葵花籽油制備共軛亞油酸中共軛條件的研究

鄧澤元

摘 要：葵花籽油混合無水乙醇，通過酶催化得到亞油酸乙酯，以亞油酸乙酯為原料，采用無溶劑堿催化共軛化得到共軛亞油酸乙酯，經(jīng)皂化酸化得到共軛亞油酸。通過單因素試驗(yàn)得到共軛化過程中最優(yōu)的反應(yīng)條件，即反應(yīng)溫度140 ℃，催化劑用量6%，反應(yīng)時間2 h。并對共軛亞油酸的含量進(jìn)行檢測，在最優(yōu)條件下共軛亞油酸C18：2（9c，11t和10t，12c）異構(gòu)體含量達(dá)到63.03%，共軛化轉(zhuǎn)化率97.82%。

關(guān)鍵詞：葵花籽油;共軛化;共軛亞油酸

Study on Conjugation Conditions of Conjugated Linoleic Acid from Sunflower Oil

DENG Zeyuan

（Heze Zonghoo Jianyuan Biotech Co.， Ltd.， Heze 274600， China）

Abstract： By mixing sunflower oil with absolute ethanol， ethyl linoleate is obtained by enzyme catalysis. Using ethyl linoleate as raw material， conjugated ethyl linoleate is obtained by solvent-free base catalyzed conjugation， which is acidified by saponification. Conjugated linoleic acid is obtained. The optimal reaction conditions in the conjugation process were obtained by single factor experiment， that is， the reaction temperature was 140 ℃， the catalyst dosage was 6%， and the reaction time was 2 h. The content of conjugated linoleic acid was detected. Under the optimal conditions， the content of conjugated linoleic acid （conjugated linoleic acid C18：2 （9c， 11t and 10t， 12c isomers） reached 63.03%. The conversion rate of conjugation was 97.82%.

Keywords： sunflower oil; conjugation; conjugated linoleic acid

共軛亞油酸（Conjugated Linoleic Acid，CLA）是一類含有順式和反式共軛雙鍵的十八碳二烯酸異構(gòu)體的總稱。一般認(rèn)為CLA存在的同分異構(gòu)體有16種。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，CLA主要存在的形式有以下4種：9c，11t-CLA、10t，12c-CLA、9t，11t-CLA、10t，12t-CLA。其中9c，11t-CLA是唯一能被動物細(xì)胞吸收進(jìn)入其磷脂層的異構(gòu)體，也是與人類和動物營養(yǎng)相關(guān)最大、最具有生物活性的CLA[1-3]。CLA具有改善骨質(zhì)密度、提高機(jī)體免疫力、促進(jìn)脂質(zhì)氧化分解等生理功能，對癌癥、骨質(zhì)疏松、動脈粥樣硬化有一定的抗性作用，還具有減肥降脂的功效[4-5]。

普通植物油中幾乎不含CLA，所以如何以較低成本制備出純度較高的共軛亞油酸成為食品領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)[6]。

堿催化異構(gòu)化法是使用最廣泛和最經(jīng)濟(jì)的一種制備共軛亞油酸的工業(yè)化方法。堿催化異構(gòu)化法制備共軛亞油酸的原料主要是亞油酸和各種富含亞油酸的天然植物油[7]。葵花籽油又名向日葵油，不飽和脂肪酸豐富，含55%～74%的亞油酸，可成為制備共軛亞油酸的良好材料[8]。本文以高亞油酸含量的葵花油為原料，采用單因素法優(yōu)化葵花油堿異構(gòu)化法制備CLA的條件。

共軛亞油酸在紫外區(qū)234 nm處有特征吸收峰，而亞油酸卻沒有。利用這一特征，色譜上常在這個波長下檢測CLA的存在和含量，CLA的分析檢測方法常用的有紫外檢測法和氣相色譜法，最佳的是氣相色譜法分析測定CLA各種異構(gòu)體組分[9-12]。

1 材料與方法

1.1 材料

葵花籽油（亞油酸含量65%），來自菏澤中禾健元生物科技有限公司;諾維信脂肪酶435，購自丹麥諾維信公司;強(qiáng)堿催化劑（乙醇鈉、乙醇鉀等），購自淄博富喜爾化學(xué)有限公司;鹽酸、無水乙醇、氫氧化鈉、無水硫酸鈉、氯化鈉均為分析純;三氟化硼甲醇溶液15%、正庚烷、甲醇均為色譜純。

