一种鱼油中EPA和DHA富集的新方法

一种鱼油中EPA和DHA富集的新方法
唐君;张春枝;吴文忠
【摘要】研究了使用乙腈萃取鱼油镁盐的方法,并讨论了溶剂量、温度等因素对富集鱼油中DHA和EPA的影响.结果显示,使用乙腈萃取鱼油富集后,EPA、DHA的质量分数可达到72%.
【期刊名称】《大连工业大学学报》
【年(卷),期】2008(027)002
【总页数】3页(P102-104)
【关键词】廿碳五烯酸(EPA);廿碳六烯酸(DHA);乙腈;萃取
【作者】唐君;张春枝;吴文忠
【作者单位】大连工业大学生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034;大连医诺生物有限公司,辽宁,大连,116000
【正文语种】中文
【中图分类】TS225.24
0 引言
鱼油中富含廿碳五烯酸(EPA)、廿二碳六烯酸(DHA)。

1978年，Dyerberg博士[1]通过实验证明鱼油中的这两种多不饱和脂肪酸可有效防止心血管疾病。

时至今日，鱼油制品已成为重要的保健品之一[2]。

为了得到多不饱和脂肪酸浓度较高的各种
浓缩产品，人们采用了低温结晶、金属盐沉淀法、超临界萃取、尿素包络、制备型高效液相色谱、分子蒸馏、银离子络合、酶法等方法,最为常用的是金属盐沉淀法。

传统的金属盐沉淀法是利用饱和脂肪酸盐在有机溶剂中溶解度小[3]的特点来进行
分离，多采用钠盐或者锂盐丙酮法。

此法操作简单，大多数工序在常温下完成，无需使用大量的有机溶剂，选择性强，成本低，但是其沉淀时的温度相对较低，一般在-10 ℃以下，而且浓缩产品的浓度并不是很高。

本文对金属盐沉淀法加以优化,
得到鱼油镁盐代替传统的鱼油钠盐或锂盐。

由于饱和脂肪酸镁盐在有机溶剂中的溶解度更小，这样能提高富集DHA和EPA的能力。

1 材料和方法
1.1 材料和试剂
粗鱼油；甲醇、乙醇、氢氧化钠、氯化镁、二氯甲烷、氯仿、乙腈、丙酮、三氟化硼乙醚络合物甲醇溶液(14%)、盐酸，均为分析纯。

1.2 产品测定方法
DHA、EPA含量测定采用气相色谱法[4]：取油样150 mg放入50 mL容量瓶中，加入4 mL 0.5 mol/L的NaOH甲醇溶液，使溶液呈液相透明，置75 ℃水浴沸腾5 min，油基本溶化，冷却后加入5 mL 14%三氟化硼-3甲醇溶液再沸腾2 min，加入足够饱和盐水，上层有黄色液体，加1 mL石油醚，振荡分离使甲酯转入醚层浮到容量瓶细颈处，取上层溶液进行分析。

1.3 实验
1.3.1 粗鱼油的皂化
将粗鱼油150 mL、水150 mL、乙醇150 mL加入三口烧瓶，称取22.9 g氢氧化钠(过量30%)，加入三口烧瓶，充氮气保护，避光，搅拌，水浴加热至50 ℃，反应3 h。

反应结束时，旋转蒸发，脱掉加入乙醇量70%乙醇。

1.3.2 复分解反应
将得到的鱼油钠盐用水稀释4倍，搅拌均匀，缓慢滴入20%的氯化镁溶液136 mL，待氯化镁溶液完全加入后继续搅拌30 min。

用布氏漏斗过滤，得到的淡黄色固体即鱼油镁盐，将产品烘干。

1.3.3 溶剂萃取
称取15 g鱼油镁盐固体，放入三角烧瓶中，加入40 mL有机溶剂，在室温下搅
拌1 h后，布氏漏斗过滤，蒸干滤液，得白色固体。

1.3.4 酸化
向“1.3.3”中得到的白色固体加入10 mL盐酸，20 ℃搅拌30 min，得到EPA、DHA的浓缩产物。

2 结果与讨论
2.1 复分解条件的优化
2.1.1 鱼油钠盐稀释倍数的确定
用量筒量取“1.3.1”皂化后产物10 mL，分别加入1、2、3、4、5和6倍水稀释，搅拌均匀后，缓慢滴加20%的氯化镁溶液9 mL，滴加结束后过滤。

