的保护。因此，多种含有神经
酸的植物得到了人们的关注。自然界中只有少量
植物含有神经酸，而元宝枫油中的神经酸含量为
5.52%。所以，无论从保护野生动物还是可持续发
展角度来考虑，元宝枫中提取神经酸比深海鱼类
更可行[6]。在从植物中提取神经酸的时候，我们
应该将含油量和神经酸含量结合考虑，这2个含量
双优的植物才是神经酸的最佳来源[7]。2011年3月
22日国家卫生部将元宝枫油正式批准为新资源食
品，标志着元宝枫油正式加入我国食用植物油的
行列[8]。本文采用高速逆流色谱纯化元宝枫精油神
经酸，以期确认高速逆流色谱纯化的最佳溶剂体
系，为进一步研究开发提供有力的科学论据。
1 材料与仪器试剂
1.1 材料
元宝枫翅果于2014年10月25日至11月5日采自
山西省临汾市浮山县山西福田实业有限责任公司
实验基地。
1.2 仪器试剂
1.2.1 主要仪器 BT-12S电子天平：德国Sartorius
公司；DZ-5不锈钢电热蒸馏水器：上海三申医疗
器械有限公司；SFE221-50-06型超临界CO2萃取
装置：海安华达石油仪器有限公司；KQ-300VDE
型三频数控超声波清洗器：昆山市超声仪器有限
公司；TBE-300B型高速逆流色谱仪：上海同田生
化技术有限公司；N2000色谱工作站：浙江大学
智能信息工程研究所；HST2000型脱皮机、HS500
加层锅：诸城市恒顺机械有限公司；FS-600粉
碎机：广州雷迈机械设备有限公司；CT-C3净化
式热风循环烘箱：南京卓翔机械科技有限公司；
6YL-160液压榨油机：河南贝斯德粮油机械有限
公司。
1.2.2 试剂 无水乙醇(AR)、正庚烷、氯仿、正
己烷、乙酸乙酯：上海五连化学试剂厂，均为分
析纯；乙腈(色谱纯)：德国Merck公司；过氧化氢
溶液(AR)：上海桃浦化工厂；碘化钾：成都化学
试剂厂；冰乙酸(AR)：广东汕头新宁化工厂；酚
酞指示剂；硫代硫酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠：
AR，成都市科龙化工试剂厂；重蒸馏水：山西师
范大学工程学院自制。
2 试验方法
2.1 元宝枫原油制备
将元宝枫翅果置于加层锅中，按原料重0.1%
加入自制脱皮剂，100 ℃条件下，煮制3 min；捞
出后，用2 MPa高压水冲洗脱皮；离心机脱水5
min；在净化式热风循环烘箱充分烘干，装入液压
榨油机榨取元宝枫原油。
2.2 CO2超临界连续萃取元宝枫原油
将元宝枫种仁打成粉末，装入萃取釜中，按
照操作规程，分别设置好加热温度、冷却温度、
萃取压力和进油频率，对萃取釜、分离釜、贮罐
分别进行加热或冷却。开启萃取釜、分离釜及冷
循环开关，当系统各部分达到设定温度后，开启
CO2钢瓶，将CO2气体经净化器净化后进入冷箱(0
℃)液化，由高压调频柱塞泵送入预热器预热，经
净化进入萃取釜，升压到预定值使CO2成超临界
流体；当CO2流量稳定后，将元宝枫原油注入真
空过滤箱，过滤后存入储液罐，在高压泵高压作
用下，以一定频率连续不断注入萃取釜Ⅰ中，与
CO2超临界流体混合，进行萃取。萃取条件为：
萃取压力24 MPa、萃取温度35 ℃、CO2流量250
L/h。经分离釜减压后，在分离釜I、分离釜II
中，萃取元宝枫精油与CO2分离；完成液体元宝
枫原油的连续萃取工艺，CO2循环使用，元宝枫
油检测入库[9]。
2.3 高速逆流色谱纯化
2.3.1 高速逆流色谱纯化流程
(1)溶剂体系制备：按体系组成及比例量取溶
剂，充分混合后置于分液漏斗，静置分层；取下
层作为流动相、上层作为固定相，分别置于烧杯
中，超声波脱气20 min，备用。
食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 提取物与应用
· 253 ·
2016年 第41卷 第06期
(2)样品制备：取10 mL样品置于试管，用无水
乙醇稀释2.5倍，0.45 μm过滤膜过滤后，将超声
波脱气5 min，备用。
(3)纯化：将高速逆流色谱仪预热30 min后，
以30 mL/min流速泵入固定相；至废液瓶中泵出液
体达到(30~50) mL时，以3 mL/min流速泵入流动
相；至废液瓶中流动相与固定相明显分层时，六