1.2 儀器

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE-52AA，上海亞榮生化儀器有限公司;電子天平Y(jié)P6002，余姚市金諾天平儀器有限公司;紫外可見光分光光度計(jì)T6新世紀(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;真空干燥箱，數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-4，上海力辰邦西儀器科技有限公司;循環(huán)水式多用真空泵SHZ-D（Ⅲ），河南予華儀器有限公司;氣相色譜儀A90E，上海儀盟科技有限公司;FID檢測器，載氣為高純氮?dú)猓細(xì)鈿錃猓細(xì)怏w空氣，色譜柱HP-INNOWAX（30 m×0.25 mm，0.5 μm）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 原料理化性質(zhì)檢驗(yàn)及脂肪酸組成檢測

過氧化值的測定參考《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》（GB 5009.227—2016）;酸價的測定參考《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價的測定》（GB 5009.229—2016）;水分及揮發(fā)物的測定參考《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的的測定》（GB 5009.3—2016）。01F5EDE7-6698-4D7D-85A9-6052A777BB68

1.3.2 葵花籽油制備亞油酸乙酯

稱取一定量精煉葵花籽油，加入無水乙醇（醇油摩爾比4∶1），加入諾維信脂肪酶435，添加比例占油脂質(zhì)量的3%～5%，恒溫70 ℃攪拌，反應(yīng)24～36 h。分離過濾脂肪酶，80～90 ℃真空旋蒸脫水脫醇，得到亞油酸乙酯。

1.3.3 亞油酸乙酯共軛化轉(zhuǎn)化生成共軛亞油酸乙酯

將一定量的亞油酸乙酯（要求水分含量低于0.2%）加入到500 mL圓底燒瓶中，打開真空泵（真空度0～500 Pa）加熱升溫至一定溫度，添加一定量的強(qiáng)堿性催化劑，繼續(xù)真空恒溫反應(yīng)一段時間后，冷卻降溫至室溫，得到共軛亞油酸乙酯。

1.3.4 單因素試驗(yàn)方法

（1）不同反應(yīng)時間對共軛轉(zhuǎn)化率、CLA含量的影響。稱取葵花籽油100 g，選取初始反應(yīng)溫度為140 ℃，加堿量為油脂質(zhì)量的6%，考察不同反應(yīng)時間（1 h、2 h、3 h和4 h）對共軛轉(zhuǎn)化率及CLA含量的影響。

（2）不同反應(yīng)溫度對轉(zhuǎn)化率、CLA含量的影響。稱取100 g葵花籽油，選取堿添加量為6%，反應(yīng)時間2 h，考察不同溫度（120 ℃、130 ℃、140 ℃、150 ℃和160 ℃）共軛轉(zhuǎn)化率及CLA含量的影響。

（3）不同催化劑用量對轉(zhuǎn)化率、CLA含量的影響。稱取100 g葵花籽油，選取140 ℃，反應(yīng)時間2 h的條件，考察不同催化劑用量（3%、4%、5%、6%和7%）對轉(zhuǎn)化率及CLA含量的影響。

1.3.5 共軛亞油酸乙酯堿醇皂化酸化得到共軛亞油酸

稱取原料質(zhì)量30%的氫氧化鈉，并溶解于原料3倍質(zhì)量的50%乙醇水中，加入到共軛亞油酸乙酯中，于80 ℃恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4～8 h。用約為皂腳質(zhì)量10%的稀鹽酸（50%體積分?jǐn)?shù)）攪拌酸解，后在70 ℃恒溫下靜置分液，油層加水反復(fù)水洗，直至水層pH值檢測為中性結(jié)束。取油層于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀內(nèi)，85～100 ℃旋蒸脫水，檢測水分低于1%。檢測樣品用無水硫酸鈉脫水24 h。

1.3.6 脂肪酸參考質(zhì)量指標(biāo)

