一种从花椒籽油中提取α-亚麻酸甲酯的方法

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本发明公开了一种从花椒籽油中提取α-亚麻酸甲酯的方法，经过脱胶脱蜡、甲酯化之后，尤其是将尿素包合与硝酸银-硅胶柱层析相结合，既能够大规模初步分离α-亚麻酸甲酯，又能够得到高含量的α-亚麻酸甲酯，所使用的试剂廉价，操作简单，步骤简明，有利于高纯度α-亚麻酸甲酯的获得，拓宽了花椒籽的综合利用范围，延伸了花椒加工产业链。ntal layout style-scope patent-result" style="white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(51, 51, 51); font-stretch: normal; font-size: 13px; line-height: normal; font-family: Roboto, sans-serif; widows: 1; display: flex; flex-direction: row;">ntal style-scope patent-text" style="display: flex; flex-direction: row;">

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一种从花椒籽油中提取α-亚麻酸甲酯的方法

技术领域

[0001] 本发明属于α-亚麻酸甲酯的制备方法，涉及一种从花椒籽油中提取α-亚麻酸甲酯的方法。

背景技术

[0002] α -亚麻酸(alpha-linolenic acid,简称 ALA)，化学名为顺，顺，顺 _9，12， 15-十八碳三烯酸，属于直链、全顺式、非共轭立体构型，分子式为C18H3tlO2,相对分子质量 278.44。α-亚麻酸是γ -亚麻酸的同分异构体，均属ω-3系多不饱和脂肪酸。

[0003] α-亚麻酸不能在人体内合成，必须从外界食物中摄取，故被称为必需脂肪酸。人体自身酶Δ 6-脱氢酶和碳链延长酶，可以将α-亚麻酸转化为包括EPA和DHA在内的一系列代谢产物。EPA和DHA具有显著的生理活性，α-亚麻酸的许多功能就是通过它们在体内发挥的。当人体内饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸比例失调时，体内的Δ6-脱氢酶就会受到抑制，失去功效，从而影响α -亚麻酸的转化，导致冠心病、高血压、智力低下、动脉硬化、糖尿病等各种疾病发生。

[0004] 因此，及时补充适量的α-亚麻酸，对保证体内的正常代谢，维持身体健康有非常重要的意义。人类普遍缺乏α-亚麻酸，我国人群日摄入量不及世界卫生组织推荐量 (1. 25g/日）的一半，1993年世界卫生组织和联合国粮农组织发表联合声明：在世界范围内专项推广α-亚麻酸。

[0005] α-亚麻酸的自然资源包括植物资源和动物资源，两者相比，植物资源有许多优点：首先，生产成本低，且不含胆固醇，无腥味。其次，这类植物多生于凉爽、寒冷地区，受污染少。最后，富含α-亚麻酸植物油中还含有丰富的维生素Ε，维生素E抗氧化性很强，这有利于防止油脂氧化变质。因此，近年来α-亚麻酸原料的开发已转移到植物资源类。

[0006] 本世纪初，研究者发现，花椒籽不仅油脂含量高，而且花椒籽油中含有丰富的多不饱和脂肪酸，其中α-亚麻酸约为17%〜对％。花椒资源丰富，在我国的栽培面积居世界第一，目前已达2000多万亩，年产花椒100多万吨、花椒籽110万吨以上，且种植面积和产量还在逐年上升。

发明内容

[0007] 本发明解决的问题在于提供一种从花椒籽油中提取α -亚麻酸甲酯的方法，尤其是高纯度的α-亚麻酸甲酯，以拓宽花椒籽的综合利用范围，延伸花椒加工产业链。

[0008] 本发明是通过以下技术方案来实现：

[0009] 一种从花椒籽油中提取α -亚麻酸甲酯的方法，包括以下步骤：

[0010] 1)对花椒籽油依次进行磷酸法脱胶和低温冷冻法脱蜡处理后，得到脱胶脱蜡的花椒籽油；

[0011] 2)将脱胶脱蜡的花椒籽油与甲醇按照摩尔比1 ： 20〜25的比例混合，在酸催化下进行酯化反应2〜3h，收集反应所得的酯相，经水洗之后得到降酸的花椒籽油；[0012] 3)将降酸的花椒籽油与甲醇按照摩尔比1 ： 5〜7的比例混合，在碱催化下进行酯交换反应1〜2h，收集甲酯相蒸发去除甲醇，经水洗之后得到脂肪酸甲酯；

