楊琦，劉世棟

(1.西安市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，西安 710065； 2.西安文理學(xué)院，西安 710065)

尿素包合法分離分析月見(jiàn)草油的脂肪酸組成包合參數(shù)的優(yōu)化*

楊琦1，劉世棟2

(1.西安市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，西安 710065； 2.西安文理學(xué)院，西安 710065)

研究月見(jiàn)草油在尿素包合過(guò)程中脂肪酸組成的變化，對(duì)包合參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，利用氣相色譜法檢測(cè)月見(jiàn)草油被包合前后包合物中脂肪酸的組成。單因素試驗(yàn)表明，包合時(shí)間延長(zhǎng)、包合溫度降低、包合次數(shù)增加有利于尿素包合，最佳點(diǎn)依次為36 h，-15℃，4次。正交試驗(yàn)表明，60 h，-15℃，包合3次為最佳工藝。該條件下γ-亞麻酸純度達(dá)78.996 4%。包合時(shí)間、包合溫度及包合次數(shù)對(duì)尿素包合法分離月見(jiàn)草油中γ-亞麻酸的影響均為顯著。

月見(jiàn)草油；γ-亞麻酸(GLA)；尿素包合；氣相色譜法；脂肪酸組成

月見(jiàn)草油含有多種人體必需脂肪酸，其中主要包括6.1%軟脂酸、1.8 %硬脂酸、7.7%油酸、73.6 %亞油酸和9.2%γ-亞麻酸(GLA)［1］。GLA是植物中罕見(jiàn)且人體自身不能合成的脂肪酸，因其具有較強(qiáng)生物活性，被譽(yù)為“21世紀(jì)功能性食品的主角”［2-4］，因此成本低、又適合工業(yè)化生產(chǎn)的月見(jiàn)草油分離純化工藝吸引著國(guó)內(nèi)外學(xué)者不斷探討。

目前對(duì)于多不飽和脂肪酸的分離純化一般采用尿素包合法［5-8］。胡小泓等［9］研究表明：尿素包合物固相中，飽和與單不飽和脂肪酸純度有很大提高，但有關(guān)工藝參數(shù)變動(dòng)對(duì)于包合前后脂肪酸組成變化的影響未進(jìn)行探討；張海滿等［10］對(duì)包合物及未包合部分中α-亞麻酸純度進(jìn)行了雙重檢測(cè)，研究了不同工藝參數(shù)對(duì)尿素包合分離純化的影響，但關(guān)于包合前后脂肪酸組成變化對(duì)包合原理及最終分離效果的影響未進(jìn)行深入分析。筆者對(duì)月見(jiàn)草油被尿素包合分離前后及包合物中脂肪酸組成變化進(jìn)行全面分析，探討了不同工藝參數(shù)對(duì)純化GLA的影響，為優(yōu)化月見(jiàn)草油提純工藝提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：T2100 GC型，上海天美科學(xué)儀器有限公司；

真空干燥箱：DZF-6021型，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：R-201型，上海申順生物科技有限公司；

月見(jiàn)草油：來(lái)源于吉林省和江西??；

尿素：山西天脊集團(tuán)晉城化工股份有限公司；

95%乙醇、鹽酸、石油醚、無(wú)水硫酸鈉、氫氧化鉀、甲醇、BF3-乙醚等：分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 混合脂肪酸的制備

按照文獻(xiàn)［11］方法進(jìn)行制備。

1.2.2 尿素包合法

［12］的方法。

1.3 色譜條件

參照文獻(xiàn)［13］方法。色譜柱：TM-Wax極性毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm，0.5 μm)；柱溫：200℃；進(jìn)樣口溫度：280℃；檢測(cè)器溫度：280℃；氣體流量：N280 mL/min，H260 mL/min，空氣300 mL/min。

1.4 樣品處理方法

參考文獻(xiàn)［13］方法，吸取0.5～1.0 μL進(jìn)樣，以面積歸一法定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 不同包合溫度對(duì)尿素包合的影響

月見(jiàn)草油中含有飽和度、碳數(shù)不同的多種脂肪酸，而脂肪酸只有在溫度較低的條件下才能與尿素形成包合物，但包合物的性質(zhì)不穩(wěn)定［14］。選擇在不同包合溫度(室溫，-5℃，-15℃，-25℃)下放置60 h，經(jīng)過(guò)3次尿素包合后，觀察包合效果和包合物的穩(wěn)定性，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。表中的“產(chǎn)品”指三包化合物提取油脂后再經(jīng)進(jìn)一步純化濃縮所得油脂產(chǎn)物。

