全 文 ：
银离子络合法分离纯化余甘子核仁
油中-亚麻酸
葛双双，张雯雯，李坤，冯颖，甘瑾，郑华，张弘
（中国林业科学研究院资源昆虫研究所，国家林业局特色森林资源工程技术研究中心,
云南 昆明 650224）
摘要：本文利用 Ag+络合技术分离、纯化余甘子核仁油中-亚麻酸，旨在获得高纯度的-亚麻酸。通过单
因素实验考察了 AgNO3浓度、甲醇体积分数、络合时间、络合温度对-亚麻酸纯度及回收率的影响。在单
因素实验的基础上，以-亚麻酸纯度及回收率为响应值，进行 Box-Behnken 中心组合实验，优化得到的最
佳工艺条件为：络合温度为 0 C 、AgNO3浓度为 2.29 mol/L、甲醇体积分数为 38.00%、络合时间为 1.93 h，
在此工艺条件下，-亚麻酸纯度及回收率分别为 93.30%及 73.37%。对络合后的 AgNO3进行回收并二次络
合，结果表明：AgNO3的回收率达 93.83%，回收的 Ag+具有较好的络合效果，在整个络合工艺中并未引入
Ag+，因此，该方法不仅实现了对余甘子核仁油中-亚麻酸的分离、纯化，而且降低了络合工艺的操作成本，
同时具有一定安全性，为余甘子核仁油的工业化应用奠定了良好的基础。
关键词：余甘子核仁油；-亚麻酸；Ag+离子络合

Separation and purification of -linolenic acid from Phyllanthus emblica L. seed
oil by silver iron complexation
GE Shuang-shuang, ZHANG Wen-wen, LI Kun, FENG Yin, GAN Jin, ZHENG Hua, ZHANG Hong
(Research Center of Engineering and Technology on Forest Resources with Characteristics, State Forestry
Administration, Research Institute of Resources Insects, Chinese Academy of Forestry, Kunming 650224, China)

Abstract: The objective of this research was to purify -linolenic acid from Phyllanthus emblica L. seed oil by
silver iron complexation in order to obtain high purity and yield -linolenic acid. The effects of silver nitrate
concentration, volume fraction of methanol, complexation time and complexation temperature on the purity and
yield of -linolenic acid were investigated in silver iron complexation process. Optimum technology was
employed and the results were obtained as follows: complexation temperature of 0 C, silver nitrate concentration
of 2.29 mol/L, methanol volume fraction of 38.00%, complexation time of 1.93 h, the purity and yield of
-linolenic acid were 93.30% and 73.37%, respectively. The recovery of silver nitrate was 93.83% and the
recovery of Ag+ still had good complexation effect. It’s worth mentioning that Ag+ was not introduced in the
whole complexation process. Therefore, this method not only successfully separated and purified -linolenic acid
which came from Phyllanthus emblica L. seed oil, but also reduced the operating cost. In a meanwhile, the method
of silver iron complexation had a certain safety, which laid a good foundation for industrial application of
Phyllanthus emblica L. seed oil.
Key words: Phyllanthus emblica L. seed oil; -linolenic acid; silver iron complexation
中图分类号：TQ645.6；TS225.1 文献标志码：A 文章编号：


收稿日期：2016-10-26
基金项目：国家重点研发计划项目（2016YFD0600806），中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金
(riricaf2015003M)
作者简介：葛双双(1990- )，女，硕士研究生，研究方向为天然产物开发与利用。E-mail：
geshuangshuang0407@163.com
通信作者：张弘(1963-)，男，研究员，博士，研究方向为林业生物资源化学与工程。E-mail：
kmzhhong@163.com
2017-02-14
1
网络出版时间：2017-02-15 12:06:46
网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20170215.1206.030.html