[0013] 4)将尿素与乙醇按照Ig ： 3〜細1的比例混合加热回流，待尿素溶解后，再按照脂肪酸甲酯：尿素=1 ： 2〜4的质量比加入脂肪酸甲酯，搅拌30〜45min后室温冷却， 然后在-5〜-15°C下包合12〜18h，再用石油醚萃取有机相，回收石油醚之后，得到α -亚麻酸甲酯粗品；

[0014] 幻将α -亚麻酸甲酯粗品上样于硝酸银-硅胶层析柱，以丙酮石油醚溶液进行梯度洗脱，收集洗脱的包含α -亚麻酸甲酯的馏分，并加入石油醚，振荡，静置分层，收集有机相并用水洗涤，回收石油醚之后，得到进一步提纯的α -亚麻酸甲酯。

[0015] 所述的磷酸法脱胶的处理为：在花椒籽油加热至60〜65°C后，加入其质量0. 2〜 0. 8%的浓磷酸，充分搅拌后，升温至70〜75°C，静置保持6〜8h，离心、水洗、干燥后得到脱胶的花椒籽油；

[0016] 所述的低温冷冻法脱蜡的处理为：将脱胶的花椒籽油在0〜5°C下静置12〜Mh， 减压抽滤除去固体物质，将液体油料再次在0〜5°C下静置12〜Mh，减压抽滤，收集液体油料得到脱胶脱蜡的花椒籽油。

[0017] 所述的降酸的花椒籽油的制备为：

[0018] 将脱胶脱蜡的花椒籽油与甲醇按照摩尔比1 ： 20〜25的比例混合，加入花椒籽油质量1. 5〜2%的浓硫酸，在60〜70°C加热回流，进行酯化反应1〜2h，反应完成后，静置，收集反应所得的酯相，经水洗、干燥之后得到降酸的花椒籽油。

[0019] 所述的脂肪酸甲酯的制备为：

[0020] 将降酸的花椒籽油与甲醇按照摩尔比1 ： 5〜7的比例混合，加入花椒籽油质量 0. 9〜1. 2%的KOH为催化剂，在60°C〜70°C进行酯交换反应1〜2h，收集甲酯相并蒸发去除甲醇之后，调节PH为7. 0，再用65〜75°C的温水充分洗涤，收集油相得到脂肪酸甲酯。

[0021] 所述的α -亚麻酸甲酯粗品的制备为：

[0022] 将尿素与乙醇按照Ig ： 3〜細1的比例混合于65〜75°C加热回流，待尿素完全溶解后，再按照脂肪酸甲酯：尿素=1 ： 2〜5的质量比加入脂肪酸甲酯，搅拌30〜45min 后在室温冷却30〜45min，然后在-5〜_15°C下包合12〜18h，减压抽滤，滤液加入石油醚， 并用盐酸调滤液PH值至2〜3，再加入水充分混勻，收集有机相，并用石油醚多次萃取水相， 合并有机相用蒸馏水洗至中性，无水硫酸钠干燥，回收石油醚，得到α -亚麻酸甲酯粗品。

[0023] 所述的α -亚麻酸甲酯粗品的进一步提纯为：

[0024] 将α -亚麻酸甲酯粗品溶解于石油醚，上样于石油醚充分溶胀的硝酸银-硅胶层析柱，以丙酮-石油醚溶液进行O到10%的梯度洗脱，洗脱液流速1〜2mL/min，收集洗脱的包含α-亚麻酸甲酯的馏分，加入等体积的石油醚后振荡，静置分层，收集有机相并用水充分洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏回收石油醚之后，得到进一步提纯的α -亚麻酸甲酯。

