尿素包合法分离分析月见草油的脂肪酸组成包合参数的优化*

杨琦，刘世栋

(1.西安市产品质量监督检验院，西安 710065； 2.西安文理学院，西安 710065)

尿素包合法分离分析月见草油的脂肪酸组成包合参数的优化*

杨琦1，刘世栋2

(1.西安市产品质量监督检验院，西安 710065； 2.西安文理学院，西安 710065)

研究月见草油在尿素包合过程中脂肪酸组成的变化，对包合参数进行优化。设计单因素试验和正交试验，利用气相色谱法检测月见草油被包合前后包合物中脂肪酸的组成。单因素试验表明，包合时间延长、包合温度降低、包合次数增加有利于尿素包合，最佳点依次为36 h，-15℃，4次。正交试验表明，60 h，-15℃，包合3次为最佳工艺。该条件下γ-亚麻酸纯度达78.996 4%。包合时间、包合温度及包合次数对尿素包合法分离月见草油中γ-亚麻酸的影响均为显著。

月见草油；γ-亚麻酸(GLA)；尿素包合；气相色谱法；脂肪酸组成

月见草油含有多种人体必需脂肪酸，其中主要包括6.1%软脂酸、1.8 %硬脂酸、7.7%油酸、73.6 %亚油酸和9.2%γ-亚麻酸(GLA)［1］。GLA是植物中罕见且人体自身不能合成的脂肪酸，因其具有较强生物活性，被誉为“21世纪功能性食品的主角”［2-4］，因此成本低、又适合工业化生产的月见草油分离纯化工艺吸引着国内外学者不断探讨。

目前对于多不饱和脂肪酸的分离纯化一般采用尿素包合法［5-8］。胡小泓等［9］研究表明：尿素包合物固相中，饱和与单不饱和脂肪酸纯度有很大提高，但有关工艺参数变动对于包合前后脂肪酸组成变化的影响未进行探讨；张海满等［10］对包合物及未包合部分中α-亚麻酸纯度进行了双重检测，研究了不同工艺参数对尿素包合分离纯化的影响，但关于包合前后脂肪酸组成变化对包合原理及最终分离效果的影响未进行深入分析。笔者对月见草油被尿素包合分离前后及包合物中脂肪酸组成变化进行全面分析，探讨了不同工艺参数对纯化GLA的影响，为优化月见草油提纯工艺提供依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：T2100 GC型，上海天美科学仪器有限公司；

真空干燥箱：DZF-6021型，上海精宏实验设备有限公司；

旋转蒸发仪：R-201型，上海申顺生物科技有限公司；

月见草油：来源于吉林省和江西省；

尿素：山西天脊集团晋城化工股份有限公司；

95%乙醇、盐酸、石油醚、无水硫酸钠、氢氧化钾、甲醇、BF3-乙醚等：分析纯。

1.2 实验方法

1.2.1 混合脂肪酸的制备

按照文献［11］方法进行制备。

1.2.2 尿素包合法

［12］的方法。

1.3 色谱条件

参照文献［13］方法。色谱柱：TM-Wax极性毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.5 µm)；柱温：200℃；进样口温度：280℃；检测器温度：280℃；气体流量：N280 mL/min，H260 mL/min，空气300 mL/min。

1.4 样品处理方法

参考文献［13］方法，吸取0.5～1.0 μL进样，以面积归一法定量。

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 不同包合温度对尿素包合的影响

月见草油中含有饱和度、碳数不同的多种脂肪酸，而脂肪酸只有在温度较低的条件下才能与尿素形成包合物，但包合物的性质不稳定［14］。选择在不同包合温度(室温，-5℃，-15℃，-25℃)下放置60 h，经过3次尿素包合后，观察包合效果和包合物的稳定性，测试结果见表1。表中的“产品”指三包化合物提取油脂后再经进一步纯化浓缩所得油脂产物。

表1 不同包合温度及包合次数对脂肪酸组成的影响 %

由表1可知，随包合温度下降，二包物中饱和脂肪酸的含量明显减少，与室温下包合效果相比，二次包合掉的亚油酸含量随之增加，因此包合温度越低包合越完全；三包物变化趋势同二包物，当包合温度降至-15℃和-25℃时，三包物提油中已无饱和脂肪酸，产品中GLA的纯度随之显著提高，由此证明包合温度越低越有利于尿素包合。

2.1.2 室温下包合时间对包合的影响

参考文献［15］，于室温(20℃)条件下将混合脂肪酸、尿素和95%乙醇以质量比1∶2∶6包合后，分别放置12，24，36，48，60 h，经3次尿素包合得到5组二、三次包合物，分别进行脂肪酸分析，其中放置12，24，36，60 h后得到的包合物分析结果列于表2。

由表2可知，不同包合时间二包物提取油中主要为亚油酸，而饱和脂肪酸含量以放置12 h最高，可见一次包合后残留的饱和脂肪酸相对较多，但提油量随包合时间延长而逐渐增加。三包物提取油中脂肪酸组成变化趋势同二包物，可见三包物是将残余未包合的饱和及低不饱和脂肪酸继续包合，随着包合时间增加，包合趋于完全和稳定，最终产品中GLA的纯度随饱和脂肪酸的减少而相应提高。经方差分析及各水平间显著性检验，包合时间12 h和24 h差异不显著，36，48，60 h之间差异显著，因此室温条件下最佳包合时间应在36 h以上，与文献［15］，［16］报道相符。

