全 文 ：参考文献:
[ 1] 刘大川 , 钟方旭.酶水解法制备大豆肽的研究 [ J] .中国
油脂 , 1997, 22(6):14-16.
[ 2] KITTSDD, WEILERK.Bioactiveproteinsandpeptides
fromfoodsourcesapplicationsofbio-processesusedin
isolationandrecovery[ J] .CurrentPharmaceuticalDesign,
2003, 9(16):1309-1323.
[ 3] MEISELH, FITZGERALDR J.Biofunctionalpeptides
from milkproteinsmineralbindingandcytomodulatory
effects[ J] .CurrentPharmaceuticalDesign, 2003, 9(16):
1289-1295.
[ 4] KORHONENH, PIHLANTOA.Food-derivedbioactive
peptides-opportunitiesfordesignfuturefoods[ J] .Current
PharmaceuticalDesign, 2003, 9(16):1297-1308.
[ 5] 鞠兴荣 ,何荣 , 袁建 , 等.菜籽肽的制备分离和化学修饰
的研究进展 [ J] .中国油脂 , 2008, 33(12):32-35.
[ 6] 程云辉 ,文新华.生物活性肽制备的研究进展 [ J] .食品
与机械 , 2001(4):4-6.
[ 7] 何强飞 ,于秋生 , 郭贯新 , 等.酸法水解大米饲料蛋白的
工艺研究 [ J] .食品工业科技 , 2008(7):194-196.
[ 8] 吴媛瑾 ,王承明 , 吴谋成.响应面优化棉籽饼粕中棉酚的
提取条件 [ J] .棉花学报 , 2009(2):94-99.
[ 9] 李建武.生物化学实验原理和方法 [ M] .北京:中国轻工
业出版社 , 1994:221-223.
[ 10] 孙占田 , 马秋刚 , 计成.饲料肽产品质量检测方法的研
究进展 [ J] .中国饲料 , 2007(12):25-27.
[ 11] 高惠璇.使用统计方法与 SAS系统 [ M] .北京:北京大
学出版社 , 2001:14-39, 291-295.
收稿日期:2009-11-23;修回日期:2010-04-07
作者简介:夏　辉(1981), 男 , 助理工程师 , 硕士 , 主要从事
油脂深加工方面的研究工作(E-mail)xiahui5331@yahoo.
com.cn。
油脂化学
元宝枫油乙酯制备工艺研究
夏　辉 ,鲁海龙
(国家粮食储备局 西安油脂科学研究设计院 , 西安 710082)
摘要:以元宝枫油为原料 ,用碱催化法进行乙酯化反应 ,通过单因素试验和正交试验确定的最优工
艺条件为:反应物摩尔比(n(元宝枫油)∶n(无水乙醇))1∶6,反应时间 4 h,反应温度 75℃,催化剂
用量 1.0%。在该工艺条件下 ,乙酯得率为 98.7%。
关键词:元宝枫油;乙酯化;元宝枫油乙酯
中图分类号:TS225;TS218　　　文献标志码:A　　　文章编号:1003-7969(2010)06-0026-03
PreparationofethylestersofAcertruncatumBungeseedoil
XIAHui, LUHailong
(Xi anOils＆ FatsResearch＆ DesignInstitute, StateAdministrationofGrain
ReserveofP.R.C., Xi an710082, China)
Abstract:AcertruncatumBungeseedoilwasesterifiedwithalcoholusingalkaliasacatalyst.Bysingle
factortestandorthogonaltesttheoptimumprocessingparameterswereobtainedasfolows:molarratioof
AcertruncatumBungeseedoiltoabsolutealcohol1∶6, reactiontime4 h, temperature75℃, alkalidos-
age1.0%.Undertheoptimumconditions, theyieldofethylesterswas98.7%.
