全 文 ：收稿日期:2015 － 05 － 28;修回日期:2015 － 12 － 16
基金项目:国家自然科学基金(31271885，31471677) ;国
家 863 计划项目(2013AA102103) ;广东省科技计划项目
(2010B050600003)
作者简介:南 阳(1993) ，男，在读硕士，研究方向为油脂营
养与安全(E-mail)ny0101@ 163． com。
通信作者:刘国琴，教授，博士生导师(E-mail)guoqin@ scut．
edu． cn。
油脂化学
尿素包埋法富集椰子油中月桂酸甲酯
南 阳1，张 华1，2，刘国琴1
(1． 华南理工大学 轻工与食品学院，广州 510640;2． 延边大学 农学院，吉林 延吉 133000)
摘要:研究了尿素包埋法富集椰子油中的月桂酸甲酯。先以椰子油为原料通过酯化法制备脂肪酸
甲酯，再将椰子油脂肪酸甲酯进行尿素包埋。通过单因素实验研究液料比、包埋温度、包埋时间对
月桂酸甲酯包埋率的影响。在单因素实验基础上，以月桂酸甲酯含量为响应值，根据 Expert Design
软件设计原理，对月桂酸甲酯的富集工艺进行优化。结果表明:当液料比为 4． 5 ∶ 1、包埋温度为
8. 5℃、包埋时间为 12． 5 h时，长链的软脂酸甲酯和硬脂酸甲酯被全部去除，得到中链脂肪酸甲酯
含量为 91． 95%，其中月桂酸甲酯含量由包埋前 52． 95%提高到 63． 26%。
关键词:椰子油;月桂酸甲酯;尿素包埋
中图分类号:TS225． 6;TQ641 文献标识码:A 文章编号:1003 － 7969(2016)03 － 0026 － 04
Enrichment of methyl laurate from coconut oil by urea embedding
NAN Yang1，ZHANG Hua1，2，LIU Guoqin1
(1． College of Light Industry and Food Science，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China;
2． Agricultural College，Yanbian University，Yanji 133000，Jilin，China)
Abstract:Methyl laurate was prepared from coconut oil by urea embedding． Firstly，fatty acid methyl es-
ter was prepared by esterification with coconut oil as raw material，then coconut oil fatty acid methyl ester
was urea embedded． The effects of ratio of liquid to material，embedding temperature and embedding
time on the embedding rate of methyl laurate were researched by single factor experiment． Then according
to Expert Design software design principles，the enrichment process was optimized with the content of
methyl laurate as response value． The results showed that under the conditions of ratio of liquid to materi-
al 4． 5∶ 1，embedding temperature 8． 5℃ and embedding time 12． 5 h，the long － chain methyl palmitate
and methyl stearate were removed completely，and the content of medium － chain fatty acid methyl esters
reached 91. 95%，in which the content of methyl laurate increased from 52． 95% to 63． 26% ．