表1 不同包合溫度及包合次數(shù)對(duì)脂肪酸組成的影響 %

由表1可知，隨包合溫度下降，二包物中飽和脂肪酸的含量明顯減少，與室溫下包合效果相比，二次包合掉的亞油酸含量隨之增加，因此包合溫度越低包合越完全；三包物變化趨勢(shì)同二包物，當(dāng)包合溫度降至-15℃和-25℃時(shí)，三包物提油中已無(wú)飽和脂肪酸，產(chǎn)品中GLA的純度隨之顯著提高，由此證明包合溫度越低越有利于尿素包合。

2.1.2 室溫下包合時(shí)間對(duì)包合的影響

參考文獻(xiàn)［15］，于室溫(20℃)條件下將混合脂肪酸、尿素和95%乙醇以質(zhì)量比1∶2∶6包合后，分別放置12，24，36，48，60 h，經(jīng)3次尿素包合得到5組二、三次包合物，分別進(jìn)行脂肪酸分析，其中放置12，24，36，60 h后得到的包合物分析結(jié)果列于表2。

由表2可知，不同包合時(shí)間二包物提取油中主要為亞油酸，而飽和脂肪酸含量以放置12 h最高，可見(jiàn)一次包合后殘留的飽和脂肪酸相對(duì)較多，但提油量隨包合時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增加。三包物提取油中脂肪酸組成變化趨勢(shì)同二包物，可見(jiàn)三包物是將殘余未包合的飽和及低不飽和脂肪酸繼續(xù)包合，隨著包合時(shí)間增加，包合趨于完全和穩(wěn)定，最終產(chǎn)品中GLA的純度隨飽和脂肪酸的減少而相應(yīng)提高。經(jīng)方差分析及各水平間顯著性檢驗(yàn)，包合時(shí)間12 h和24 h差異不顯著，36，48，60 h之間差異顯著，因此室溫條件下最佳包合時(shí)間應(yīng)在36 h以上，與文獻(xiàn)［15］，［16］報(bào)道相符。

2.1.3 -15 ℃下包合時(shí)間和包合次數(shù)對(duì)包合的影響

為了深入研究冷凍包合溫度下包合時(shí)間對(duì)于最終GLA純度的影響，分別選擇包合時(shí)間為12，24，36，48，60 h，將包合次數(shù)增加至4次，觀察-15℃下不同包合時(shí)間和包合次數(shù)對(duì)包合的影響，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 室溫下包合時(shí)間對(duì)尿素包合脂肪酸組成的影響 %

表3 -15℃4次包合下包合時(shí)間對(duì)尿素包合脂肪酸組成的影響 %

由表3可知，-15℃下不同包合時(shí)間二次、三次包合物提油中脂肪酸組成變化趨勢(shì)同室溫下相似，GLA純度隨包合時(shí)間延長(zhǎng)及飽和脂肪酸的減少而逐漸增大。由于包合次數(shù)增加至4次，與表1中-15℃，60 h，3次包合結(jié)果相比，產(chǎn)品中軟脂酸含量從0.220 6%降至0，GLA純度由78.331 2%提高到88.559 0%，說(shuō)明隨著包合次數(shù)增加包合逐漸完全和穩(wěn)定。

2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)及結(jié)果分析

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，考察包合時(shí)間、包合溫度和包合次數(shù)對(duì)包合的影響，極差和方差分析結(jié)果見(jiàn)表4～表6。

由表4～表6可知，對(duì)于純度而言，極差分析的最佳工藝組合為A3B3C2，即包合時(shí)間為60 h，包合溫度為-15℃，包合次數(shù)為3次，方差分析說(shuō)明包合時(shí)間、包合次數(shù)均為顯著性因素，而包合溫度為極顯著因素；對(duì)于提取率而言，極差分析的最佳工藝組合為A1B1C1，包合溫度為極顯著因素，而包合時(shí)間、包合次數(shù)均不顯著。結(jié)合實(shí)際工藝分析可知，室溫下GLA提取純度不高，但提取率卻較高，因此從工藝角度考慮，為使其純度達(dá)到較高，提取率應(yīng)相應(yīng)降低。月見(jiàn)草油標(biāo)準(zhǔn)品及在上述最佳工藝(95%乙醇，1∶2∶6配比，-15℃，60 h，包合3次)下終產(chǎn)品的氣相色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 氣相檢色譜圖

3 結(jié)語(yǔ)

（1）尿素包合分離γ-亞麻酸(GLA)的單因素試驗(yàn)表明，最佳點(diǎn)依次為36 h，-15℃，包合4次；而正交試驗(yàn)確定了60 h，-15℃，包合3次為最佳工藝。該條件下GLA純度達(dá)78.996 4%，但其提取率僅為57.046 8%，可見(jiàn)GLA純度越高，提取率越低。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果

表5 正交試驗(yàn)純度的方差分析結(jié)果

表6 正交試驗(yàn)提取率的方差分析結(jié)果

（2）包合時(shí)間、包合溫度及包合次數(shù)對(duì)尿素包合法分離月見(jiàn)草油中GLA的影響均為顯著。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］ 李國(guó)棟，范偉，陸國(guó)浩，等.月見(jiàn)草油的研究概況［J］.藥學(xué)實(shí)踐雜志，2003，21(3): 171-173.

