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尿素包合法纯化孔石莼不饱和脂肪酸



全 文 :!#$
楼乔明,丛培旭,徐! 杰,薛长湖!
(中国海洋大学食品科学与工程学院,山东青岛 !##$)
摘% 要:用 &’()*法提取孔石莼总脂,经皂化后酸化制得脂肪酸,再对脂肪酸进行尿素包合,使其中饱和脂肪酸与不饱
和脂肪酸分离,从而提高不饱和脂肪酸的含量。在脂肪酸+尿素+无水乙醇比为 ,+!+!#,温度为 -.,包合 ,!*的条件下
进行尿素包合结晶,效果较好,不饱和脂肪酸含量由 /!0-$1增加到 202,1,其中十六碳四烯酸由 ,$0$1增加到
!!02!1,增加 30,1,十八碳四烯酸由 !#0221增加到 $303!1,增加 3-0241。
关键词:孔石莼,尿素包合,纯化,不饱和脂肪酸
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中图分类号:H;!4-0,% % % % 文献标识码:I% % % % 文 章 编 号:,##!5#$#(!#,#),!5#,#5#!
收稿日期:!##25,!5!3% !通讯联系人
作者简介:楼乔明(,23,5),男,博士研究生,研究方向:海洋活性物质研究。
基金项目:国家科技支撑计划(!##3JIK2-J#-)。
% % 孔石莼(!#$ %&’()*$ +,&-)属于绿藻门石莼科
石莼属,是一种大型绿藻,俗称海菠菜、海白菜等,广
泛分布于西太平洋沿海,是我国野生经济藻类中资
源极为丰富的一种[,]。自古以来孔石莼在食用和药
用方面就有广泛的应用。明朝李时珍的《本草纲目》
中有“下水、利小便”之功效记载。孔石莼脂肪酸中
含有大量的十六碳四烯酸(6, +-)、十八碳三烯酸
(6,3 + $)、十八碳四烯酸(6,3 + -)等多不饱和脂肪
酸[!],而这些多不饱和脂肪酸都可以作为二十碳五烯
酸(?LI)、二十二碳六烯酸(KMI)的合成前体[$5-]。
但是,当前对孔石莼的利用还相当有限,除了少量食
用和药用外,仅有一些作为饲料和肥料,对其药用等
价值也尚未得到充分开发[4]。本文通过尿素包合法
对孔石莼的不饱和脂肪酸,尤其是十六碳四烯酸和
十八碳四烯酸进行纯化,为孔石莼资源的综合利用
提供理论依据。
5! 材料与方法
565! 材料与仪器
甲醇、三氯甲烷、正己烷、石油醚、尿素(分析纯)
等% 由天津市科密欧化学试剂有限公司提供。
23#N 型气相色谱仪 % 美国 I8<(7=E 公司;
O>P’@’E> -### 799<)<7=E 旋转蒸发器% 德国海道尔夫公
司;IJ,$45;型精密电子分析天平% 瑞士梅特勒5托利
多公司;Q<((<5G ;F=E*7D公司。
567! 实验方法
孔石莼于 !##2 年 ,, 月采自青岛栈桥附近海域,
自来水清洗,除去泥沙和其他杂草;样品冷风吹干,
室温保存。
,0!0,% 总脂提取% 取一定量的孔石莼,粉碎,按 ,+!#
(S+C)的量加入氯仿5甲醇(! +,,C+ C)混合液,超声
$#S<=,然后浸提 !-*。过滤后,浸提液用 #021氯化
钠溶液洗涤,倒入分液漏斗中静置分层。下层(氯仿
层,墨绿色)用无水硫酸钠干燥后,蒸发浓缩,得到墨
绿色浸膏。
,0!0!% 混合脂肪酸的制备 % 所提浸膏用 ,S’( T O
UAM5乙醇溶液 ,##SO,于 /#.水浴加热回流,皂化
!*。皂化液冷却至室温后,加入适量水使皂化液完
全溶解,用 $#SO石油醚萃取 $ 次,弃去醚层,除去不
皂化物。水层用 ,#1盐酸酸化至 RM,V!,静置分层,
石油醚萃取有机相 $ 次,合并石油醚并用水洗至中
性,无水硫酸钠干燥,减压旋转蒸干,得混合脂肪酸。
,0!0$% 尿素包合 % 将上述所得的混合脂肪酸,按脂
尿比(,+!)[]、尿素乙醇比(,+,#)进行实验。将尿素
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2010.12.014
!!#