Key words:coconut oil;methyl laurate;urea embedding
椰子油，一种来源于成熟椰果肉中的食用油，含
有大量饱和脂肪酸，性质稳定。椰子油中月桂酸含
量在 45%左右，以月桂酸为代表的中链脂肪酸具有
独特的吸收快、不以脂肪形式贮存的代谢机理，在人
体肝脏内能够迅速被分解产生能量，还能促使身体
中的脂肪快速燃烧，激发新陈代谢、提供饱足感，具
有保持健康体重的保健功能［1 － 4］;可以作为制备甘
油二酯、甘油三酯的原料以及食品添加剂中间
体等［5 － 8］。
目前常见的脂肪酸分离方法有分子蒸馏法、
低温结晶法、脂肪酶水解法、尿素包埋法、银离子
络合法等［9 － 10］，其中分子蒸馏法对热敏物质破坏
较大、成本高;低温结晶法工艺流程复杂、提取时
间较长、且有溶剂残留;银离子络合法环境污染严
重、成本较高。尿素包埋法是提纯脂肪酸的一种
常用方法，具有投资少、成本低、操作简便且环境
污染少等优点，主要用于饱和脂肪酸与不饱和脂
62 CHINA OILS AND FATS 2016 Vol. 41 No. 3
肪酸的分提，饱和脂肪酸被包埋在尿素层，不饱和
脂肪酸则在溶剂层。本实验主要根据 Schlenk
等［11］对长链、中短链饱和脂肪酸包埋的原理，由于
中长链脂肪酸熔点的差异，在不同温度下进行尿
素包埋，以期为生产月桂酸等中链脂肪酸提供一
定的理论依据。
1 材料与方法
1． 1 实验材料
1． 1． 1 原料与试剂
椰子油(天津聚龙油脂有限公司);氢氧化钠、
无水硫酸钠、尿素、正己烷、甲醇，均为分析纯;用于
气相色谱仪的溶剂均为色谱纯。
1． 1． 2 仪器与设备
XW －80A旋涡混合仪，恒温加热磁力搅拌器，
真空泵，ME104E电子天平(梅特勒 －托利多)，旋转
蒸发仪，氮吹仪，GC －6890N型气相色谱仪(美国安
捷伦公司)。
1． 2 实验方法
1． 2． 1 椰子油脂肪酸甲酯的制备
取 30 g椰子油置于圆底烧瓶中，于恒温水浴中
预热。称取 0． 3 g NaOH 溶于 150 mL 甲醇中，移入
盛有椰子油的圆底烧瓶，放入搅拌子，60℃下冷凝
回流反应 2 h后，将反应液移入分液漏斗静置分层，
上层为粗脂肪酸甲酯，下层为甘油［12］。将粗脂肪酸
甲酯通过旋蒸、无水硫酸钠干燥、氮吹仪吹干剩余有
机溶剂后，得到椰子油脂肪酸甲酯。
1． 2． 2 尿素包埋椰子油脂肪酸甲酯
按尿素甲醇质量体积比 1∶ 5 配制溶液，加热搅
拌至尿素完全溶解后，取一定量的尿素甲醇溶液加
入到盛有 1 g 椰子油脂肪酸甲酯的血清瓶中，一定
温度下放置一段时间进行包埋。包埋完成后，去除
未包埋物质后，再加入 2 mL 正己烷，涡旋后静置分
层，取上层清液通过无水硫酸钠干燥、氮吹仪吹干有
机溶剂，得到以月桂酸甲酯为主的中链脂肪酸甲酯。
1． 2． 3 气相色谱分析［13］
将椰子油脂肪酸甲酯与中链脂肪酸甲酯样品进
行气相色谱分析。柱温升温程序为:140℃ 保持
5 min，以 4℃ /min升温至 220℃，保持 17 min;进样
口温度 250℃;氢离子化火焰检测器(FID)温度
280℃;载气为氮气，流速 1． 0 mL /min;氢气流速 30
mL /min;空 气 流 速 350 mL /min，尾 吹 流 速
42 mL /min;进样量 1 μL，分流比 30∶ 1。
1． 2． 4 数据分析
采用 F检验法以及 SPSS16． 0 软件中的 Duncan
检验法对差异显著的数据进行多重比较。
2 结果与讨论
2． 1 单因素实验
2． 1． 1 液料比对包埋率的影响
在包埋温度 25℃、包埋时间 10 h 的条件下，考
察不同液料比(5∶ 1、10∶ 1、15∶ 1、20∶ 1、25∶ 1)对月桂
酸甲酯包埋率的影响，结果如图 1 所示。
图 1 液料比对包埋率的影响
从图 1 可以看出，包埋率随着液料比增大而降
低，即随着尿素甲醇溶液用量的增加，包埋率下
降，这是由于使用大量尿素包埋的同时，不仅增加
了对月桂酸甲酯等中链脂肪酸的包埋量，也会增
加不饱和脂肪酸的包埋量，从而导致月桂酸甲酯
的包埋率相对降低。故选择 5 ∶ 1 作为最适液
料比。
2． 1． 2 包埋温度对包埋率的影响
在液料比 5∶ 1、包埋时间 10 h的条件下，考察不