［2］ 田歆珍，王賢磊，孫桂琳，等.γ-亞麻酸的研究進(jìn)展［J］.生物技術(shù)，2008，18(1): 89-92.

［3］ 李光華，周晶.月見(jiàn)草藥用成分研究概述［J］.遼寧中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，6(5): 420-421.

［4］ 姚世勇，劉通，劉榮，等.多不飽和脂肪酸及其抗癌作用研究進(jìn)展［J］.重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，31(12): 48-53.

［5］ 楊萬(wàn)政，藍(lán)蓉，關(guān)奇.尿素包合法富集葵花油中亞油酸的研究［J］.中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志，2007，14(5): 50-52.

［6］ 翁新楚，董新偉.尿包法在酯類分離技術(shù)中的應(yīng)用［J］.中國(guó)油脂，1994，19(6): 40-44.

［7］ 惠琴，鮑時(shí)翔.多價(jià)不飽和脂肪酸分離與純化技術(shù)進(jìn)展［J］.中國(guó)油脂，1999，24(2): 32-34.

［8］ 敬思群，蔡遠(yuǎn)強(qiáng).皂化水解及尿素包合工藝對(duì)馬齒莧油脂肪酸組成及抗氧化性影響［J］.食品科技，2015，40(2): 82-86.

［9］ 胡小泓，張新才，周臨桃，等.尿素包合物固相中回收脂肪酸的工藝研究［J］.食品科學(xué)，2005，26(11): 141-144.

［10］ 張海滿，劉福禎，戴玲妹.尿素包合法純化α-亞麻酸工藝研究(Ⅰ)—α-亞麻酸純化過(guò)程單因素實(shí)驗(yàn)研究［J］.中國(guó)油脂，2001，26 (2): 41-44.

［11］ 劉鳳霞，高秋華，薛剛，等.高純度γ-亞麻酸包合工藝研究Ⅰ——皂化值及皂化反應(yīng)［J］.中國(guó)中藥雜志，2005，30(5): 343-346.

［12］ 劉鳳霞，高秋華，薛剛，等.γ-亞麻酸包合工藝優(yōu)化研究［J］.中成藥，2005，27(7): 761-763.

［13］ 薛剛，黃開(kāi)勛，劉鳳霞，等.γ-亞麻酸以柱色譜和甲酯化純化的正交試驗(yàn)［J］.中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志，2005，36(6): 340-341.

［14］ 魏蓮.γ-亞麻酸的研究進(jìn)展［J］.青海大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，20(3): 13-16.

［15］ 劉鳳霞，高秋華，薛剛等.高純度GLA包合工藝研究Ⅱ——包合工藝的單因素、2因素試驗(yàn)［J］.中國(guó)中藥雜志，2005，30(6): 433-435.

［16］ 王華，凌滿，薛剛，等.尿素包合法分離月見(jiàn)草油中γ-亞麻酸——工藝參數(shù)的正交試驗(yàn)優(yōu)化及結(jié)晶物的觀察［J］.中國(guó)中藥雜志，2010，35(10): 1 251-1 255.

Inclusion Parameters Optimization in Analysis of the Composition of Fatty Acids Separated from Evening Primrose Oil with Urea Inclusion

Yang Qi1, Liu Shidong2
(1. Xi’an Supervision & Inspection Institute of Product Quality, Xi’an 710065, China; 2. Xi’an University, Xi’an 710065, China)

The composition of fatty acids before and after separation from evening primrose oil with urea inclusion were studied, and parameters of urea inclusion were optimized. Single factor tests and orthogonal test were employed, and the composition of fatty acids before and after separation from evening primrose oil were detected by GC. The results of the single factor tests indicated that the extension of inclusion time, the decreasing of inclusion temperature and the increasing of inclusion times were beneficial to the urea inclusion, and the optimal conditions of which were 36 h, -15℃, and 4 times, respectively. The results of the orthogonal test demonstrated that the conditions of the optimal technology were 60 h, -15℃and 3 times，which made the GLA purity reach 78.9964 %. Inclusion time，temperature and times for the seperation of GLA from evening primrose oil with urea inclusion were significant.

evening primrose oil; gamma linolenic acid; urea inclusion; GC; composition of fatty acid

O656

：A

：1008-6145(2015)05-0031-04

10.3969/j.issn.1008-6145.2015.05.008

*南陽(yáng)市科技局計(jì)劃資助項(xiàng)目(2006S1006)

聯(lián)系人：楊琦；E-mail: qiqiyq1016@126.com

2015-07-12