[0025] 所述的硝酸银-硅胶层析柱中硝酸银：硅胶的质量比为1 ： 10〜20，α -亚麻酸甲酯粗品与硝酸银-硅胶层析柱的质量比为1 ： 10〜20。

[0026] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

[0027] 本发明提供的从花椒籽油中提取α-亚麻酸甲酯的方法，是以资源丰富、成本低廉的花椒籽油为原料提取高纯度的α-亚麻酸甲酯，丰富了 α-亚麻酸油的来源。[0028] 本发明提供的从花椒籽油中提取α-亚麻酸甲酯的方法，所使用的试剂廉价，操作简单，步骤简明，有利于高纯度α-亚麻酸甲酯的获得。经过脱胶脱蜡、甲酯化之后，尤其是将尿素包合与硝酸银-硅胶柱层析相结合，既能够大规模初步分离α-亚麻酸甲酯，又能够得到高含量的α-亚麻酸甲酯，拓宽了花椒籽的综合利用范围，延伸了花椒加工产业链。

附图说明

[0029] 图1为提取的α -亚麻酸甲酯样品含量检测的气相色谱-质谱总离子流色谱图。 具体实施方式

[0030] 本发明提供的从花椒籽油中提取α-亚麻酸甲酯的方法，对原料花椒籽油进行脱胶脱蜡预处理后，利用酸催化法将花椒籽油中游离脂肪酸甲酯化，使花椒籽油的酸值降到 2mgK0H/g油以下，然后利用酯交换反应将花椒籽油中的甘油三酯转化为脂肪酸甲酯，最后依次经过尿素包合和硝酸银-硅胶柱层析得到高纯度的α-亚麻酸甲酯产品。下面结合具体的实施例和制备方法对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

[0031] 作为制备原料的花椒籽油为压榨生成，具体由陕西省韩城市某油脂厂提供。

[0032] 实施实例1 ：

[0033] 1)花椒籽油的预处理：磷酸法脱胶，低温冷冻法脱蜡

[0034] 取IOOg花椒籽油倒入三口烧瓶中，恒温水浴锅加热到60°C，加入质量浓度85%的浓磷酸0. 2g，搅拌20分钟，再加入IOg的同温水，搅拌20min，升温至70°C，在此温度下静置 8h，离心、水洗、无水硫酸钠干燥后得到脱胶花椒籽油。

[0035] 将脱胶花椒籽油在5°C环境下静置Mh，减压抽滤除去固体物质，液体油料再次置于5°C下Mh，减压抽滤，收集液体油料得脱胶脱蜡的花椒籽油。

[0036] 2)花椒籽油酯化降酸

[0037] 取脱胶脱蜡的花椒籽油80g置于三口烧瓶内，恒温水浴锅加热到60°C，加入无水甲醇60g，用常压滴液漏斗缓慢滴加质量浓度98%的浓硫酸1. 6g，加热回流并电动搅拌池后停止反应。将混合物移入分液漏斗中静置，收集下层酯相，同温水洗至中性，无水硫酸钠干燥，减压抽滤得到降酸花椒籽油。

[0038] 3)酯交换反应制备脂肪酸甲酯

[0039] 称取20g降酸后的花椒籽油放入三口烧瓶中，恒温水浴锅加热至60°C。称取KOH 0. 18g，加入到4. 5g的无水甲醇中，待KOH完全溶解后，用常压滴液漏斗将KOH-CH3OH溶液滴入到降酸后的花椒籽油中，搅拌反应池。反应结束后将混合物移入分液漏斗中静置分层，收集上层甲酯相并用旋转蒸发仪蒸去甲醇，并用质量浓度10%的硫酸调节体系PH值到 7. 0，再用65〜75°C的温水对其进行洗涤，直至下层液体澄清，收集上层油相既得到脂肪酸甲酯。