同包埋温度(0、12． 5、25、37． 5、50℃)对月桂酸甲酯
包埋率的影响，结果如图 2 所示。
图 2 包埋温度对包埋率的影响
从图 2 可以看出，随着包埋温度的升高，月桂酸
甲酯的包埋率呈现先升高后降低的趋势，当包埋温
度为 12． 5℃时，包埋率达到最高，为 58． 35%。之后
随着包埋温度的升高，包埋率显著下降。这是因为
包埋温度的升高增加了分子的运动，使得脂肪酸被
包合得不牢固，易脱离包合物所致。故选择 12． 5℃
作为最适包埋温度。
2． 1． 3 包埋时间对包埋率的影响
在液料比 5∶ 1、包埋温度 12． 5℃的条件下，考察
不同包埋时间(3、10、17、24、31 h)对月桂酸甲酯包
埋率的影响，结果如图 3 所示。
722016 年第 41 卷第 3 期 中 国 油 脂
图 3 包埋时间对包埋率的影响
从图 3 可以看出，3 ～ 10 h 的包埋时间范围里，
包埋率显著增加，10 h 后随着包埋时间的延长包埋
率略微降低，说明在 10 h左右时包合物晶体已逐渐
形成，且达到饱和。故选择 10 h 作为最适包埋
时间。
2． 2 响应面实验［14 － 16］
在单因素实验的基础上，以液料比(X1)、包埋
温度(X2)、包埋时间(X3)为自变量，以月桂酸甲酯
含量(Y)为响应值，采用 Expert Design 软件设计三
因素三水平的响应面分析实验。因素水平编码见表
1，响应面实验设计与结果如表 2 所示，其中 1 ～ 14
为析因实验，15 ～ 17 为中心实验。表 3 为响应面回
归模型的方差分析。
表 1 因素水平编码
水平 X1 X2 /℃ X3 /h
－ 1 5∶1 0 3
0 10∶1 12． 5 10
1 15∶1 25． 0 17
表 2 响应面实验设计与结果
实验号 X1 X2 X3 Y /%
1 － 1 － 1 － 1 58． 9 ± 0． 8
2 1 － 1 － 1 61． 1 ± 0． 1
3 － 1 1 － 1 63． 9 ± 0． 4
4 1 1 － 1 65． 0 ± 0． 4
5 － 1 － 1 1 59． 1 ± 1． 5
6 1 － 1 1 62． 6 ± 0． 3
7 － 1 1 1 58． 3 ± 0． 0
8 1 1 1 62． 2 ± 1． 6
9 － 1 0 0 60． 4 ± 0． 3
10 1 0 0 62． 7 ± 0． 5
11 0 － 1 0 60． 5 ± 2． 6
12 0 1 0 63． 2 ± 1． 3
13 0 0 － 1 59． 6 ± 1． 5
14 0 0 1 61． 7 ± 2． 3
15 0 0 0 60． 1 ± 0． 9
16 0 0 0 59． 1 ± 1． 2
17 0 0 0 59． 3 ± 1． 1
表 3 回归模型方差分析
方差来源 平方和 自由度 均方 F P 显著性
模型 52． 36 9 5． 82 4． 31 0． 033 5 *
X1 15． 54 1 15． 54 11． 52 0． 011 5 *
X2 10． 97 1 10． 97 8． 13 0． 024 6 *
X3 0． 73 1 0． 73 0． 54 0． 484 4
X1X2 0． 06 1 0． 06 0． 04 0． 837 3
X1X3 2． 10 1 2． 10 1． 56 0． 252 1
X2X3 12． 75 1 12． 75 9． 45 0． 017 9 *
X21 5． 65 1 5． 65 4． 19 0． 079 8
X22 7． 47 1 7． 47 5． 54 0． 050 8
X23 1． 71 1 1． 71 1． 27 0． 296 7
总误差 9． 44 7 1． 35
失拟 8． 88 5 1． 78 6． 34 0． 141 8
纯误差 0． 56 2 0． 28
总和 61． 80 16
注:* 表示差异显著(P ＜ 0． 05) ，＊＊表示差异极显著(P ＜
0. 01)。
由表 3 可知，此响应面的模型是显著的，且失拟
项不显著，模型的判定系数 Ｒ2为 0． 847 2，说明模型
模拟程度良好。在 3 个因素中，液料比(X1)和包埋
温度(X2)对月桂酸甲酯含量的影响显著(P ＜
0. 05)。根据模型得到月桂酸甲酯含量(Y)的二次
多元回归方程:Y = 59． 50 + 1． 07X1 + 0． 90X2 －
