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EPA|DHA|多不饱和脂肪酸

EPA和DHA最为丰富的来源首先是高脂鱼和海生哺乳动物,目前EPA和DHA的商品资源仍以海洋鱼类为主。同时,人们也发现了一些富含EPA和DHA的霉菌、藻类和海生细菌资源。下面主要介绍从鱼油中制备EPA和DHA。 

1. 制备方法(从鱼油中浓缩分离EPA和DHA
海产鱼油中的EPA和DHA含量一般为3%~20%左右,如用在功能性食品上需对其所含的EPA、DHA进行分离纯化,以提高含量。这方面可以使用的方法包括低温溶剂结晶法、脂肪酸盐结晶法、尿素包合法、硝酸银吸附法、超临界萃取、减压蒸馏与分子蒸馏、选择性脂酶水解法和工业制备色谱等方法。
(1低温结晶法 饱和脂肪酸的凝固点高于不饱和脂肪酸,可利用此特性将混合脂肪酸中的不饱和脂肪酸分离开。另外,利用脂肪酸在不同溶剂中的溶解度不同,再结合低温处理,往往会得到更好的分离效果。但这些方法只能粗略分离,一般作为EPA和DHA的预浓缩处理,产物中的EPA浓度可达到总脂肪酸的25%~35%。
(2)脂肪酸盐分离法 主要根据不同脂肪酸盐的盐(或酯)在不同溶剂中的溶解度不同来进行分离,如铅盐乙醇法、锂(或纳)盐丙酮法和钡盐苯法。
(3)硝酸银柱法 AgNO3与多不饱和脂肪酸能形成可逆的强极性复合物,因此可用AgNO柱等来富集DHA和EPA。但要解决AgNO3的稳定性泄漏造成污染。
(4)选择性酶水解和酯交换法 利用各种脂肪水解酶的专一性,选择性水解甘油三酯中非多不饱和脂肪酸部分,或利用酯交换特性在甘油三酯分子上接上2~3个多不饱和脂肪酸分子而起到富集、纯化作用。
(5)尿素复合法 尿素在有些长链有机化合物存在时,会与之相结合并结晶析出,这种结合能力与有机化合物分子大小与形状有关。一般饱和脂肪酸较不饱和脂肪酸更容易形成稳定的复合物,单一链较含2个双链者更容易形成复合物。利用这一性质可除去混合物中的饱和的和低度不饱和的脂肪酸。
(6)减压蒸馏和分子蒸馏法 由于脂肪酸的沸点较高,常压下蒸馏时可能出现分解现象,因此需在减压条件下进行蒸馏。通常是将脂肪酸酯化(例如甲酯化或乙酯化)后再行蒸馏,因为脂肪酸酯的沸点较相应的游离脂肪酸沸点低,而且脂肪酸酯的沸点间隔可以拉开。利用高真空分子蒸馏法(如0.013Pa)分离脂肪酸可起到浓缩、分离和精制等多方面效果,已成功地应用在EPA和DHA的分离、精制上。是目前工业化生产的常用方法。
(7)超临界萃取法 用超临界CO2萃取提纯DHA和EPA,一般需先将多不饱和脂肪酸的甘油三酯形式转变为游离脂肪酸或脂肪酸甲酯(乙酯),以增加其在超临界CO2中的溶解度。鱼油中脂肪酸随其链长和饱和度不同,在临界CO2中的和油相中的分配系数不同,从而得到分离。为了增加溶解度和选择性,还可添加些辅助溶剂,如W.B. Nilsson发现超临界CO2中添加乙醇后,所有脂肪酸在超临界CO2中的溶解度都得以提高,但分离选择性却有所下降。Y.Ikushima研究了多种辅助溶剂对超临界CO2萃取鱿鱼内脏油溶解度的影响,发现已烷的效果最好。
(8)工业制备色谱法 工业制备色谱法可用来制备高纯度的EPA与DHA,分离效果最好,只是成本较高,难以推广。
(9)综合方法 Fujita等人发明了一种工业化提取EPA及其酯的专利方法,可使EPA含量达到总脂肪酸的93%。生产过程主要包括2种方法,即尿素络合法和蒸馏法。工艺流程如下图1-1所示。
                                  鱼油
                          乙醇(30kg   
                          乙醇钠(1kg  
                                       酯化
                                    206h
乙酯
                                       离心
1000g10min
                               脂肪酸乙酯的混合物(85kg
乙醇(880kg)↓
尿素(128kg
              搅伴
                                   7010min
                                        
冷却至35
     
   低不饱和脂肪酸乙醇、尿素复合物的弃去物
滤液
              水(425L)、已烷(425L)→浓缩→弃去水层
                                       正已烷
                               (上层)
                                         
                                     通过硅酸柱 
                                         
                                       洗脱液
                                         
                                    在减压下浓缩            
                                         
                                  脂肪酸乙脂的混合物     
                                         
                                        蒸馏
                                  20390min
                                              
                                   浓缩的EPA乙酯  
                                                      
                      图1-1高浓度EPA及其酯的提取工艺流程
近年来提出的一种简单方法,结合酶水解及低温结晶法,用以高度富集多不饱和甘油三酯。其原理是:
① 酯酶作用甘油三酯具有专一性,含有EPA和DHA的甘油三酯被酯酶水解的速度比不含有EPA和DHA的甘油三酯慢得多。
② 饱和甘油三酯在丙酮中的溶解度随着链长度的增加而明显降低,但随不饱和程度的提高其在丙酮中的溶解度也提高。因此,多不饱和甘油三酯在-60℃下很容易溶解在丙酮中,而含饱和脂肪酸或含有饱和脂肪酸与单烯酸的甘油三酯在-60℃低温下经固化就可被去除,这样就提高了鱼油中EPA和DHA含量。
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