Keywords:AcertruncatumBungeseedoil;ethylesterification;ethylestersofAcertruncatumBungeseed
oil
　　元宝枫(AcertruncatumBunge)为槭树科(Acer-
acae)落叶乔木 ,因翅果酷似中国古代金锭(元宝)
而得名 , 在国内广泛分布 [ 1] 。其种子含油高达
48%,油中以油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸为主 ,占
60% ～ 80%,其中含有 5.6%的神经酸 ,使其价值远
高于其他油脂 ,是一种高附加值的功能性油脂资
源[ 2] 。
神经酸(nervonicacid),学名为 15-二十四碳烯
26 CHINAOILSANDFATS　　　　　　　　　　　　　　2010Vol.35 No.6
酸 ,是一种 ω-9型长链单烯脂肪酸。因其最早从鲨
鱼脑中提取出来 ,又名鲨鱼酸 [ 2] 。神经酸是一种功能
性脂肪酸 ,在医药 、保健食品中有很多应用。市场上
的功能性脂肪酸产品多为经纯化 、含一定量功能性脂
肪酸的油脂或其类脂物。脂肪酸乙酯具有易于人体
吸收 、无毒副作用 、沸点低 、易于蒸馏分离等特点 ,因
此功能性脂肪酸产品多以乙酯型面世 [ 3] 。
元宝枫油乙酯化生产工艺按催化剂不同分为酸
催化法 、碱催化法和酶催化法[ 3] 。酶催化法由于酶
源有限 ,成本高 ,酯化得率较低目前未能工业化生
产 [ 4] ;而酸催化法和碱催化法对不同品质油脂催化
效果不同 ,在反应完全程度和反应时间上也不尽相
同 。本研究对影响元宝枫油乙酯化效果的物料比 、
催化剂用量 、反应温度 、反应时间等因素进行研究 ,
确定乙酯化最优工艺条件 。
1　材料与方法
1.1　试验材料
　　元宝枫油(陕西七彩生物科技有限公司);无水
乙醇 、氢氧化钠 、95%乙醇均为分析纯 。
恒温水浴锅 ,旋转蒸发仪 ,电动搅拌器 , GC-
TAG气相色谱仪 。
1.2　试验方法
　　称取一定量元宝枫油于 500 mL圆底烧瓶中 ,开
启恒温水浴锅将其升温至所需反应温度 ,将催化剂
(NaOH)与无水乙醇混合液加入圆底烧瓶中 ,在旋转
蒸发仪上反应一段时间 ,将反应液倒入分液漏斗 ,用
80℃蒸馏水洗涤后 ,经真空脱水干燥得到元宝枫油乙
酯产品。产品经气相色谱分析 ,计算出乙酯得率。
气相色谱条件:色谱柱:DB5弹性石英毛细管柱
(30m×0.25 mm×0.25μm),柱流量 1.0mL/min;
柱温:初温 80℃,以 8℃/min的速率升温到 250℃;
载气:高纯氦气;进样口温度 250℃;柱前压 64 kPa,
分流比 10∶1。
2　结果与讨论
2.1　元宝枫油乙酯制备单因素试验
　　元宝枫油和无水乙醇在催化剂作用下制备元宝
枫油乙酯 ,此酯化反应可称为醇解反应 [ 5] 。相对于
酸性催化剂 ,选用碱性催化剂反应迅速 ,且温度较
低 ,可避免不饱和脂肪酸的分解 。另外 ,所得产物呈
清亮淡黄色 ,与原料油脂颜色接近。在反应中 ,除考
虑反应温度 、反应时间和催化剂用量外 ,还需充分认
识到以下因素对反应体系的影响:
(1)在碱催化反应过程中油脂酸值必须尽可能
低(酸值(KOH)小于 1 mg/g)[ 3, 6] ,否则会因游离脂
肪酸易与催化剂碱反应生成较多皂 ,从而降低酯化
得率。本试验选用的元宝枫油酸值(KOH)为 0.3
mg/g,符合碱催化条件 。
(2)包括催化剂在内的反应原料都必须无水 ,因
水会降低催化剂催化效率 ,而且会使甘油三酯水解。
(3)反应物摩尔比是影响酯化反应最重要的因
素之一 ,由化学反应方程式可知 , 1 mol油脂需要 3
mol无水乙醇 ,但根据实际反应经验 ,无水乙醇与油
脂反应物摩尔比经常大于 4∶1;当油脂中含有大量
游离脂肪酸时 ,酯化反应往往需采用两步法进行 。
(4)鉴于对以上影响因素综合考虑 ,在以元宝
枫油为原料的乙酯化反应中 ,采用碱性催化剂 ,所有
反应试剂和反应器都经干燥处理 ,并采用均匀电动
搅拌 。
脂肪酸乙酯在室温条件下(20 ～ 35℃)能完全
溶于 95%乙醇 ,而未反应完的甘油三酯不溶于 95%
乙醇 。因此 ,可根据反应物在 95%乙醇中溶解度 ,
初步判断元宝枫油乙酯化反应程度。反应产物由气
相色谱做定量分析 。
2.1.1　反应物摩尔比(n(元宝枫油)∶n(无水乙
醇))和反应时间对乙酯得率的影响　维持反应温
度 75℃,催化剂(NaOH)用量 1.0%(占元宝枫油的
质量),考察反应物摩尔比和反应时间对乙酯得率
的影响 ,结果如图 1所示 。
图 1　反应物摩尔比和反应时间对乙酯得率的影响
　　从图 1可以看出 ,当反应物摩尔比为 1∶4 ,反应