可以看到，当稀释倍数为1倍时，滴加氯化镁溶液后溶液马上变的黏稠，不会出现沉淀；稀释2～3倍时得到的沉淀颜色很黄；稀释至4倍时，沉淀颜色较好，略微发黄；继续
稀释鱼油皂化物时，无法进一步改善。

故选择稀释4倍为最佳稀释倍数。

2.1.2 氯化镁加入量的优化
用量筒量取10 mL鱼油皂化物，加入4倍水稀释，搅拌均匀后缓慢滴加7、9、
14 mL的20%氯化镁水溶液。

结果发现，如果加入氯化镁与鱼油的摩尔比为2∶1时，反应过程中只有少量的白色沉淀，当氯化镁的摩尔数过量30%时可得到8.5 g 白色沉淀，为理论量的94%。

当氯化镁过量大于30%时，反应产生的沉淀会呈现泡沫状。

这是由于在“1.3.1”的皂化过程中加入了过量氢氧化钠，氯化镁先与过
量的氢氧化钠反应，故而需要氯化镁过量30%。

但是若氯化镁继续过量，过量的
氯化镁将影响鱼油镁盐的稳定性，生成其他物质。

2.2 萃取条件的优化
2.2.1 溶剂的选择
由于利用饱和脂肪酸镁盐在有机溶剂中溶解度较低的特点，富集EPA和DHA的
含量，其原理与金属盐法一致，故选用低温沉淀法常用的溶剂进行筛选。

称取15 g鱼油镁盐固体，放入三角烧瓶中，分别加入40 mL二氯甲烷、丙酮、乙腈和氯
仿溶液，在20 ℃搅拌1 h后，布氏漏斗过滤，蒸干滤液，得白色固体。

气相色谱检测，结果见表1。

表1 溶剂对DHA和EPA萃取效果的影响Tab.1 Effect of solvents on extraction of DHA and EPA萃取溶剂二氯甲烷丙酮乙腈氯仿
w(EPA)/%36.724.449.731.1w(DHA)/%26.115.123.215.6w(EPA+DHA)/%62.83 9.572.946.7
由表1可见,多不饱和脂肪酸镁盐在乙腈中的溶解度最高，其次依次是二氯甲烷、
氯仿和丙酮。

笔者认为这与溶剂的极性有很大的关系,故选取乙腈作为萃取溶剂。

使用乙腈浓缩鱼油可以得到EPA为23.2%、DHA为49.7%、总质量分数为72.9%的浓缩产品。

用气相色谱分别检测乙腈萃取后鱼油滤渣和滤液中的DHA和EPA含量，结果见
图1、2。

可以看出，在滤渣中EPA和DHA的含量很低，分别从提取前的18.0%和12.2%下降到提取后的1.2%和2.1%。

这说明绝大部分的不饱和脂肪酸盐都被
萃取到乙腈溶液中。

图1 滤液的GC色谱图Fig.1 GC of filtrate
图2 滤饼的GC色谱图Fig.2 GC of filter-cake
2.2.2 温度对富集EPA和DHA结果的影响
鱼油中含有的DHA和EPA等多不饱和脂肪酸对温度十分敏感，在高温条件下很
容易被氧化，所以笔者选用较低的温度范围分析其对富集DHA和EPA的影响。