0. 23X3 － 0. 087X1 X2 + 0． 51X1 X3 － 1． 26X2 X3 +
0. 71X21 + 0. 81X
2
2 + 0． 39X
2
3。
利用回归方程分别对 X1、X2、X3求偏导，可以求
得该最大值，即 3 个因素的最佳水平编码值 X1 =
－ 0． 901，X2 = － 0． 327，X3 = 0． 356，转换为真实值的
最佳包埋条件为液料比 4． 505 ∶ 1、包埋温度
8． 412 5℃、包埋时间 12． 492 h，在此条件下月桂酸
甲酯的含量理论预测值可达 58． 83%。
为了进一步验证模型的可靠性，方便操作，将最
佳包埋条件修正为液料比 4． 5 ∶ 1、包埋温度 8. 5℃、
包埋时间 12． 5 h，在此条件下得到月桂酸甲酯的含
量为 63． 26%，优于理论预测值。
2． 3 气相色谱分析
采用气相色谱法对包埋前后的样品进行脂肪酸
组成分析，通过面积归一化法定量，结果如表 4所示。
由表 4 可知，椰子油中几乎都是饱和脂肪酸，其
中月桂酸和豆蔻酸是椰子油的主要成分。尿素包埋
前月桂酸甲酯含量为 52． 95%，包埋后月桂酸甲酯
含量为 63． 26%，提高了 10． 31 个百分点，中链脂肪
酸甲酯的含量(C8∶ 0 ～ C14∶ 0)提高到 91． 95%;而豆
蔻酸甲酯的含量从 19． 76%降到 5． 26%，软脂酸甲
酯和硬脂酸甲酯则被全部去除。
82 CHINA OILS AND FATS 2016 Vol. 41 No. 3
表 4 椰子油脂肪酸甲酯组成 %
样品 C8∶0 C10∶0 C12∶0 C14∶0 C16∶0 C18∶0 C18∶1
包埋前 5． 41 ± 0． 16 6． 02 ± 0． 18 52． 95 ± 1． 58 19． 76 ± 0． 52 6． 55 ± 0． 19 7． 51 ± 0． 25 1． 80 ± 0． 04
包埋后 11． 68 ± 0． 32 11． 75 ± 0． 35 63． 26 ± 0． 19 5． 26 ± 0． 17 － － 8． 05 ± 0． 24
3 结 论
采用尿素包埋法对椰子油中月桂酸甲酯进行富
集，通过单因素实验和响应面实验得到最佳包埋条
件为:液料比 4． 5 ∶ 1，包埋温度 8． 5℃，包埋时间
12． 5 h。在最佳包埋条件下，包埋后椰子油脂肪酸
甲酯中月桂酸甲酯含量达 63． 26%，比包埋前提高
了 10. 31个百分点，中链脂肪酸甲酯的含量(C8∶ 0 ～
C14∶ 0)提高到 91． 95%，而豆蔻酸甲酯的含量从
19. 76%降到 5． 26%，软脂酸甲酯和硬脂酸甲酯则
被全部去除。
参考文献:
［1］AＲUNIMA S，ＲAJAMOHAN T． Virgin coconut oil improves
hepatic lipid metabolism in rats － compared with copra oil，
olive oil and sunflower oil［J］． Ind J Exp Biol，2012，50
(11):802 －809．
［2］DAYＲIT F M，DIMZON I K D，VALDE M F，et al． Qual-
ity characteristics of virgin coconut oil:comparisons with
refined coconut oil［J］． Pure Appl Chem，2011，83(9) :
1789 － 1799．
［3］LAW K S，AZMAN N，OMAＲ E A，et al． The effects of
virgin coconut oil (VCO)as supplementation on quality of
life (QOL) among breast cancer patients［J］． Lipids
Health Dis，2014，13(1) :139．
［4］崔晓俊，张婷，吴坚． 中链脂肪酸的功效及其应用
［C］/ /中国浪油学会油脂分会．中国粮油学会油脂分会
第十八届学术年会暨产品展示会论文选集，2009．
［5］LIU W，LIU W L，LIU C M，et al． Medium － chain fatty
acid nanoliposomes for easy energy supply［J］． Nutrition，