余甘子核仁油中含有丰富的不饱和脂肪酸，其中(Z,Z,Z)-9,12,15-十八碳三烯酸（-亚麻酸）更是高达
68.25%[1]，这与富含-亚麻酸的亚麻籽油[2, 3]、紫苏籽油[4]相近。-亚麻酸属于-3 系列多不饱和脂肪酸，
是人体不能自身合成的必需脂肪酸，具有降血脂、降血压、抑制过敏、抗血栓、抗肿瘤、保护视力等作用
[5-7]。因此，从余甘子核仁油中分离、纯化高纯度的-亚麻酸，对扩大余甘子核仁油的利用、提高油脂的附
加值具有重大的意义。
目前，分离-亚麻酸的方法主要有：分子蒸馏法[8]、超临界流体萃取法[9, 10]、尿素包合法[11, 12]、柱色谱
法[13]、银离子络合法[14-16]等[17, 18]。其中，分子蒸馏法、超临界流体萃取法、柱色谱法对设备要求较苛刻，
并且操作成本高，不适合工业化生产[19-21]。尿素包合法具有投资少、操作简单等特点，已被工业化应用。
但是，尿素包合法是基于脂肪酸中双键的存在形态而分离、纯化多不饱和脂肪酸的，饱和与单不饱和脂肪
酸比较容易进入尿素分子间的空管道，进而形成具有六棱柱结构的尿素包合物，对于含有两个及两个以上
双键的多不饱和脂肪酸来说，因其碳链比较弯曲且具有一定的空间结构，尿素包合法很难将其分离[22]。银
离子络合法是基于银离子能够与含有特殊官能团或结构的有机物形成-络合作用[23]，目前该方法已经成功
应用于蚕丝纤维[24]、茄尼醇[25]、萘[23]、多不饱和脂肪酸[26,27]等成分的分离纯化，并且络合效率较高。但是，
相关研究中多数未对络合后的银离子进行回收，更是没有对回收的银离子进行再次利用，因此，使用该方
法不仅增加了其操作成本，而且造成了重金属的污染，同时，对于茄尼醇、多不饱和脂肪酸等功能性成分，
银离子的使用具有一定的安全问题[28]。本文针对上述缺陷，在采用银离子络合技术对余甘子核仁油中-亚
麻酸纯化基础上，考虑实际操作成本及安全性问题，针对络合后的银离子进行回收再利用，并对纯化后的
-亚麻酸进行银离子残留检测，旨在开发出高效、低成本、安全富集-亚麻酸的工艺。

1 材料与方法
1.1 实验材料与试剂
余甘子核仁 中国林业科学研究院资源昆虫研究所景东亚热带试验站；混合脂肪酸 经实验室精制。
异辛烷 西陇化工有限公司；无水硫酸钠天津风船化学试剂有限公司；氯化钠 天津致远化学试剂有限
公司；正己烷、乙二醇、石油醚（沸程 60~90 C）、硝酸银 广东光华科技有限公司；三氟化硼甲醇溶液 上
海麦克林生化科技有限公司；十九烷酸甲酯、α-亚麻酸甲酯（纯度99.5%） Sigma 公司。
1.2 仪器与设备
AB204-S 精密型电子天平 瑞士梅特勒-托利多(中国)有限公司；XMT-DA 型数显恒温水浴锅 余姚市亚
星仪器仪表有限公司；DC-0210 低温恒温槽 上海匡贝实业有限公司；N1000 Rotavapor R11 型旋转蒸发仪 日
本东京理化器械株式会社；ITQ 900 气相色谱-质谱联用仪、iCAP QICP-MS 电感耦合等离子质谱仪 赛默飞
世尔科技（中国）有限公司； DFY-5L/30 低温恒温反应槽 巩义市予华仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 Ag+络合混合脂肪酸
将混合脂肪酸配制成 0.2 g/mL 的石油醚溶液，配制一定浓度的 AgNO3 甲醇-水溶液，将二者等体积混
合，在一定温度条件下，于 300 r/min 转速下磁力搅拌一定时间，静置分层，将下层水相与等体积的石油醚
混合，在 50 C 条件下，搅拌 30 min，重复上述反萃取步骤 3 次，合并石油醚相，分别用等体积的饱和氯
化钠溶液与去离子水洗涤 3 次，加入无水硫酸钠脱水，溶剂经回收得到富含-亚麻酸的脂肪酸。
1.3.2 脂肪酸的甲酯化
参照 GB/T 17376-2008 中三氟化硼法。
1.3.3 气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析条件
气相色谱条件：色谱柱：CP7420 毛细管柱（100 m0.25 mm0.25 m）；升温程序：初始温度 100 C，
保持 20 min，以 20 C /min 的速率升至 190 C，保持 20 min，然后以 1 C /min 的速率升温到 210 C，保持
10 min，再以 20 C /min 的速率升温至 230 C，最后保持 1 min；进样口温度：230 C；载气：高纯氦气，
1.0 mL/min；分流比：50:1；进样量：1 L。
质谱条件：电离方式：电子轰击（EI）；离子源温度：230 C；传输线温度：250 C；质量扫描范围：
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2