[0040] 4)尿素包合

[0041] 称取尿素45g加入到135mL的95%乙醇溶液中，于70°C条件下加热回流至尿素完全溶解后加入脂肪酸甲酯15g，同温下继续搅拌30min，混合液变得清澈透明后，取出放在室温冷却30min，转移到-10°C的冰箱内包合15h，之后取出减压抽滤，滤液中加入适量石油醚，用10%的盐酸溶液调滤液pH值至2〜3，再加入适量水充分混勻，收集有机相，并用石油醚多次萃取水相，合并有机相并用蒸馏水洗至中性。无水硫酸钠干燥，回收石油醚，即得到初步分离的α-亚麻酸甲酯样品。

[0042] 5)硝酸银-硅胶柱层析分离

[0043] (1)银化硅胶的制备

[0044] 称取IOg硝酸银，用尽量少的水和95%乙醇将其溶解，将硝酸银乙醇溶液缓慢倒入IOOg硅胶中，边加边搅拌（溶液要浸没硅胶）。搅拌均勻后用旋转蒸发器蒸除溶剂，真空干燥箱内120°C活化12h，取出，避光保存。

[0045] (2)装柱

[0046] 称取40g银化硅胶，加入适量石油醚浸泡使其充分溶胀，同时稍加搅拌以排除气泡。在层析柱底部放少许脱脂棉，加入石油醚到层析柱柱高3/4处，打开活塞，将溶胀后的银化硅胶通过玻璃漏斗缓慢加入到层析柱内，使填装紧密均勻。柱外用黑纸包裹，平衡池后使用。

[0047] (3)样品上柱

[0048] 取2g尿素包合得到的多不饱和脂肪酸甲酯产品溶于等体积的石油醚中，用滴管将溶液滴加到层析柱上部，注意不要使硅胶表层浮动。

[0049] (4)洗脱

[0050] 洗脱液为含量不同的丙酮-石油醚溶液（丙酮体积百分数依次为OU^d^id^、 6%,8%U0% )，每IOOmL收集为一个馏分，每个极性溶剂收集2个馏分，洗脱流速为ImL/ min 〜2mL/min。

[0051] 将馏分进行薄层色谱点板，和标准品比较，直到在相同比移值处没有斑点出现，即说明α-亚麻酸甲酯已被完全洗脱下来（馏分是否含α-亚麻酸甲酯也可按此方法检测）。

[0052] (5)脂肪酸甲酯回收

[0053] 在丙酮体积分数为4%的馏分中加入2倍体积的石油醚，转移至分液漏斗，振荡， 静置分层。上层有机相用水反复洗涤数次，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏回收石油醚，即得高纯度的α-亚麻酸甲酯样品。利用气相色谱-质谱联用法（GC-MS)检测样品中α-亚麻酸甲酯的含量，检测结果如图1所示，结果表明所制备的α-亚麻酸甲酯的含量为92.85%。

[0054] 实施实例2 ：

[0055] 1)花椒籽油的预处理：磷酸法脱胶，低温冷冻法脱蜡

[0056] 取IOOg花椒籽油倒入三口烧瓶中，恒温水浴锅加热到65°C，加入质量浓度85 %的浓磷酸0. Sg,搅拌30分钟，再加入15g的同温水，搅拌20min，升温至75°C，在此温度下静置 6h，离心、水洗、无水硫酸钠干燥后得到脱胶花椒籽油。

[0057] 将脱胶花椒籽油在0°C环境下静置18h，减压抽滤除去固体物质，液体油料再次置于0°C下12h，减压抽滤，收集液体油料得脱胶脱蜡的花椒籽油。

[0058] 2)花椒籽油酯化降酸

[0059] 取脱胶脱蜡的花椒籽油80g置于三口烧瓶内，恒温水浴锅加热到60°C，加入无水甲醇100g，用常压滴液漏斗缓慢滴加质量浓度98%的浓硫酸1. 2g，加热回流并电动搅拌Ih 后停止反应。将混合物移入分液漏斗中静置，收集下层酯相，同温水洗至中性，无水硫酸钠干燥，减压抽滤得到降酸花椒籽油。[0060] 3)酯交换反应制备脂肪酸甲酯

