DHA生产工艺简介doc-国家生化工程技术研究中心

DHA生产工艺简介doc-国家生化工程技术研究

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一、DHA背景与意义

DHA（Docosahexaenoic acid, 22:6△4.7.10.13.16.19，全名二十二碳六烯酸）是一种重要的长链多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，简称PUFA），属于ω-3系列（分子结构式中第一个双键位于-COOH基团反侧的第三个键上，即ω-3系列）。人和其它哺乳动物只有△4、△5 、△6及△9去饱和酶，缺乏△9 以上的去饱和酶,因此无法自身合成DHA，必须由食物来提供。

1、DHA的结构和性质

DHA的分子式为C22H30O2,分子量为328.48，分子结构为：

DHA通常是顺式，但在某些异构酶作用下可变成反式。含有多个“戌碳双烯”结构及5个爽朗的亚甲基。这些爽朗的亚甲基舍得DHA极易受光、氧、过热、金属元素（如Fe、Cu）及自由基的阻碍，产生氧化、酸败、聚合、双键共轭等化学反应，产生以羰基化合物为主的鱼臭物质。

纯DHA为无色、无味，常温下呈液态，且具有脂溶性，易溶于有机溶剂，不溶于水，熔点为－45.5~－44.1，因此在低温下仍旧能保持较高的流淌性。

2、DHA的来源

2.1 海洋动物

海洋鱼类是提取DHA的要紧来源。海产鱼类专门是中上层鱼类的油脂中含有大量的DHA，如鲔鱼、秋刀鱼、远东沙丁鱼的油中DHA的含量均在10%以上。目前全世界鱼油的年产量在100万吨左右，理论上从中可提取10~25万吨鱼油。实际上由于分离技术等因素的限制，鱼油产量要低于上述数字、而且提取的鱼油有相当大的部分被氧化和渗入人造黄油或起酥油中被消耗掉，真正可用于分离DHA的鱼油仅占少部分。除此之外还有贝类和甲壳类。

2.2 真菌类

有许多低级的真菌中含有较多的DHA，其中藻状菌类的DHA含量尤为丰富，是进行DHA商业性开发的潜在来源。例如高山被孢霉中的占其总脂肪酸的15%以上，而破囊壶菌中的占总脂肪酸的含量可高达34%。

产DHA的真菌要紧是较低级真菌中的藻状菌，要紧有壶菌纲（Class Chytridomycetes）、卵囊菌纲（ClassOomyceres）、霜霉目（OrderPeronospor ales）、水霉目（Ordersaprolegniales）、结合菌纲（ClassZygomycetes）、虫霉目（Order Entomophthorales）等，专门是破囊弧菌Thraustochytriidae，差不多报道有它的8个属30 多个菌种能够产DHA。

2.3 海藻类

许多研究证实，在金藻类、甲藻类、硅藻类、红藻类、褐藻类、绿藻类及隐藻类等海藻中含有大量的DHA。到目前为止，已测定了上百个品种微藻的脂肪酸，其中某些种类的海藻DHA含量可达30%以上。

3、DHA的分离制备方法

如何高效地从鱼油及其他海洋动植物中分离、浓缩DHA，是脂肪酸开发应用中的难点和关键之一。目前，实验室和实际生产中应用的和分离方法有低温分级法、尿素包合法、溶剂法、成盐法、分子蒸馏法、超临界气体萃取法、脂酶法及高效液相色谱法等。下面简要介绍其中几种重要的分离方法。

3.1 低温分级法

利用不同的脂肪酸在过冷有机溶剂中的溶解度差异来分离浓缩DHA。将鱼油溶解在1~10倍的无水丙酮中，并冷却至-25℃以下。混合液的下层即形成含有大量饱和脂肪酸及低度不饱和脂肪酸结晶，而上层含有大量高度不饱和脂肪酸的丙酮溶液。将混合液过滤，滤液在真空下蒸馏除去丙酮即可得到DHA含量较高的鱼油制剂。为了提升分离成效可在无水丙酮中添加少量亲水性溶剂如水或醇类。

3.2 溶剂提取法

利用不同脂肪酸的金属盐、在某种有机溶剂中的溶解度差异来分离浓缩DHA。将乙醇、鱼油及NaOH按一定比例混合，然后力热使鱼油皂化。皂化后的混合液经压滤分不得到皂液及皂粒。皂液在搅拌下加人H2SO4至