40~400 u。
采用面积归一化法计算-亚麻酸的相对含量，即-亚麻酸的纯度。
1.3.4 AgNO3的回收
将反萃取后的 AgNO3溶液置于 45 C 条件下，避光磁力搅拌至溶液呈糊状，将浓缩的 AgNO3溶液于
50 C 的烘箱中，干燥至恒重，将样品取出并置于干燥器中，待其冷却至室温后称重，计算 AgNO3 的回收
率。
1.3.5 回收AgNO3的二次络合实验
配制 2.29 mol/L 回收的 AgNO3甲醇-水（V:V=19:50）溶液，加入等体积 0.2 g/mL 多不饱和脂肪酸溶液，
在 0 C 条件下，于 300 r/min 条件下磁力搅拌 1.93 h。将得到的水相按照 1.3.4 中反萃取步骤，萃取富含-
亚麻酸的脂肪酸。
1.3.6 纯化后脂肪酸中 Ag+残留量检测
取络合后富含-亚麻酸的脂肪酸 0.1 g，加入 10 mL 硝酸，30 min 后加入 5 mL 的 H2O2，样品摇匀后进
行微波消解。将微波消解后的样品，用超纯水定容至 100 mL，样品过 0.45 m 滤膜后进行 ICP-MS 检测。
1.3.7 单因素实验
1.3.7.1 AgNO3浓度的确定
在络合温度为 0 C、络合时间为 2 h、甲醇体积分数为 40%的条件下，考察 AgNO3浓度在 1、2、3、4、
5 mol/L 时，对-亚麻酸纯度及回收率的影响，确定 AgNO3浓度。
1.3.7.2 络合时间的确定
在络合温度为 0 C、AgNO3浓度为 2 mol/L、甲醇体积分数为 40%的条件下，考察络合时间在 0.5、1.0、
1.5、2.0、2.5 h 时，对-亚麻酸纯度及回收率的影响，确定络合时间。
1.3.7.3 甲醇体积分数的确定
在络合温度为 0 C、AgNO3浓度为 2 mol/L、络合时间为 2 h 的条件下，考察甲醇体积分数在 0、10%、
20%、30%、40%、50%时，对-亚麻酸纯度及回收率的影响，确定甲醇体积分数。
1.3.7.4 络合温度的确定
在 AgNO3浓度为 2 mol/L、络合时间为 2 h、甲醇体积分数为 40%的条件下，考察络合温度在-5、0、5、
10、15、20 C 时，对-亚麻酸纯度及回收率的影响，确定络合温度。
1.3.7.5 响应曲面优化实验的设计
在单因素实验的基础上，以-亚麻酸纯度及回收率为响应值，以 AgNO3 浓度、络合时间、甲醇体积分
数为考察因素，进行 3 因素 3 水平响应面实验，具体因素水平见表 1：
表 1 响应曲面条件优化试验因素水平表
Table1 Factors and levels in the central composite design

水平
因素
A AgNO3 浓度/（mol/L） B 甲醇体积分数/% C 络合时间/h
1 1.5 30 1.5
0 2.0 40 2.0
-1 2.5 50 2.5
1.3.7.6 Ag+络合纯化后脂肪酸中-亚麻酸绝对含量的测定
（1）-亚麻酸校正因子的测定
参考文献[29]选取十九烷酸甲酯作为内标物，分别配制 2、4、6、8、10 mg/mL 的-亚麻酸甲酯及 2 mg/mL
的十九烷酸甲酯溶液，分别移取不同浓度的-亚麻酸甲酯 1 mL 与 1 mL 的十九烷酸甲酯混合均匀，进行
GC-MS 检测，每个样品平行测定 3 次，按照下式计算校正因子：
19
19
 
ALA
ALA
ALA
A mf
A m
（1）
式中：ALA为-亚麻酸的校正因子，AALA、A19分别为-亚麻酸甲酯与十九烷酸甲酯的峰面积，mALA、
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3

m19分别为-亚麻酸甲酯与十九烷酸甲酯的质量。
（2）-亚麻酸绝对含量的测定
将纯化前后的脂肪酸按照 1.3.2 进行甲酯化，并分别配制成 2 mg/mL 的溶液，将络合前后的脂肪酸甲
酯溶液与 2 mg/mL 的十九烷酸甲酯溶液等体积混合，取适量混合液进行 GC-MS 检测，每个样平行测定 3
次，按照下式计算脂肪酸甲酯的绝对质量百分含量：
  19
19
% 100   ALA ALAALA mA fA m （2）
式中：ALA 为-亚麻酸的绝对质量百分含量，ALA 为-亚麻酸的校正因子，AALA、A19 分别为-亚麻
酸甲酯与十九烷酸甲酯的峰面积，m19、m 分别为十九烷酸甲酯与样品的质量。
1.3.7.7 -亚麻酸回收率计算公式
  1 1% 100m pY
m p
  （3）

式中：Y 为 Ag+络合法纯化后-亚麻酸回收率；m、m1分别为混合脂肪酸的质量、Ag+络合后混合脂肪
酸的质量；p、p1分别为混合脂肪酸中-亚麻酸的纯度、Ag+络合后混合脂肪酸中-亚麻酸的纯度。