[0061] 称取20g降酸后的花椒籽油放入三口烧瓶中，恒温水浴锅加热至65°C。称取KOH 0. Mg，加入到4. 5g的无水甲醇中，待KOH完全溶解后，用常压滴液漏斗将KOH-CH3OH溶液滴入到降酸后的花椒籽油中，搅拌反应lh。反应结束后将混合物移入分液漏斗中静置分层，收集上层甲酯相并用旋转蒸发仪蒸去甲醇，并用质量浓度10%的硫酸调节体系PH值到 7. 0，再用65〜75°C的温水对其进行洗涤，直至下层液体澄清，收集上层油相既得到脂肪酸甲酯。

[0062] 4)尿素包合

[0063] 称取尿素45g加入到160mL的95%乙醇溶液中，于75°C条件下加热回流至尿素完全溶解后加入脂肪酸甲酯15g，同温下继续搅拌30min，混合液变得清澈透明后，取出放在室温冷却30min，转移到-10°C的冰箱内包合15h，之后取出减压抽滤，滤液中加入适量石油醚，用10%的盐酸溶液调滤液pH值至2〜3，再加入适量水充分混勻，收集有机相，并用石油醚多次萃取水相，合并有机相并用蒸馏水洗至中性。无水硫酸钠干燥，回收石油醚，即得到初步分离的α-亚麻酸甲酯样品。

[0064] 5)硝酸银-硅胶柱层析分离

[0065] (1)银化硅胶的制备

[0066] 称取IOg硝酸银，用尽量少的水和95%乙醇将其溶解，将硝酸银乙醇溶液缓慢倒入200g硅胶中，边加边搅拌（溶液要浸没硅胶）。搅拌均勻后用旋转蒸发器蒸除溶剂，真空干燥箱内120°C活化12h，取出，避光保存。

[0067] (2)装柱

[0068] 称取40g银化硅胶，加入适量石油醚浸泡使其充分溶胀，同时稍加搅拌以排除气泡。在层析柱底部放少许脱脂棉，加入石油醚到层析柱柱高3/4处，打开活塞，将溶胀后的银化硅胶通过玻璃漏斗缓慢加入到层析柱内，使填装紧密均勻。柱外用黑纸包裹，平衡池后使用。

[0069] (3)样品上柱

[0070] 取2g尿素包合得到的多不饱和脂肪酸甲酯产品溶于等体积的石油醚中，用滴管将溶液滴加到层析柱上部，注意不要使硅胶表层浮动。

[0071] ⑷洗脱

[0072] 洗脱液为含量不同的丙酮-石油醚溶液（丙酮体积百分数依次为OU^d^id^、 6%,8%U0% )，每IOOmL收集为一个馏分，每个极性溶剂收集2个馏分，洗脱流速为ImL/ min 〜1. 5mL/min。

[0073] 将馏分进行薄层色谱点板，和标准品比较，直到在相同比移值处没有斑点出现，即说明α-亚麻酸甲酯已被完全洗脱下来。

[0074] (5)脂肪酸甲酯回收

[0075] 收集丙酮体积分数为2〜6%为洗脱液时所洗脱的馏分，加入2倍体积的石油醚， 转移至分液漏斗，振荡，静置分层。上层有机相用水反复洗涤数次，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏回收石油醚，即得高纯度的α-亚麻酸甲酯样品。

[0076] 实施实例3 ：

[0077] 1)花椒籽油的预处理：磷酸法脱胶，低温冷冻法脱蜡[0078] 取IOOg花椒籽油倒入三口烧瓶中，恒温水浴锅加热到65°C，加入质量浓度85 %的浓磷酸0. 5g，搅拌25分钟，再加入50g的同温水，搅拌20min，升温至75 °C，在此温度下静置 8h，离心、水洗、无水硫酸钠干燥后得到脱胶花椒籽油。