于 !#水浴中回流溶解,加入制备的混合脂肪酸,搅
拌冷却至室温,于 $#包合结晶 %&’。结晶后,加入活
性炭搅拌脱色 %()*,并进行抽滤,所得滤液加入等
体积水和两倍体积的氯仿进行萃取,氯仿层用无水
硫酸钠干燥,蒸干滤液,得脂肪酸。
%+&+$, 脂肪酸甲酯化 , 取一定量样品,加入 %(-
&(./ 0 - 12/3甲醇溶液,于 4#水浴中甲酯化 %5()*,
冷却后加入正己烷和饱和氯化钠溶液各 %(- 振荡,
静置分层,取上清液供气相分析。
%+&+5, 气相色谱分析, 1637889:;< 石英毛细管柱
(=( > +=&((),高纯氮气为载气,采用恒压模式,
压力为 !+?%@A),分流比为 &5 B %。进样口温度为
&=#,检测器温度为 &5#,柱温以 =# 0 A由 %!#升
到 &%#,然后在 &%#下保持 %()*,最后对各组分峰
用面积归一法进行积分,得出各组分的百分含量。
! 结果与讨论
!#$ 尿素包合条件
尿素包合法是纯化不饱和脂肪酸的一种有效方
法。尿素分子在结晶过程中能够与饱和脂肪酸或单
不饱和脂肪酸形成稳定的晶体包合物析出,而多不
饱和脂肪酸由于双键较多,碳链弯曲,具有一定的空
间构型,不易被尿素包合[!]。在尿素包合过程中,对
不饱和脂肪酸富集效果影响最大的因素是尿素用
量,如果尿素量过少,对饱和脂肪酸或单不饱和脂肪
酸的包合程度就会下降,达不到理想效果;同时尿素量
过多时,尿素物理携带的不饱和脂肪酸越多,导致富集
得率降低。而溶剂乙醇的用量、尿素包合温度和时间
对不饱和脂肪酸富集效果影响不大[4,?];但增加乙醇用
量有利于后续活性炭脱色。因此本实验在脂尿比
(%B&)、尿素乙醇比(%B%),$#包合 %&’下进行操作。
通过皂化后酸化所得的混合脂肪酸含有大量的
色素。在尿素包合结晶后,加入活性炭进行脱色。
过滤除去结晶的尿素和活性炭。加入等体积水和两
倍体积的氯仿,以萃取不饱和脂肪酸和除去乙醇中
未结晶的尿素。氯仿层用无水硫酸钠干燥后,减压
浓缩,最后得到淡黄色脂肪酸液体。
!#! 尿素包合前后脂肪酸分析
图 %, 尿素包合前孔石莼脂肪酸气相色谱图
尿素包合前后脂肪酸的气相色谱图见图 %、图 &,
脂肪酸分析结果见表 %。结果表明:尿素包合前,孔
石莼中饱和脂肪酸含量为 &!+5!C,主要为棕榈酸
(&$+?$C)和月桂酸(&+!=C);不饱和脂肪酸含量为
!&+$=C,主要为十八碳四烯酸(&+DDC)、十六碳四
烯酸(%=+4=C)、十八碳三烯酸(%=+54C)等多不饱和
脂肪酸。尿素包合后,不饱和脂肪酸含量增加到
D4+D%C,多不饱和脂肪酸含量由 5&+%5C 增加到
?5+$$C,增加 4=+?$C,其中十六碳四烯酸由 %=+4=C
增加到 &&+D&C,增加 4?+%4C;十八碳四烯酸由
&+DDC增加到 =?+?&C,增加 ?$+D5C。综合分析结果,
按脂尿比(%B&)、尿素乙醇比(%B%),$#包合 %&’ 条件
进行尿素包合结晶,对饱和脂肪酸具有较好的包合作
用,达到孔石莼不饱和脂肪酸的富集纯化效果。
图 &, 尿素包合后孔石莼脂肪酸气相色谱图
表 %, 尿素包合前后孔石莼脂肪酸相对含量
脂肪酸
相对含量(C)
尿素包合前 尿素包合后
2%&B &+!=
2%4B &$+?$ =+D
2%4B% 4+5& &+!
2%4B= %+%& %+!
2%4B$ %=+4= &&+D&
2%?B% %=+!4 D+$
2%?B& %+4= &+%%
2%?B= %=+54 %!+%!
2%?B$ &+DD =?+?&
2&B5 %+&= =+=4
% 结论
%#$, 尿素包合法是富集纯化孔石莼不饱和脂肪酸的
一种有效方法,具有简便、经济、高效等特点,所用试
剂简单易得,且均可回收,适合于工业化生产。
%#! , 通过尿素包合后,不饱和脂肪酸的含量由
!&+$=C增加到 D4+D%C,达到了对孔石莼不饱和脂肪
酸富集纯化的目的。
参考文献
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