2 结果与分析
2.1 单因素实验
2.1.1 AgNO3浓度对-亚麻酸纯度及回收率的影响
Ag+与-C=C-络合的原理，普遍接受 Dewar-Chatt-Duncanson 模型( DCD 模型)，该模型认为①-C=C-中
不饱和电子与 Ag+能够形成配位键；②Ag+给出一对 d 电子到-C=C-π*反键轨道，形成反馈 π 键[30-32]。因此，
双键越多、碳链越短、空间位阻越小的不饱和脂肪酸越容易与 Ag+形成络合物。不同浓度 AgNO3 对-亚麻
酸纯度及回收率的影响，结果如图 1 所示：
1 2 3 4 5
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98 α-亚麻酸纯度
α-亚麻酸回收率
AgNO3浓度（mol/L）
α
-亚
麻
酸
纯
度
（
%）
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
α
-亚
麻
酸
回
收
率
（
%）

图 1 AgNO3浓度对-亚麻酸纯度及回收率的影响
Fig.1 Effect of concentration of silver nitrate on the purity and yield of -linolenic acid
随着 AgNO3浓度增加，-亚麻酸的纯度呈下降趋势，相反，-亚麻酸回收率呈上升趋势。研究发现，
余甘子核仁油中多不饱和脂肪酸的主要成分为(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸（亚油酸）和 -亚麻酸[1]。随着 Ag+
浓度的增大，越来越多的-亚麻酸与 Ag+形成络合物进入水相[33]，在后续操作过程中更多的-亚麻酸被洗
脱分离出来，因而-亚麻酸的回收率升高。与此同时，当体系中 Ag+浓度增大时，会形成越来越多的亚油
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4

酸-nAg+络合物[27]，因此，-亚麻酸相对含量，即纯度下降。
2.1.2 甲醇体积分数对-亚麻酸纯度及回收率的影响
-亚麻酸为非极性物质，由于碳链较长，当其与 Ag+形成络合物时，仍然具有一定的疏水性[15]，因此，
选择合适的溶剂尤为重要。本文选取甲醇-水作为溶剂，能够保持-亚麻酸-nAg+络合物的稳定性[34]。不同
甲醇体积分数对-亚麻酸纯度及回收率的影响，结果如图 2 所示：
0 10 20 30 40 50
80
82
84
86
88
90
92
94
96
α-亚麻酸纯度
α-亚麻酸回收率
甲醇体积分数（%）
α
-亚
麻
酸
纯
度
（
%）
20
30
40
50
60
70
80
α
-亚
麻
酸
回
收
率
（
%）

图 2 甲醇体积分数对-亚麻酸纯度及回收率的影响
Fig.2 Effect of volume fraction of methanol on the purity and yield of -linolenic acid
随着甲醇体积分数的增加，-亚麻酸纯度呈现先升高后降低的趋势，并在甲醇体积分数为 40%时达到
最大值。当甲醇体积分数增加时，不仅增大了络合萃取的分配比[16]，而且提高了-亚麻酸-nAg+络合物的稳
定性[15,34]，因此，-亚麻酸的纯度升高。当甲醇体积分数超过 40%以后，越来越多的脂肪酸主要是因为甲
醇的物理溶解作用进入水相，而 Ag+络合作用则变为次要作用，两者互相作用的结果，使得-亚麻酸的纯
度下降[35]。同样，-亚麻酸的回收率也出现一个先升高后降低的趋势，并在甲醇体积分数为 40%达到最高。
在一定范围内，随着甲醇体积分数增大，越来越多的-亚麻酸与 Ag+形成络合物，进而分离、纯化出来，
当甲醇体积分数达到 50%的时候，由于在低温条件下操作，部分 AgNO3在反应的过程中析出[36]，因此，起
到络合作用的有效 Ag+的量相对减少，导致-亚麻酸回收率下降。
2.1.3 络合时间对-亚麻酸纯度及回收率的影响
-亚麻酸与 Ag+的络合过程为可逆反应，因此，需要一定的络合时间才能达到稳定。不同络合时间对
-亚麻酸纯度及回收率的影响，如图 3 所示：
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5

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
87
88
89
90
91
92
93
94
α-亚麻酸纯度
α-亚麻酸回收率
络合时间（h）
α
-亚
麻
酸
纯
度
（
%）
60
62
64
66
68
70
α
-亚
麻
酸
回
收
率
（
%）