2.1.3 -15 ℃下包合时间和包合次数对包合的影响

为了深入研究冷冻包合温度下包合时间对于最终GLA纯度的影响，分别选择包合时间为12，24，36，48，60 h，将包合次数增加至4次，观察-15℃下不同包合时间和包合次数对包合的影响，测试结果见表3。

表2 室温下包合时间对尿素包合脂肪酸组成的影响 %

表3 -15℃4次包合下包合时间对尿素包合脂肪酸组成的影响 %

由表3可知，-15℃下不同包合时间二次、三次包合物提油中脂肪酸组成变化趋势同室温下相似，GLA纯度随包合时间延长及饱和脂肪酸的减少而逐渐增大。由于包合次数增加至4次，与表1中-15℃，60 h，3次包合结果相比，产品中软脂酸含量从0.220 6%降至0，GLA纯度由78.331 2%提高到88.559 0%，说明随着包合次数增加包合逐渐完全和稳定。

2.2 正交试验优化设计及结果分析

根据单因素实验结果进行L9(34)正交试验，考察包合时间、包合温度和包合次数对包合的影响，极差和方差分析结果见表4～表6。

由表4～表6可知，对于纯度而言，极差分析的最佳工艺组合为A3B3C2，即包合时间为60 h，包合温度为-15℃，包合次数为3次，方差分析说明包合时间、包合次数均为显著性因素，而包合温度为极显著因素；对于提取率而言，极差分析的最佳工艺组合为A1B1C1，包合温度为极显著因素，而包合时间、包合次数均不显著。结合实际工艺分析可知，室温下GLA提取纯度不高，但提取率却较高，因此从工艺角度考虑，为使其纯度达到较高，提取率应相应降低。月见草油标准品及在上述最佳工艺(95%乙醇，1∶2∶6配比，-15℃，60 h，包合3次)下终产品的气相色谱图见图1。

图1 气相检色谱图

3 结语

（1）尿素包合分离γ-亚麻酸(GLA)的单因素试验表明，最佳点依次为36 h，-15℃，包合4次；而正交试验确定了60 h，-15℃，包合3次为最佳工艺。该条件下GLA纯度达78.996 4%，但其提取率仅为57.046 8%，可见GLA纯度越高，提取率越低。

表4 正交试验结果

表5 正交试验纯度的方差分析结果

表6 正交试验提取率的方差分析结果

（2）包合时间、包合温度及包合次数对尿素包合法分离月见草油中GLA的影响均为显著。

参 考 文 献

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［3］ 李光华，周晶.月见草药用成分研究概述［J］.辽宁中医学院学报，2004，6(5): 420-421.

［4］ 姚世勇，刘通，刘荣，等.多不饱和脂肪酸及其抗癌作用研究进展［J］.重庆工商大学学报：自然科学版，2014，31(12): 48-53.

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［7］ 惠琴，鲍时翔.多价不饱和脂肪酸分离与纯化技术进展［J］.中国油脂，1999，24(2): 32-34.

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［12］ 刘凤霞，高秋华，薛刚，等.γ-亚麻酸包合工艺优化研究［J］.中成药，2005，27(7): 761-763.

［13］ 薛刚，黄开勋，刘凤霞，等.γ-亚麻酸以柱色谱和甲酯化纯化的正交试验［J］.中国医药工业杂志，2005，36(6): 340-341.

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Inclusion Parameters Optimization in Analysis of the Composition of Fatty Acids Separated from Evening Primrose Oil with Urea Inclusion

Yang Qi1, Liu Shidong2
(1. Xi’an Supervision & Inspection Institute of Product Quality, Xi’an 710065, China; 2. Xi’an University, Xi’an 710065, China)

The composition of fatty acids before and after separation from evening primrose oil with urea inclusion were studied, and parameters of urea inclusion were optimized. Single factor tests and orthogonal test were employed, and the composition of fatty acids before and after separation from evening primrose oil were detected by GC. The results of the single factor tests indicated that the extension of inclusion time, the decreasing of inclusion temperature and the increasing of inclusion times were beneficial to the urea inclusion, and the optimal conditions of which were 36 h, -15℃, and 4 times, respectively. The results of the orthogonal test demonstrated that the conditions of the optimal technology were 60 h, -15℃and 3 times，which made the GLA purity reach 78.9964 %. Inclusion time，temperature and times for the seperation of GLA from evening primrose oil with urea inclusion were significant.

evening primrose oil; gamma linolenic acid; urea inclusion; GC; composition of fatty acid

O656

：A

：1008-6145(2015)05-0031-04

10.3969/j.issn.1008-6145.2015.05.008

*南阳市科技局计划资助项目(2006S1006)

联系人：杨琦；E-mail: qiqiyq1016@126.com

2015-07-12