全 文 ：2007年第32卷第11期 中 国 油 脂
文章编号:1003-7969(2007)11-0049-03 中图分类号:TQ645.6 文献标识码:A
元宝枫油中富含人体必需脂肪酸和脂溶性维
生素,元宝枫油中不饱和脂肪酸含量达 92%,其中
神经酸含量为5.52%
[1]
。自然界中含神经酸的植物
较少,国际市场上神经酸资源主要来自深海鱼类,与
深海鱼类相比,元宝枫是可持续利用的神经酸新资
源
[2]
。
神经酸(nervonicacid),化学名为顺 -15-二
十四碳烯酸,分子式 C24H46O2,分子量为 366.6,是
一种n-9型长链单烯脂肪酸,常温下为白色针状
固体,因其最早从鳖鱼脑、牛脑中分离得到,故又名
鳖鱼酸(selachoacid)。神经酸具有促进人体神经细
胞生长、发育,有效改善老年人记忆力等多种生理功
能,并对心脑血管疾病有相当好的疗效
[3]
。侯镜德等
人研究表明,神经酸具有恢复神经末梢活性、促进神
经细胞生长和发育的功能,并对心血管和人体的自
身免疫性疾病有较好的疗效,其神经酰胺在人体中
具有第二信使的功能
[4]
。
尿素包合法是一种有效分离脂肪酸的方法,可
以将高不饱和脂肪酸与饱和的、低不饱和的脂肪酸
分开,从而达到分离纯化不同类型脂肪酸的目的。尿
素包合法可有效地保护双键不受氧化,能较完全地
保留其营养与生理活性
[5]
。
本文对影响尿素包合法初步分离元宝枫油中的
神经酸甲酯的主要因素进行了正交试验研究。
1 材料与方法
1.1 试验材料
元宝枫油,元宝枫种仁经压榨法制备而成,其理
化性质和脂肪酸组成及含量见表1、表2。
1.2 主要试剂、仪器
脂肪酸甲酯标准样(购自Sigma公司)。石油醚
元宝枫油中神经酸的初步分离
徐文晖
1
,王俊儒
2
,梁 倩
1
(1.西北农林科技大学生命科学学院,712100陕西省杨凌;2.西北农林科技大学理学院,712100陕西省杨凌)
摘要:将元宝枫油制成混合脂肪酸甲酯,再应用尿素包合法对其中的神经酸甲酯分离的主要
影响因素进行了正交试验研究。结果表明,在脂肪酸甲酯 /尿素 /甲醇(W/W/V)为1∶3∶9,包合
温度-10℃,包合时间20h的条件下,神经酸甲酯的分离效果最佳,通过2次尿素包合处理后神经
酸甲酯的相对含量从5.484%提高到17.103%,提高了3倍多。
关键词:元宝枫油;神经酸;尿素包合;正交试验
SeparationofnervonicacidfromAcerTruncatumbugeoil
XUWen-hui1,WANGJun-ru2,LIANGQian1
(1.ColegeofLifeScience,NorthwestA&FUniversity,712100ShaanxiYangling,ChinaY
2.ColegeofScience,NorthwestA&FUniversity,712100ShaanxiYangling,China)
Abstract:ThefatyacidmethylesterswaspreparedfromAcerTruncatumbugeoil,andthe
maininfluencefactorsofseparatingnervonicacidmethylesterbyurea-inclusionmethodwere
analysed.Theresultsrevealedthatthebestseparationresultscouldbeobtainedbyusingfaty
acids/urea/methanol(W/W/V)1∶3∶9,theurea-inclusiontemperature-10℃ andtheurea-
inclusiontime20h. Thecontentofnervonicacidmethylesterwasraisedfrom 5.484% to
17.103% withtwiceurea-inclusion.