2011，27(6):700 － 706．
［6］薛长勇，吴坚．生物活性脂类:中链脂肪酸及其与脂代谢
和糖代谢［J］．临床药物治疗杂志，2011，9(4) :4 － 7．
［7］XUE C，LIU Y，WANG J，et al． Consumption of medium －
and long － chain triacylglycerols decreases body fat and
blood triglyceride in Chinese hypertriglyceridemic subjects
［J］． Eur J Clin Nutr，2009，63(7) :879 － 886．
［8］NAGAO K，YANAGITA T． Medium － chain fatty acids:
functional lipids for the prevention and treatment of the met-
abolic syndrome［J］． Pharmacol Ｒes，2010，61(3) :208 －
212．
［9］ATADASHI I M，AＲOUA M K，AZIZ A A． Biodiesel sep-
aration and purification:a review［J］． Ｒenew Energy，
2011，36(2) :437 － 443．
［10］CHNADHAPUＲAM M，SUNKIＲEDDY Y Ｒ． Preparation of
palm olein enriched with medium chain fatty acids by lipase
acidolysis［J］． Food Chem，2012，132(1):216 －221．
［11］SCHLENK H，HOLMAN Ｒ T． Separation and stabiliza-
tion of fatty acids by urea complexes［J］． J Am Oil Chem
Soc，1950，72(11) :5001 － 5004．
［12］文彦龙，钟宏，王帅，等．酯交换法合成椰子油甲酯［J］．
河南化工，2011，28(7):30 － 32．
［13］XU Y，GUO S H，WANG W F，et al． Enzymatic hydrolysis
of palm stearin to produce diacylglycerol with a highly
thermo stable lipase［J］． Eur J Lipid Sci Technol，2013，
115(5) :564 － 570．
［14］WU M Y，DING H，WANG S． Optimizing conditions for
the purification of linoleic acid from sunflower oil by urea
complex fractionation［J］． J Am Oil Chem Soc，2008，85
(7) :677 － 684．
［15］AＲIFIN N，SOO － PENG P K，LONG K，et al． Modeling
and optimization of Lipozyme ＲM IM － catalyzed esterifi-
cation of medium － and long － chain triacyglycerols
(MLCT)using response surface methodology［J］． Food
Bioprocess Technol，2012，5(1) :216 － 225．
［16］LEE J H，SON J M，AKOH C C，et al． Optimized syn-
thesis of 1，3 － dioleoyl － 2 － palmitoylglycerol － rich tria-
cylglycerol via interesterification catalyzed by a lipase from
Thermomyces lanuginosus［J］． New Biotechnol，2010，27
(1) :38 － 45．
922016 年第 41 卷第 3 期 中 国 油 脂