PH为1~2。分离上层粗脂肪酸乙醇混合液，加热回收乙醇，并反复水洗祖脂肪酸至中性，即得DHA含量较高的精制鱼油。

3.3 尿素包合法

脂肪酸与尿素的结合能力取决于其不饱和程度。脂肪酸的不饱和度越高、则与尿素的结合能力越弱。依此原理即可将饱和脂肪酸、低度不饱和脂肪酸与高度不饱和脂肪酸分离开来。在鱼油中加人尿素甲醇（或乙醇）后加热混合、过滤并用适当溶剂萃取滤液，即得萃取液脱去溶剂、真空干燥后即得到DHA含量较高的精制鱼油。

尿素包合法是一种比较简便有效的分离方法，但在实际生产中应用时，存在溶剂损耗大、排水和因尿素添加物而引起的废物处理等咨询题。为此，Kazuhiko开发了一种尿素包合与连续精馏相结合的分离方法，既解决了上述咨询题，又幸免了鱼油因与空气接触而氧化，还能够提升分离成效，适合工业化生产。

3.4 超临界气体萃取法

立即含有DHA的鱼油溶解于超临界状态的CO2中，通过改变温度和压力，达到分离DHA的目的。此法能分离出高纯度的DHA，但对碳数相同而双键数不同的脂肪酸的分离成效较差。为此，可利用银离子能与双键络合形成可逆的络合物的特性，在超临界CO2萃取装置中增加1支A gNO3－硅酸色谱柱，达到将碳数相同而双键数不同的脂肪酸分离的目的。

上述分离方法同样适用于通过选择和培养某些真菌和海藻来提取DHA的途径。

4、DHA的生理功能

4.1 抗凝血、抑制血栓形成

DHA能抑制血小板凝集，减少血栓素形成，从而预防心肌梗塞、脑梗塞的发生。血小板合成的血栓素（TXA2）具有促进血小板凝集和收缩血管的作用，血管内皮产生的前列腺素（PGI2）具有抑制血小板凝集和舒张血管的作用，TXA2 和PGI2 之间的平稳是调剂血小板和血管功能，促进血栓形成的关键。TXA2 和PGI2 是以花生四烯酸（AA）为前体，通过磷酸化酶的作用从细胞膜磷酸甘油酯中开释出来。DHA和EPA可竞争性抑制A

A向TXA2 和PGI2 转化而生成TXA3 和PGI3，TXA3 几乎没有生物活性，而PGI3 与PGI2 的生理功能和活性相似，因而减少了血小板凝集并增加了血管舒张作用，使血栓形成减少。对血栓病患者,可使患者的血小板存活时刻延长,血小板计数减少, 血小板因子的血浆水平下降，血浆中血栓球蛋白降低，可阻止血小板与动脉壁相互作用，延缓血栓形成。

4.2 降血脂、防动脉硬化

DHA能够降低血清中甘油三酯生成及从肝脏排出；降低低密度脂蛋白、极低密度脂蛋白、增加高密度脂蛋白，改变脂蛋白中脂肪酸的组成，从而增加其流淌性；增加胆固醇的排泄，抑制内源性胆固醇的合成。因此，能够预防和治疗动脉硬化，对高血压、心血管疾病有一定的治疗作用，被人誉为“心血管疾病无可比拟的特效品”，是血管的“清道夫”。

4.3 抗炎作用

调查发觉，爱斯基摩人专门少患气管炎、风湿性关节炎等慢性疾病，用EPA喂饲小鼠，事实上验性炎症的水肿程度降低。缘故：慢性反应物质SRSA是三种特异的白三烯，是变态反应中的活性物质，在过敏性反应中调剂支气管收缩和血管通透性。花生四烯酸促进白三烯LTB4形成，LTB4有助炎作用；DHA和EPA可促进白三烯LTB5形成，它几乎无生理活性，从而EPA具有抗炎作用。用ω-PUFA防治某些炎性疾病如类风湿性关节炎、带状泡疹及红斑、疤疹、哮喘等已取得良好成效，是一种理想的功能性食品原料。

4.4 健脑作用

DHA 是人脑的要紧组成物质之一，占人脑脂质的10%左右，在一定程度上能够提升脑的柔软性，抑制脑的老化。其在人脑中要紧以磷脂的形式存在，存在于大脑的灰白质部，磷脂对脑细胞的形成和构造起重要作用，如果缺少神经元的突起就不能坚持，所形成的网状组织易被破坏，大脑传递信息就不灵，也阻碍人的智力，经历和思维能力。在脑细胞形成的过程中，DHA有利于脑细胞突起的延伸和重新产生。在胎儿时期，从受精卵在母亲子宫内分裂开始就需要DHA，因此，孕妇应摄入足量的DHA，以促进胎儿大脑的发育和脑细胞的增殖。正常情形下，一位孕妇每天应摄入0.5~1.