通阀进样。280 nm为吸收值检测并收集吸收峰。
2.3.2 单因素确定 控制固定相流速30 mL/min，
流动相流速3 mL/min，转速900 rad，分别以正庚
烷、乙腈为基本两相，选择氯仿、醋酸乙酯调节
系统极性，组成2种三元溶剂体系；以正己烷、水
为基本两相，选择乙醇调节系统极性，组成第3种
三元溶剂体系，纯化CO2超临界萃取元宝枫精油；
其中，强极性溶剂系统用正庚烷、氯仿、乙腈以
10:3:7比例组成，中极性溶剂系统用正庚烷、醋酸
乙酯、乙腈以5:1:5比例组成，弱极性溶剂系统用
正己烷、乙醇、水以6:5:1.5比例组成，确定最佳
溶剂体系及比例。
控制固定相流速30 mL/min，流动相流速3 mL/
min，采用弱极性溶剂系统即：正己烷-乙醇-水
=6:5:1.5，分别在850、875、900 rad进行纯化，确
定最佳转速。
控制转速固定相流速30 mL/min，转速900
rad，采用弱极性溶剂系统即：正己烷-乙醇-水
=6:5:1.5，分别在3、3.5、4 mL/min流动相流速进
行纯化，确定最佳流动相流速。
2.3.3 正交试验 按照单因素试验结果，将流动相
流速、主机转速、溶剂系统比例作为高速逆流色
谱纯化正交试验的3因素，选择4因素3水平L9(34)进
行正交试验，通过比较9组试验条件下元宝枫神经
酸的含量，确定最好的纯化参数。
2.4 高速逆流色谱纯化的元宝枫神经酸纯度
利用N2000在线工作站采集数据，根据面积
归一化法原理，自动计算出峰时间对应的神经酸
纯度。
3 结果与讨论
3.1 单因素的确定
3.1.1 最佳溶剂系统及比例的确定 控制固定相
流速30 mL/min，流动相流速3 mL/min，转速900
rad，进行高速逆流提纯分离。根据N2000离线工
作站的直观数据，弱极性溶剂体系的正己烷-乙醇
-水(6:5:1.5)纯化所得神经酸含量为18.05%，明显
高于强极性溶剂体系正庚烷-氯仿-乙腈(10:3:7)、
中极性溶剂体系正庚烷-乙酸乙酯-乙腈(5:1:5)的纯
化结果。结果表明，采用正己烷-乙醇-水(6:5:1.5)
溶剂体系，纯化效果最好，说明神经酸虽然不溶
于水，但是，在乙醇存在的情况下，溶于有机溶
剂的特点表现了出来，而且，溶解度明显高于强
极性溶剂体系正庚烷-氯仿-乙腈(10:3:7)、中极性
溶剂体系正庚烷-乙酸乙酯-乙腈(5:1:5)。溶剂体系
纯化结果见表1。
表1 溶剂体系纯化结果
溶剂体系
评价指标
谱峰位置/(t/min) 峰面积 神经酸纯度/%
正庚烷-氯仿
-乙腈(10:3:7) 83.548 184792.422 2.72
正己烷-乙醇
-水(6:5:1.5) 83.790 30678166.966 18.50
正庚烷-乙酸
乙酯-乙腈
(5:1:5)
81.165 20097188.362 13.75
3.1.2 最佳转速的确定 控制固定相流速30 mL/
min，流动相流速3 mL/min，采用弱极性溶剂系统
即：正己烷-乙醇-水=6:5:1.5，进行高速逆流提纯
分离。结果表明，当主泵转速为850时，提纯效果
最好。高速逆流色谱纯化最佳转速结果见表2。
表2 高速逆流色谱纯化最佳转速结果
转速/rad 评价指标
谱峰位置/(t/min) 峰面积 神经酸纯度/%
850 79.580 30093766.375 18.50
875 79.386 139562.284 3.28
900 77.309 2092578.294 6.38
3.1.3 最佳流动相流速的确定 控制转速固定相流
速30 mL/min，转速900 rad，采用弱极性溶剂系统
即：正己烷-乙醇-水=6:5:1.5，进行高速逆流提纯
分离。结果表明，当流动相流速为3.5 mL/min时，
提纯效果最好。高速逆流色谱纯化最佳流动相流
速结果见表3。
表3 高速逆流色谱纯化最佳流动相流速结果
流动相流速/
(mL/min)
评价指标
谱峰位置/(t/min) 峰面积 神经酸纯度/%
3 68.385 129972.422 3.94
3.5 68.990 29374766.966 18.50
4 62.368 18376759.362 11.34
3.2 正交试验及分析结果