Keywords:AcerTruncatumbugeoil;nervonicacid;urea-inclusion;orthogonalexperiment
收稿日期:2007-04-08;修回日期:2007-09-18
基金项目:2005年度教育部新世纪优秀人才支持计划项
目和杨凌基金项目(2004JA20)
作者简介:徐文晖(1975-),男,博士研究生;主要从事天
然产物中活性成分提取分离及结构修饰的研究工作。
通讯作者:王俊儒 教授/博士
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2007年第32卷第11期中 国 油 脂
表5 方差分析
因素
A
B
C
D
误差
偏差平方和
5.023
0.055
0.170
1.062
6.31
自由度
2
2
2
2
8
F值
3.184
0.035
0.108
0.673
F0.10(2,8)
3.110
3.110
3.110
3.110
显著性
0
(60～90℃)、无水乙醇、氢氧化钾、无水甲醇、尿素、
无水硫酸钠、浓硫酸等均为分析纯。
663-30日本日立公司气相色谱仪,FID检测
器,注射器(最大容量为10μL),RE-52AA型旋转
蒸发仪。60型电动搅拌器。恒温水浴箱,电子天平
(感量0.0001g),循环水式多用真空泵,回流冷凝
管,分液漏斗(250mL)。
1.3 试验方法
1.3.1 元宝枫油混合脂肪酸制备 称取 50g元宝
枫油于 500mL烧瓶中,加入 50mL20%的 KOH-
乙醇溶液,在80℃水浴上加热回流2h,加热期间不
时摇动,至溶液澄清透明。取下烧瓶,冷却至室温,溶
液下层出现絮状沉淀物,倾出上层液,用 15%盐酸
调其pH至2～3,转移到分液漏斗中,用石油醚萃
取,静置分层,取上层有机相水洗至中性,通过装有
无水硫酸钠的漏斗,滤液于50℃水浴中减压旋转蒸
发,回收石油醚,即得混合脂肪酸。
1.3.2 元宝枫油混合脂肪酸甲酯的制备 向混合脂
肪酸中以1∶3(W/V)的比例加入甲醇,搅拌下以混合
脂肪酸与浓硫酸1∶0.5(W/V)的比例滴加浓硫酸。在
80℃水浴上加热回流2h,加热期间不时摇动。取出
后冷却至室温,转移到分液漏斗中,加入一定量的水
以石油醚萃取 (石油醚用量为水量的1/2),静置分
层,取上层有机相水洗至中性,通过装有无水硫酸钠
的漏斗,滤液于50℃水浴中减压旋转蒸发,回收石油
醚,即得混合脂肪酸甲酯。
1.3.3 尿素包合的正交试验设计 选取影响尿素包
合效果的脂肪酸甲酯与尿素的配比、尿素与甲醇的
配比、包合温度及包合时间4个因素,每个因素选取
3个水平,选用正交表 L9(3
4
)进行试验
[6]
,其因素水
平见表3。
1.3.4 元宝枫油混合脂肪酸甲酯的尿素包合 分别
称取混合脂肪酸甲酯2g,按照不同的脂肪酸甲酯 /
尿素 /甲醇的比例,量取甲醇,加入250mL烧瓶中,
在80℃水浴上搅拌同时加入不同量的尿素,待尿素
完全溶解后,加入已称好的2g混合脂肪酸甲酯,反
应至溶液澄清透明后,取出冷却至室温,于设定包合
温度下包合不同时间。所得尿素包合物结晶抽滤分
离,得尿素包合物结晶部分和滤液部分。取尿素包合
物结晶部分,用蒸馏水洗至无尿素残留后,用石油醚
萃取,静置分层,取上层有机相,通过装有无水硫酸
钠的漏斗,滤液于 50℃水浴中减压旋转蒸发,回收
石油醚,即得分离样品。
1.3.5 脂肪酸甲酯分析 分离样品中的脂肪酸甲酯
组成用毛细管气相色谱进行分析检测,各组分相对
含量采用峰面积归一化法计算。气相色谱条件:毛细
管柱(30m×0.25mm),进样口温度260℃,柱温195
℃,检测器温度250℃。载气N2,流速40mL/min,H2
(辅助气)180kPa,空气(助燃气)120kPa,进样量
0.5μL,检测器为FID。
2 结果与讨论
2.1 试验结果
尿素包合法分离单不饱和脂肪酸甲酯的正交试
验结果见表4,方差分析见表5。
由表5方差分析可以看出,影响尿素包合法分
表3 因素水平表
水平
1
2
3
脂肪酸甲酯/尿素
(W/W)
A
1∶2
1∶2.5
1∶3
尿素/甲醇
(W/V)
B
1∶3
1∶4
1∶5
包合温度
(℃)
C
10
0
-10
包合时间
(h)
D
12
16
20
表4 正交试验结果
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
1
1
1
2
2
2
3
3
3
8.149
9.516
9.886
1.737
1
2
3
1
2
3
1
2
3
9.281
9.090
9.180
0.191
1
2
3
2
3
1
3
1
2
9.013
9.187
9.350
0.337
1
2
3
3
1
2
2
3
1
8.724
9.278
9.549
0.825
单不饱和脂肪酸甲
酯的质量分数(%)
7.616
8.153
8.677
9.983
9.129
9.436
10.244
9.987
9.426
试验号 A B C D
表2 元宝枫油脂肪酸组成及含量(%)