图 3 络合时间对-亚麻酸纯度及回收率的影响
Fig.3 Effect of complexation time on the purity and yield of -linolenic acid
随着络合时间的延长，-亚麻酸纯度呈先升高后降低的趋势，并在络合时间为 2.0 h 时达到最高。当络
合时间比较短时，-亚麻酸-nAg+络合物不稳定，并且络合萃取的分配系数较小[34,37]，进而被络合的-亚麻
酸较少，因此纯度比较低。当络合时间比较长时，Ag+不仅会络合-亚麻酸，也会对亚油酸有一定络合，因
而，-亚麻酸相对含量下降，即纯度下降[38]。随着络合时间的延长，-亚麻酸回收率呈先升高后平缓的趋
势。随着络合时间的延长，越来越多的-亚麻酸与 Ag+形成较为稳定络合物，之后-亚麻酸被洗脱分离出
来，因此，-亚麻酸回收率升高。当达到 2.0 h 以后，络合反应达到动态平衡[36]，即-亚麻酸-n Ag+络合物
的量一定，被纯化、分离出来的-亚麻酸量基本恒定不变，因此，-亚麻酸回收率基本不变。
2.1.4 络合温度对-亚麻酸纯度及回收率的影响
温度是络合反应的一个重要参数，不仅影响反应过程的快慢，而且对络合物的稳定存在至关重要。不
同络合温度对-亚麻酸纯度及回收率的影响，结果如图 4 所示：
-5 0 5 10 15 20
80
82
84
86
88
90
92
94
96 α-亚麻酸纯度
α-亚麻酸回收率
络合温度（℃）
α
-亚
麻
酸
纯
度
（
%）
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
α
-亚
麻
酸
回
收
率
（
%）

图 4 络合温度对-亚麻酸纯度及回收率的影响
Fig.4 Effect of complexation temperature on the purity and yield of -linolenic acid
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由图 4 可见，随着络合温度的降低，-亚麻酸纯度先增高后降低，并且在 10 C 时达到最高。Ag+络合
过程属于放热反应[28]，温度的降低有利于络合反应正向进行，越来越多的-亚麻酸被 Ag+络合纯化出来，
因此，-亚麻酸纯度升高。当络合温度低于 10 C 时，不仅有利于-亚麻酸-nAg+络合物生成，也有利于亚
油酸-nAg+络合物的稳定存在[35]，使得部分亚油酸被反萃取出来，进而导致-亚麻酸相对含量下降，即纯度
下降。络合温度对-亚麻酸回收率影响效果显著，随着络合温度的降低，-亚麻酸回收率呈上升趋势，但
是，当温度低于 0 C 时，-亚麻酸回收率急剧下降。-亚麻酸与 Ag+的络合过程为放热反应，温度的升高
不利于-亚麻酸-nAg+络合物稳定存在[34,35]，即被络合出来的-亚麻酸的量减少，因而-亚麻酸回收率降低。
当温度低于 0 C 时，实验现象发现有白色絮状物物质即-亚麻酸-nAg+络合物沉淀产生[36]，白色絮状物的
存在使后续洗脱分离过程变得困难，因而，-亚麻酸的回收率的降低；另外，当络合温度过低时，部分 AgNO3
直接析出而没有起到络合-亚麻酸的效果，使得-亚麻酸回收率降低。
2.2 响应曲面优化实验
2.2.1 工艺模型的建立及其显著性检验
-亚麻酸与 Ag+的络合过程属于放热反应，温度越低越有利于络合反应的进行，但是，随着温度的降
低，AgNO3 在甲醇-水溶液中的溶解度降低，当温度过低时，部分 AgNO3 直接析出，并未真正起到络合作
用。在实际操作过程中发现，当温度低于 0 C 时，-亚麻酸-nAg+络合物形成沉淀，不利于后续的反萃取
过程，因此，在单因素实验的基础上，采用 Box-Behnken 实验方案进行三因素三水平进行实验设计，选用
络合温度为 0 C，以 AgNO3 浓度、甲醇体积分数、络合时间为考察因素， -亚麻酸纯度 Y1以及-亚麻酸
回收率 Y2为响应值，具体实验结果见表 2：
表 2 中心组和实验方案及结果
Table 2 Central composite design arrangement and experimental results
实验号
编码值 响应值
A/（mol/L） B/% C/h Y1/% Y2/%
1 3 40 2.5 84.53 72.85
2 2 30 1.5 89.18 60.23
3 2 50 2.5 81.31 67.00
4 1 50 2.0 92.14 25.51
5 2 40 2.0 94.49 66.84
6 3 50 2.0 84.13 65.46
7 1 40 1.5 94.65 26.25
8 1 30 2.0 95.44 14.71
9 2 50 1.5 87.8 62.58
10 2 40 2.0 94.28 66.37
11 3 40 1.5 90.13 67.60
12 2 30 2.5 90.89 60.95
13 2 40 2.0 94.70 67.32
14 1 40 2.5 93.15 27.01
15 3 30 2.0 91.30 69.40
对表 2 中的实验数据进行多元回归拟合分析，得到以-亚麻酸纯度 Y1 及-亚麻酸回收率 Y2为目标函
数的两个二次多元回归方程，如表 3 所示。由表 3 可知，由两个数学模型的决定系数（R2）及预测决定系
数系数（RAdj2）可知，两个数学模型的拟合程度较好，因而模型可靠性高。
表 3 -亚麻酸纯度及回收率回归模型拟合结果
Table 3 The fitted regression model of purity and yield of -linolenic acid
多不饱和脂肪酸纯度（Y1）及多不饱和脂肪酸得率（Y2）回归模型 R2 RAdj2
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7