称取鱼油镁盐固体15 g，放入三角烧瓶中，加入40 mL乙腈，分别在30、20、10、0、-10 ℃搅拌1 h后，布氏漏斗过滤，蒸干滤液，得白色固体。

气相色谱分析，结果见表2。

表2 温度对DHA和EPA萃取效果的影响
Tab.2 Effect of temperature on extraction of DHA and EPA
θ/℃w(EPA)/%w(DHA)/%w(EPA+DHA)/%3038.119.357.42049.723.272.9104 6.024.370.3040.524.965.4-1034.228.762.9
由表2知，DHA和EPA的总质量分数与温度的关系十分密切，呈钟罩型分布，在20 ℃时其浓度最高，可达72.9%。

当温度在20℃以上时EPA和DHA浓度减少
的比较剧烈，20 ℃以下时减少的相对比较平稳。

分析认为，当温度较高时饱和脂
肪酸镁盐在有机溶剂中的溶解度比较大，所以EPA和DHA的总含量相对较低；
当温度降低时，虽然EPA和DHA的总含量呈下降趋势，但是单对DHA而言，其质量分数在不断提高。

因此，DHA镁盐的溶解度是随着温度的降低而提高的。

EPA镁盐则正好相反其在乙腈中的溶解度随着温度的提高而减少。

这一性质为单
独提纯EPA和DHA提供了可能性。

2.2.3 溶剂量对富集EPA和DHA的影响
称取鱼油镁盐固体15 g，放入三角烧瓶中，分别加入20、40、60、80 mL乙腈，在室温搅拌1 h后，布氏漏斗过滤，蒸干滤液，得白色固体。

气相色谱分析，结果见表3。

表3 溶剂量对DHA和EPA萃取效果的影响
Tab.3 Effect of solution on extraction of DHA and EPA
V(溶
剂)/mLw(EPA)/%w(DHA)/%w(EPA+DHA)/%2021.414.535.94049.723.272.96
039.028.367.38023.814.838.6
由表3可以看出,当溶剂的量较少时，EPA和DHA的含量很低,这是由于溶剂不能
完全把EPA和DHA萃取出来。

随着溶剂量的增大，EPA和DHA的含量逐渐提高，当溶剂量到达最佳点时，EPA和DHA的含量最高，而后，随着溶剂量的提高又逐步递减。

这是由于随着溶剂量的提高饱和脂肪酸镁盐在其中溶解的量在不断增大。

EPA和DHA的量却变化很少。

由上述实验可以看出，这种富集EPA和DHA的新方法是建立在金属盐沉淀法的
基础上的。

由于低温结晶法是利用饱和脂肪酸钠盐在有机溶剂中溶解度较低的特性实现富集EPA和DHA的,而钠盐的溶解度较高，这就使得低温结晶法要在-20℃以下才可以富集含量较高的EPA和DHA。

本文尝试使用溶解度更低的镁盐进行富集，就可以在较高的温度下完成富集EPA和DHA的工作，并且在生成鱼油镁盐的过
程中直接把不皂化物分离出去，更有利于获得纯度较高的EPA和DHA产品。

3 结论
利用饱和脂肪酸盐在有机溶剂中溶解度较低的这一特点，使用乙腈萃取鱼油镁盐。

确定最佳工艺条件为：每15 g鱼油镁盐使用40 mL乙腈溶液在，20 ℃条件下萃取，可以使EPA和DHA的总含量由原来的30%提高到70%。

与其他富集EPA
和DHA方法相比，本方法工艺简单，成本低，既不需要使用大量的有机溶剂，也不需要低温的反应条件，更不需要特殊的设备投资，很适合大规模的工业化生产。

参考文献:
[1] BJERREGAARD P, DYERBERG J. Fish oil and ischaemic heart disease in Greenland[J]. Lancet, 1988,2:514.
[2] 李洁，梁虹. 梁虹.ω-3海洋甘油三酯简介[J].中国生化药物杂志，
2002,23(2):107-108.
[3] SIMOPOLULOS A P. Omega-3 fatty acids in health and disease and in
growth and development [J]. Am J Clin Nutr, 1991,54(3):438-463.
[4]李波，杨景贤，韩丽，等. 鱼油类保健品中不饱和脂肪酸的气相色谱及质谱检测研究[J].上海预防医学,2004,16(5):211-214.。