[0079] 将脱胶花椒籽油在5°C环境下静置18h，减压抽滤除去固体物质，液体油料再次置于0°C下12h，减压抽滤，收集液体油料得脱胶脱蜡的花椒籽油。

[0080] 2)花椒籽油酯化降酸

[0081 ] 取脱胶脱蜡的花椒籽油80g置于三口烧瓶内，恒温水浴锅加热到70°C，加入无水甲醇80g，用常压滴液漏斗缓慢滴加质量浓度98%的浓硫酸1.5g，加热回流并电动搅拌 1.¾后停止反应。将混合物移入分液漏斗中静置，收集下层酯相，同温水洗至中性，无水硫酸钠干燥，减压抽滤得到降酸花椒籽油。

[0082] 3)酯交换反应制备脂肪酸甲酯

[0083] 称取20g降酸后的花椒籽油放入三口烧瓶中，恒温水浴锅加热至60°C。称取KOH 0. 18g，加入到8g的无水甲醇中，待KOH完全溶解后，用常压滴液漏斗将KOH-CH3OH溶液滴入到降酸后的花椒籽油中，搅拌反应1.证。反应结束后将混合物移入分液漏斗中静置分层，收集上层甲酯相并用旋转蒸发仪蒸去甲醇，并用质量浓度10%的硫酸调节体系PH值到 7. 0，再用65〜75°C的温水对其进行洗涤，直至下层液体澄清，收集上层油相既得到脂肪酸甲酯。

[0084] 4)尿素包合

[0085] 称取尿素45g加入到160mL的95%乙醇溶液中，于65°C条件下加热回流至尿素完全溶解后加入脂肪酸甲酯25g，同温下继续搅拌30min，混合液变得清澈透明后，取出放在室温冷却30min，转移到_5°C的冰箱内包合18h，之后取出减压抽滤，滤液中加入适量石油醚，用10 %的盐酸溶液调滤液pH值至2〜3，再加入适量水充分混勻，收集有机相，并用石油醚多次萃取水相，合并有机相并用蒸馏水洗至中性。无水硫酸钠干燥，回收石油醚，即得到初步分离的α-亚麻酸甲酯样品。

[0086] 5)硝酸银-硅胶柱层析分离

[0087] (1)银化硅胶的制备

[0088] 称取IOg硝酸银，用尽量少的水和95%乙醇将其溶解，将硝酸银乙醇溶液缓慢倒入150g硅胶中，边加边搅拌（溶液要浸没硅胶）。搅拌均勻后用旋转蒸发器蒸除溶剂，真空干燥箱内120°C活化12h，取出，避光保存。

[0089] (2)装柱

[0090] 称取40g银化硅胶，加入适量石油醚浸泡使其充分溶胀，同时稍加搅拌以排除气泡。在层析柱底部放少许脱脂棉，加入石油醚到层析柱柱高3/4处，打开活塞，将溶胀后的银化硅胶通过玻璃漏斗缓慢加入到层析柱内，使填装紧密均勻。柱外用黑纸包裹，平衡池后使用。

[0091] (3)样品上柱

[0092] 取2g尿素包合得到的多不饱和脂肪酸甲酯产品溶于等体积的石油醚中，用滴管将溶液滴加到层析柱上部，注意不要使硅胶表层浮动。

[0093] (4)洗脱

[0094] 洗脱液为含量不同的丙酮-石油醚溶液（丙酮体积百分数依次为OU^d^id^、6%,8%U0% )，每IOOmL收集为一个馏分，每个极性溶剂收集2个馏分，洗脱流速为ImL/ min 〜2mL/min。

[0095] 将馏分进行薄层色谱点板，和标准品比较，直到在相同比移值处没有斑点出现，即说明α-亚麻酸甲酯已被完全洗脱下来（馏分是否含α-亚麻酸甲酯也可按此方法检测）。

[0096] (5)脂肪酸甲酯回收

[0097] 在丙酮体积分数为2〜4%的馏分中加入2倍体积的石油醚，转移至分液漏斗，振荡，静置分层。上层有机相用水反复洗涤数次，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏回收石油醚，即得高纯度的α-亚麻酸甲酯样品。