Y1=94.49-3.16A-2.68B-1.48C-0.97AB-1.02AC-2.05BC-0.21A2-3.53B2-3.67C2 0.9966 0.9905
Y2=66.84+22.73A+1.91B+1.39C-3.68AB+1.12AC+0.92BC-18.67A2-4.41B2+0.25C2 0.9986 0.9961
由表 4 的方差分析可知，两个回归模型失拟项不显著（P>0.05），并且-亚麻酸纯度及回收率回归模型
极显著（P<0.0001），表明两个模型实测值与预测值拟合度较好，因而该模型能较好的分析和预测余甘子核
仁油中-亚麻酸的纯化效果。
对于-亚麻酸纯度 Y1，一次项 A（AgNO3 浓度）、B（甲醇体积分数）均极显著，C（络合时间）显著；
交互项 AB 、AC 均不显著，BC 显著；二次项 A2不显著，B2 、C2均极显著。结合表 4 中 F 值大小，可知
各因素对-亚麻酸纯度影响效应依次为：AgNO3浓度>甲醇体积分数>络合时间。
对于-亚麻酸回收率 Y2，一次项 A（AgNO3浓度）极显著，B（甲醇体积分数）、C（络合时间）均不
显著；交互项 AB、AC、BC 均不显著；二次项 A2不显著，B2极显著，C2不显著。结合表 4 中 F 值大小，
可知各因素对-亚麻酸回收率影响效应依次为：AgNO3浓度>甲醇体积分数>络合时间。
表 4 -亚麻酸纯度及回收率方差分析结果
Table 4 The analysis of variance for purity and yield of -linolenic acid
模型中的系
数项 自由度
Y1 -亚麻酸纯度/% Y2 -亚麻酸回收率/%
平方和 F 值 P 值 平方和 F 值 P 值
回归模型 9 29.88 163.52 <0.0001 619.24 397.96 <0.0001
A 1 79.95 437.58 <0.0001 4132.77 2655.97 <0.0001
B 1 57.41 314.20 <0.0001 29.11 18.71 0.0075
C 1 17.64 96.56 0.0002 15.54 9.99 0.0251
AB 1 3.74 20.49 0.0062 54.32 34.91 0.0020
AC 1 4.20 23.00 0.0049 5.04 3.24 0.1318
BC 1 16.81 92.01 0.0002 3.42 2.20 0.1982
A2 1 0.16 0.88 0.3911 1286.74 826.94 <0.0001
B2 1 45.98 251.65 <0.0001 71.66 46.05 0.0011
C2 1 49.63 271.64 <0.0001 0.23 0.15 0.7138
残差 5 0.18 1.56
失拟项 3 0.28 0.24 0.1413 2.44 10.83 0.0857
纯误差 2 0.044 0.23
总误差 14 30.06 620.8
2.2.2 响应曲面分析
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8


图 5 两因素交互作用对-亚麻酸纯度影响的响应曲面图
Fig.5 Response surface plots for the interactive effects on purity of -linolenic acid
图 5 表明，AgNO3浓度、甲醇体积分数、络合时间三个因素对-亚麻酸纯度的影响，并能够反映三个
因素中任何两因素的交互影响。三个因素中，AgNO3 浓度对-亚麻酸纯度的影响最大，其次是甲醇体积分
数，络合时间影响最小。

图 6 两因素交互作用对-亚麻酸回收率影响的响应曲面图
Fig.6 Response surface plots for the interactive effects on yield of -linolenic acid
由图 6 可见，该组图能够清晰直观的看出 AgNO3浓度、甲醇体积分数、络合时间三个因素对-亚麻酸
纯度的影响，并能够反映三个因素中任何两因素的交互影响。各因素中 AgNO3浓度对-亚麻酸回收率的影
响最大，其次是甲醇体积分数，影响相对较小的是络合时间。
2.3 验证实验
在 Design-Expert 8.0.6 优化下，最佳组合条件为：AgNO3 浓度 2.29 mol/L、甲醇体积分数 37.90%、络
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
10
20
30
40
50
60
70
80