足够时间后元宝枫油乙酯得率仅为 69%。随着无
水乙醇量的进一步增加 , 反应物摩尔比为 1∶6时 ,
元宝枫油乙酯得率为 97%,甘油层自然沉降 ,此后
再增加无水乙醇量 ,乙酯得率没有明显提高。在反
应初始阶段 ,随着反应的进行 ,乙酯化程度升高 ,乙
酯得率也迅速升高 ,反应 3h后 ,乙酯得率接近于平
衡。延长反应时间可能促进原料油氧化 ,且比较耗
时 ,综合考虑 ,取反应物摩尔比为 1∶6,反应时间 3
h,此时元宝枫油乙酯得率较高 ,且可以减少后续工
艺操作难度。
2.1.2　催化剂用量对乙酯得率的影响　维持反应
温度 75℃,反应物摩尔比 1∶6,反应时间 3h,考察催
272010年第 35卷 第 6期　　　　　　　　　　　　　中　国　油　脂
化剂用量对乙酯得率的影响 ,结果如图 2所示 。
图 2　催化剂用量对乙酯得率的影响
　　从图 2可以看出 ,当催化剂用量为 1.0%时 ,元宝
枫油乙酯得率最高 ,达到 97.8%,反应液中甘油层自然
沉降 ,便于反应产物分离。当催化剂用量过多时 ,会与
甘油三酯脂肪酸发生皂化反应 ,使乙酯得率降低。因
此 ,选用催化剂用量为 1.0%。
2.1.3　反应温度对乙酯得率的影响　在反应物摩尔
比 1∶6,反应时间 3h,催化剂用量 1.0%的情况下 ,考
察反应温度对乙酯得率的影响 ,结果如图 3所示。
图 3　反应温度对乙酯得率的影响
　　由图 3可以看出 , 70 ～ 75℃是乙酯得率快速升
高区间 ,在 75 ～ 80℃时 ,升高温度得率变化不大 。
80℃时元宝枫油乙酯得率最高 ,达到 98.2%。由于
常压下无水乙醇的沸点为 78.3℃,反应温度必须控
制在其沸点以下 ,否则无水乙醇将挥发损失 ,从而导
致乙酯得率降低 。因此 ,本试验选择 75℃为反应温
度 。
2.2　元宝枫油乙酯制备正交试验
　　在单因素试验的基础上 ,确定反应物摩尔比为
1∶6,对反应时间 、反应温度 、催化剂用量 3个因素进
行正交试验 ,从中选择出最佳工艺条件。因素水平
见表 1,正交试验结果见表 2。
　　由表 2得出 , 3个影响因素的主次顺序为:B>A>
C,即催化剂用量对乙酯得率的影响最大 ,其次是反
应温度 ,影响最小的是反应时间;最优工艺组合为
A2B2C3 ,即反应温度 80℃,催化剂用量 1.0%,反应
时间 4h。考虑到无水乙醇的沸点不能太高 ,其他条
件不变 ,最终确定反应温度为 75℃。该条件下元宝
枫油乙酯得率为 98.7%。
表 1　因素水平表
水平 A反应温度 /℃
B
催化剂用量 /%
C
反应时间 /h
1 75 0.5 2
2 80 1.0 3
3 85 1.5 4
表 2　正交试验结果
试验号 A B C 乙酯得率 /%
1 1 1 1 89.8
2 1 2 2 97.2
3 1 3 3 96.4
4 2 1 2 98.5
5 2 2 3 98.7
6 2 3 1 94.5
7 3 1 3 94.3
8 3 2 1 97.6
9 3 3 2 93.4
K1 283.4 282.6 281.9
K2 291.7 293.5 289.1
K3 285.3 284.3 289.4
R 8.3 10.9 7.5
3　结　论
　　对元宝枫油乙酯化工艺条件进行研究 ,经单因
素试验和正交试验 ,得到元宝枫油乙酯化反应最优
条件为:反应物摩尔比(n(元宝枫油)∶n(无水乙
醇))1∶6,催化剂用量 1.0%,反应温度 75℃,反应
时间 4h。在该工艺条件下 ,元宝枫油乙酯得率达到
98.7%。本试验结果可用于元宝枫油中神经酸的富
集 ,以提高元宝枫油的附加值 。
参考文献:
[ 1] 牛春山.陕西树木志 [ M] .北京:中国林业出版社 ,
1990.
[ 2] 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 , 1998:1-5.
[ 3] 张金廷.脂肪酸及其深加工手册 [ M] .北京:化学工业
出版社 , 2002.
[ 4] 陈炳卿 ,刘志成 , 王茂起.现代食品卫生学 [ M] .北京:
人民卫生出版社 , 2001:635-637.
[ 5] 韩国麟.油脂化学 [ M] .郑州:河南科学技术出版社 ,
1995.
[ 6] FREEDMANB, PRYDEEH, MOUNTSTL.Variablesaf-
fectingtheyieldsoffatyestersfromtransesterifiedvegeta-
bleoils[ J] .JAmOilChemSoc, 1984, 64:1638-1643.
28 CHINAOILSANDFATS　　　　　　　　　　　　　　2010Vol.35 No.6