共軛亞油酸作為新資源食品，其質(zhì)量指標(biāo)見表1。共軛轉(zhuǎn)化率、共軛亞油酸的面積百分比計(jì)算公式如下：

（1）

共軛亞油酸異構(gòu)體C18：2（9c，11t和10t，12c）=

A+B（2）

1.3.7 脂肪酸檢測條件

脂肪酸組成的測定參考《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測定》（GB 5009.168—2016）;氫氣流量40 mL/min，空氣流量450 mL/min，尾吹氣流量（N2）15 mL/min，設(shè)定溫度210 ℃，保持時間30 min，運(yùn)行時間30 min，分流比30∶1。脂肪酸前處理方式參考GB 5009.168—2016脂肪的皂化和脂肪酸的甲酯化方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 葵花籽油、共軛亞油酸脂肪酸檢測數(shù)據(jù)對比

由表2知， 葵花籽油轉(zhuǎn)化共軛亞油酸前后飽和脂肪、不飽和脂肪基本無變化，亞油酸轉(zhuǎn)化為共軛亞油酸，含量大幅下降;共軛亞油酸含量上升。

2.2 反應(yīng)時間對轉(zhuǎn)化率的影響

由圖1可知，隨著反應(yīng)時間的延長，共軛亞油酸轉(zhuǎn)化率和共軛亞油酸含量都呈急速上升趨勢，反應(yīng)時間在2 h時轉(zhuǎn)化率和共軛亞油酸含量處于最大值。但當(dāng)反應(yīng)時間超過2 h后轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)下降趨勢，共軛亞油酸含量也隨之下降，但變化幅度差異不大，綜合考慮，選取反應(yīng)時間2 h。

2.3 催化劑用量對轉(zhuǎn)化率的影響

由圖2可知，隨著催化劑用量的增加，轉(zhuǎn)化率和共軛亞油酸含量都呈上升趨勢，當(dāng)用量上升到6%時，轉(zhuǎn)化率和共軛亞油酸含量都處于最高值，但當(dāng)催化劑用量繼續(xù)上升時，共軛亞油酸含量和轉(zhuǎn)化率反而下降，同時成本也上升。考慮強(qiáng)堿性催化劑遇水分解，大量催化劑快速加入到含水原料中，使得分解反應(yīng)加快，多余的水分蒸發(fā)不及時，反而加速了皂化反應(yīng)的發(fā)生，生成副產(chǎn)物過多，使得催化劑效果變差，影響結(jié)果。綜上，催化劑選用6%為最優(yōu)條件。

2.4 溫度對轉(zhuǎn)化率的影響

由圖3可知，隨著溫度的升高，共軛亞油酸含量和轉(zhuǎn)化率先是急速上升而后轉(zhuǎn)化率趨于平穩(wěn)，但共軛亞油酸含量下降。圖3中隨著溫度上升，轉(zhuǎn)化率基本不變，但共軛亞油酸主要異構(gòu)體含量下降上升，原因可能是溫度，全順式異構(gòu)體（共軛亞油酸C18：2，9c，12c異構(gòu)體）和全反式異構(gòu)體（共軛亞油酸9t，11t和10t，12t異構(gòu)體）的含量提高，導(dǎo)致共軛亞油酸主要異構(gòu)體的含量下降。綜合考慮，最優(yōu)反應(yīng)溫度設(shè)定為140 ℃。

3 結(jié)論

本文初步探討了葵花籽油制備共軛亞油酸過程中共軛化的條件，葵花籽油混合無水乙醇，通過酶催化得到亞油酸乙酯，以亞油酸乙酯為原料，采用無溶劑堿催化共軛化得到共軛亞油酸乙酯，經(jīng)皂化酸化得到共軛亞油酸。通過單因素試驗(yàn)得到共軛化過程中最優(yōu)的反應(yīng)條件，即反應(yīng)溫度140 ℃，催化劑用量6%，反應(yīng)時間2 h。在最優(yōu)條件下共軛亞油酸（共軛亞油酸C18：2，9c，11t和10t，12c異構(gòu)體）含量達(dá)到63.03%，共軛亞油酸C18：2，9c，12c和共軛亞油酸9t，11t和10t，12t含量均符合要求，共軛化轉(zhuǎn)化率97.82%。

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