α
-亚
麻
酸
回
收
率
（%
）

硝酸银浓度（mol/L） 甲醇体积分数（%） -1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
10
20
30
40
50
60
70
80

α
-亚
麻
酸
回
收
率
（%
）

硝酸银浓度（mol/L） 络合时间（h）
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
35
41.4286
47.8571
54.2857
60.7143
67.1429
73.5714
80

α
-亚
麻
酸
回
收
率
（%
）

甲醇体积分数（%） 络合时间（h）
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
80
85
90
95
100

α
-亚
麻
酸
纯
度
（
%）

硝酸银浓度（mol/L）
甲醇体积分数（%）
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
80
85
90
95
100

α
-亚
麻
酸
纯
度
（
%）

硝酸银浓度（mol/L）
络合时间（h）
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
80
85
90
95
100

α
-亚
麻
酸
纯
度
（
%）

甲醇体积分数（%）
络合时间（h）
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9

合时间 1.93 h，在此条件下响应曲面模型预测得到的-亚麻酸纯度及回收率分别为 94.13%、70.59%。考虑
到实际工艺操作，将优化条件圆整为：AgNO3浓度 2.29 mol/L、甲醇体积分数 38.00%、络合时间 1.93 h，
进行 3 次验证实验，实际测得-亚麻酸纯度及回收率分别为 93.30%0.21、73.37%0.51。实验结果与预测
值结果相差不大，说明两个模型方程与实际情况拟合度较好，响应曲面法得到的模型方程，用于预测银离
子络合余甘子核仁油中的-亚麻酸过程是可行的。
2.4 络合前后脂肪酸成分分析
根据不同质量浓度-亚麻酸甲酯与十九烷酸甲酯混合标准品总离子流图，以-亚麻酸甲酯与十九烷酸
甲酯的质量浓度比为横坐标（x），相对应的-亚麻酸甲酯与十九烷酸甲酯峰面积比为纵坐标（y），进行线
性回归，其回归方程以及-亚麻酸甲酯的校正因子，结果见表 5：
表 5 -亚麻酸甲酯相对于十九烷酸甲酯的标准曲线及校正因子
Table 5 The standard curve and correction factor of -linolenic acid methyl ester relative to nonadecanoic acid methyl ester
名称 线性范围/(mg/mL) 标准曲线回归方程 相关系数 校正因子
-亚麻酸甲酯 2~10 y=1.2086x-0.1849 0.9928 1.0969
30 35 40 45 50 55 60
0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
30 35 40 45 50 55 60
0
2000000
4000000
6000000
8000000
10000000
12000000
混合脂肪酸 1
2
3
Ag+络合后混合脂肪酸
保留时间（ ）min
相
对
丰
度
1
2
3

注：1-十九烷酸甲酯（内标物）；2-亚油酸甲酯；3--亚麻酸甲酯
图 7 Ag+络合法纯化前后混合脂肪酸总离子流图
Fig.7 TIC of mixed fatty acids before and after purification by silver iron complexation
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10

0.87 0.27 2.95
24.83
70.4
0.03 0.02 0.1
6.22
93.3
棕榈酸 硬脂酸 油酸 亚油酸 亚麻酸α-
0
20
40
60
80
100
脂
肪
酸
相
对
含
量
（
%）
混合脂肪酸
Ag+络合后混合脂肪酸

图 8 Ag+络合法纯化前后脂肪酸含量变化
Fig.8 Changes of fatty acids concentration before and after purification by silver iron complexation
纯化前后混合脂肪酸甲酯总离子流图如图 7 所示，气质分析结果如图 8 所示。由图 8 可知，混合脂肪
酸主要有 5 种脂肪酸，其中，饱和脂肪酸含量为 1.14%，单不饱和脂肪酸含量为 2.95%，多不饱和脂肪酸
含量为 95.23%。
混合脂肪酸经过 Ag+络合后，-亚麻酸的绝对质量百分含量则由原来的 71.06%提高到 94.17%，-亚麻
酸回收率为 73.37%。分离、纯化得到的-亚麻酸为人体不能自身合成而必需从外界摄取的必需脂肪酸，利
用 Ag+络合法将余甘子核仁油中的-亚麻酸分离、纯化出来，为以后余甘子核仁油的进一步开发提供了良
好的基础。
2.5 AgNO3 的回收及其二次络合效果分析
为避免 Ag+对环境的污染，降低工艺成本，本文对络合后的 AgNO3进行回收，回收实验结果表明，回
收率达到 93.83%。将回收的 AgNO3进行重复络合-亚麻酸试验，结果如图 9 所示：
93.3
73.37
90.96
72.39
亚麻酸纯度α- 亚麻酸回收率α-
0
20
40
60
80
100
百
分
含
量
（
%）
新鲜Ag+络合后混合脂肪酸
回收Ag+络合后混合脂肪酸