棕榈
酸
3.968
棕榈
油酸
0.344
硬脂
酸
3.99124.359
亚油
酸
36.306
α-亚
麻酸
1.172
二十碳
烯酸
7.023 17.196
神经
酸
5.484
油酸 芥酸
表1 元宝枫油的理化性质
淡黄
折光指数
(nD20)
1.4742
比重
(d
20
)
0.9151
酸值
(mgKOH/g)
1.37
皂化值
(mgKOH/g)
186.7
碘值
(gI/100g)
108.4
色泽
50
2007年第32卷第11期 中 国 油 脂
离元宝枫油中神经酸甲酯的主要因素是A,该因素
达到了较显著的水平,而B、C、D的影响不显著。由
表4直观分析可以看出,尿素包合法分离元宝枫油
中神经酸的最佳参数是:脂肪酸甲酯/尿素 /甲醇
(W/W/V)1∶3∶9,包合温度-10℃,包合时间20h。
采用最佳参数所得样品中神经酸甲酯的相对含量可
达10.361%,此时分离甲酯回收率为63%。采用最佳
参数所得样品中的脂肪酸组成见表6。
采用最佳试验参数对元宝枫油混合脂肪酸甲酯
进行尿素包合处理,分离得到1次尿素包合后混合
脂肪酸甲酯,将分离得到的1次尿素包合后混合脂
肪酸甲酯继续按混合脂肪酸甲酯 /尿素 /甲醇 (W/
W/V)1∶3∶9的比例,以包合温度-10℃,包合时间
20h进行 2次包合,2次尿素包合处理后所得样品
中的神经酸的相对含量经气相色谱分析检测可达
17.103%。
2.2 试验讨论
目前已报道的脂肪酸分离方法有:尿素包合法、
硝酸银硅胶柱层析法、超临界CO2萃取法、分子蒸馏
法、冷冻结晶法
[7]
。近年来研究表明,尿素包合法作
为初步分离脂肪酸的一种方法,具有简便、经济、高
效等特点,所用试剂易得,均可回收,尿素包合法所
需的设备简单,并且操作方便,适合工业化生产。而
且尿素包合法一般在较低的温度下进行,不会对神
经酸的分子结构和理化性质产生影响,更好地保留
了神经酸的生理活性。尿素的添加量(混合脂肪酸与
尿素的比例)对包合物的组成有密切的关系。一般说
来,如果尿素的添加量大,包合物中除了含有饱和脂
肪酸和单不饱和脂肪酸外,也含有部分多不饱和脂
肪酸,如亚油酸、亚麻酸等。如果尿素的添加量不足,
就会有部分饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸不能被包
合,这样就会降低包合物中单不饱和脂肪酸的纯度。
尿素包合法分离单不饱和脂肪酸,一般采用的
方法是将原料经皂化、酸化处理后制成混合脂肪酸,
然后再进行分离。但由于单不饱和脂肪酸稳定性不
如其甲酯好,易于氧化分解。另外还发现由于气相色
谱分析脂肪酸时必须进行甲酯化,而此时会出现由
于样品处理带来不同批次误差。因此,本研究采用了
尿素包合法直接分离混合脂肪酸甲酯中单不饱和脂
肪酸甲酯,既有利于物料的储存,也保证了气相色谱
分析结果的稳定、可靠。
3 结 论
本研究表明,尿素包合法分离元宝枫油中神经
酸甲酯的最佳参数是:脂肪酸甲酯 /尿素 /甲醇
(W/W/V)为1∶3∶9,包合温度-10℃,包合时间20
h。采用最佳参数所得样品中神经酸甲酯的相对含量
可达10.361%,但同时神经酸甲酯得率只有63%,而
芥酸的相对含量达到了29.275%。2次尿素包合处理
后所得样品中的神经酸甲酯的相对含量达到
17.103%,神经酸含量仍较低,因此为了提高神经酸
含量,同时降低芥酸含量,还应结合其他分离方法,
这一点有待于进一步研究。
参考文献:
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成研究[J].中国油脂,2003,28(3):66-67.
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器,1996,(4):29-30.
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[J].JouralofChinesePharmaceuticalscience,2004,13
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[6] 沈邦兴,文敞俊.实验设计及工程应用[M].北京:中国
计量出版社,2005.117-138.
[7] 毕艳兰.油脂化学[M].北京:化学工业出版社,2005.
172-197.
表6 经尿素包合后的脂肪酸甲酯组成(%)
棕榈酸
7.495
油酸
39.803
亚油酸
2.436
二十碳烯酸
10.630
芥酸
29.275
神经酸
10.361
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!
!
!
!
!
!
!
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!
!
!
!
!
!
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