根据表5结果，从神经酸纯度判断，高速逆流
色谱纯化参数最佳组合为A2B1C2；从k值得出效果
最佳组合亦为A2B1C2；从R值大小可以看出，影响
元宝枫纯度主次因素为A>B>C，即流动相流速对
食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用
· 254 ·
2016年 第41卷 第06期
元宝枫纯度的影响最大，转速和溶剂系统比例次
之；综合分析，高速逆流色谱纯化超临界CO2萃取
元宝枫精油的最佳纯化参数组合为A2B1C2，即流
动相流速为3.5 mL/min，转速为850 rad，正己烷、
无水乙醇、水的比例为6:5:1.5，在上述条件下，
元宝枫的纯度为18.05%。
表4 正交试验因素与水平设计
水平
因素
流动相流速/
(mL/min) A
主机转速/
rad B 溶剂系统比例 C
1 3 850 正庚烷-氯仿-乙腈(10:3:7)
2 3.5 875 正己烷-乙醇-水(6:5:1.5)
3 4 900 正庚烷-乙酸乙酯-乙腈(5:1:5)
表5 L9(34)正交试验结果与分析
试验
号
因素
神经酸纯度A B C D空白
1 1 1 1 1 7.86
2 1 2 2 2 9.83
3 1 3 3 3 10.46
4 2 1 2 3 18.05
5 2 2 3 1 14.29
6 2 3 1 2 8.29
7 3 1 3 2 9.56
8 3 2 2 3 13.58
9 3 3 1 1 6.14
k1 11.67 13.84 10.62 15.48
k2 16.05 18.05 14.05 14.95
k3 10.89 8.43 17.65 15.43
R 9.48 18.05 10.57 3.52
4 结论
本文研究中，选择极性适合的溶剂系统，调
节各种溶剂的相对比例，测定目标组分的纯度；
通过单因素试验，确定了影响高速逆流色谱纯化
的最佳水平：溶剂系统为弱极性溶剂系统，采用
正己烷，乙醇和水组成的三元溶剂系统，流动相
流速3.5 mL/min，转速850 rad；在单因素试验基
础上，通过正交试验的极差分析，确定了三者的
最佳参数组合：流动相流速3.5 mL/min，转速850
rad，正己烷、无水乙醇、水的比例6:5:1.5，在上
述条件下，元宝枫神经酸的纯度为18.05%。研究
结果说明神经酸属于弱极性分子，采用弱极性溶
剂体系是合适的。而且，本文首次用乙醇取代甲
醇，得到了理想的纯化效果。
参考文献：
[1]　王性炎.中国元宝枫[M].成都:四川民族出版社,2003:12-
18
[2]　王性炎,王姝清,李艳菊,等.元宝枫栽培及其利用[M].成
都:四川民族出版社,2004:54-70
[3]　王性炎,李艳菊.元宝枫栽培与加工利用[M].西安:陕西人
民教育出版社,1998:3-12
[4]　王性炎.王性炎学术论文集[M].成都:四川民族出版社,
2001:248-277
[5]　刘祥义,付惠,陈玉惠.元宝枫油理化特性及脂肪酸组成
研究[J].中国油脂,2003,28(3):66-67
[6]　王性炎.我国应重视神经酸植物的发展与利用[J].CHINA
OILS AND FATS,2011,36(11):52-54
[7]　龚蜜,王亚楠,王素娟,等.神经酸的研究进展[J].中国蜂
业,2011,62:50-53
[8]　王性炎,王姝清.新资源食品-元宝枫籽油[J].CHINA OILS
AND FATS,2011,36(9):56-59
[9]　王向东,梁瑞锋,李丽红,等.一种超临界CO2流体连续萃取
核桃原油装置[P].ZL:201220584810.2
[10]　张荣劲,李义芳.高速逆流色谱分离天然产物的溶剂体
系选择[J].中草药,2008,39(2):298-303
[11]　王向东,赵国建.羽衣甘蓝叶黄素提取纯化研究[J].食品
科学,2007,28(7):145-148
[12]　王向东,于友伟,段平肖,等.羽衣甘蓝叶黄素CO2超临界
萃取及高速逆流色谱纯化的研究[J].农产品加工·学
刊,2012,10(10):14-20
《食品科技》
开户银行：农业银行北京南三环支行
账号：11200601040010053
户名：北京市粮食科学研究院