图 9 不同种类 AgNO3 对-亚麻酸纯度及回收率的影响
Fig.9 Effect of different silver nitrate on the purity and yield of -linolenic acid
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11

由图 9 可知，新鲜的 AgNO3与回收的 AgNO3 络合后的混合脂肪酸中-亚麻酸纯度相差 2.34%，-亚麻
酸回收率相差 0.98%，整体来看，回收的 AgNO3 仍然具有较好的络合效果，并且，络合后的 AgNO3 回收
率较高。因此，该方法不仅仅能够降低 Ag+对环境的污染，有利于环保，而且，大大节省了该工艺的操作
成本，对以后的工业化应用具有一定的指导意义。
2.6 纯化后脂肪酸中 Ag+残留量分析
不同方式处理前后的样品 Ag+残留量分析结果，如表 6 所示：
表 6 不同样品中 Ag+含量变化
Table 6 Changes of silver iron content in different samples
样品名称 Ag+含量/ppb
余甘子核仁 4.80
混合脂肪酸 12.00
纯化后脂肪酸 7.30
纯化后二十碳五烯酸（EPA）[39] 182
由表 6 可见，混合脂肪酸中含有一定的 Ag+，它的来源可能分为两个部分：①来源于未经任何加工的
余甘子核仁本身，余甘子果树在生长过程中会富集土壤或水体当中的 Ag+，且通过实验发现余甘子核仁中
Ag+含量为 4.8 ppb；②来源于加工过程，混合脂肪酸的制备需要经过余甘子核仁油的提取、皂化等一系列
的加工过程，在加工过程中，用到的试剂中可能含有 Ag+，因而，混合脂肪酸的加工过程亦是原料及试剂
中的 Ag+不断被富集的过程，这也从侧面印证了不饱和脂肪酸对 Ag+有较强的络合能力，该配位键极易形
成，从而使得混合脂肪酸中 Ag+含量高于余甘子核仁。经 Ag+络合后混合脂肪酸中 Ag+含量略低于混合脂肪
酸，说明在络合过程中并未引入 Ag+，相反，在后续反萃取过程中，利用饱和氯化钠溶液以及蒸馏水洗涤
时，将混合脂肪酸中部分 Ag+经沉淀去除，同时也说明了反萃取方法能够将脂肪酸与 Ag+较为彻底的洗脱
分离。Ag+络合法纯化后的-亚麻酸产品中 Ag+含量远远低于硝酸银硅胶柱层析法纯化后鱼油中的 EPA[39] ，
说明该试验方法具有一定的安全性。由上述结果可知，络合后的-亚麻酸产品中并未引 Ag+，这为纯化后
的-亚麻酸进一步利用打下良好的基础[40]。

3 讨 论
利用 Ag+络合技术成功将余甘子核仁油中-亚麻酸分离、纯化出来。通过响应曲面优化，确定了最佳
Ag+络合工艺参数：络合温度 0 C、AgNO3浓度 2.29 mol/L、甲醇体积分数 38.00%、络合时间 1.93 h，在此
工艺条件下，-亚麻酸相对含量由 70.40%提高到 93.30%，混合脂肪酸中的-亚麻酸有 73.37%被回收。经
过分离、纯化之后的-亚麻酸绝对质量百分含量达到 94.17%。对络合后的 AgNO3 进行回收，回收率高达
93.83%，回收后的 AgNO3 仍然具有较好的络合效果，因此，该方法不仅实现了 AgNO3 回收再利用，而且
大大降低了该工艺的操作成本。考虑到产品安全性问题，对络合后的-亚麻酸进行 Ag+离子残留检测，结
果显示，该工艺并未引入 Ag+离子，相反，在后续操作过程中，还将混合脂肪酸中部分 Ag+离子进行沉淀
去除，这为纯化得到的-亚麻酸进一步利用提供了安全保障。
Ag+离子络合技术分离、纯化余甘子核仁油中-亚麻酸，方法操作简单，AgNO3 可重复利用，操作成
本大大降低，并且络合过程是在低温条件下完成的，能更好的保持-亚麻酸活性，得到的-亚麻酸产品中
并未引入 Ag+离子，具有一定的安全性。因此，该方法对余甘子核仁油中-亚麻酸的开发及工业应用，具
有一定的指导意义。

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2017-02-14
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