鱼油DHA和EPA提纯方法

作者:未知

  摘 要:鱼油是一种从多脂鱼类提取的油脂,富含DHA和EPA,有利于人类身体健康,在医药和保健品领域有着广泛的应用。所以提纯鱼油中DHA和EPA有很大的发展前景。本文介绍了几种鱼油DHA和EPA提纯方法,并简单分析了各自特点。设计了鱼油减压精馏塔,通过热解实验了解热敏温度,并对操作条件和设备选型做了分析和优化,通过理论计算,能得到较高纯度的DHA和EPA。
  关键词:鱼油;DHA和EPA;提纯方法;精馏
  ω-3系列脂肪酸中的DHA(二十二碳六烯酸酯)和EPA(二十碳五烯酸酯)是人体不能被替代的必需脂肪酸。必需脂肪酸是人体不能自身合成,必须从食物中获取的物质,主要来自海洋生物,鱼虾及藻类,鱼类中DHA/EPA三甘酯含量最高。鱼油是一种从多脂鱼类提取的油脂,富含DHA和EPA,具有降脂,调节代谢平衡、促进婴幼儿智力开发,预防心脑血管疾病等健康益处,其中EPA被称为“血管清洁剂”,DHA被赞为“脑黄金”。人们越来越意识到鱼油对身体健康的重要性,所以DHA和EPA在医药和保健品领域有着广泛的应用。
  DHA的结构式中含有6个双键,EPA含有5个双键,双键越多,越不稳定,在空气中就越容易被氧化,发生变质,油脂发生变质后会产生醛类和过氧化物等有害物质,失去了使用价值,并且散发的气味让人很难接受。所以人们一般会对天然油脂做一定酯化处理,使其性质更加稳定。
  鱼油组成比较复杂,碳原子数从C14到C22不等,沸点很高,甚至含有更高沸点组成的物质。其中油酸酯类、亚油酸酯类等不是我们的目标产物,DHA和EPA是我们需要的。近年来人们对鱼油的研究日益深入,开发了多种对DHA和EPA提纯的方法,为了得到高含量和高稳定的EPA和DHA产品。
  1 DHA和EPA提纯方法介绍
  目前已报道的不饱和脂肪酸(酯)的提纯方法有:尿素包合法、减压精馏法、超临界CO2萃取法、分子蒸馏法、脂肪酶浓缩法等。
  尿素包合法主要是利用尿素有选择性的和长链饱和度不同的有机物形成包合物,再通过结晶过程分离出晶体包合物,过滤除去,得到较高纯度的多价不饱和脂肪酸。此法操作简单、成本低,尿素还可回收再用,污染小。但由于鱼油中不饱和碳链杂质较多,想得到高纯产品,可能较困难,需结合其他分离手段。
  分子蒸馏是一种在高真空度下进行液液分离的连续蒸馏过程,利用分子平均自由程不同达到分离目的。由于真空度很低,受热时间短,所以分离效果好,但此法效率低,分离能力有限,适合分离精度不高的场合。
  超临界CO2萃取法是通过调节温度和压力使原料各组分在超临界流体中溶解度发生大幅度变化而达到分离目的。此法有易于调节,萃取率高,溶剂易分离,不破坏热敏物质等优点,但设备投资大,操作条件苛刻。
  脂肪酶浓缩法是利用脂肪酶可以对多种脂肪酸的甘油三酯进行选择性水解,可以高度富集多不饱和脂肪酸甘油三酯。工业上用有一定局限性。
  减压精馏在工业上应用非常成熟。主要利用原料中物质沸点差异进行分离。由于鱼油中物质沸点比较高,且热敏严重,所以需要高真空操作。减压精馏处理量高、分离效率高,但要考虑热敏性。本文以鱼油甲酯为原料,设计一套鱼油减压精馏塔,采用高效填料,优化设备设计,提高EPA和DHA产品纯度,减少EPA和DHA热解。
  2 鱼油减压精馏塔设计
  本文以脂肪酸甲酯作为原料,原料组成如下:
  简单做了鱼油热解实验,结果表明:一般情况下,200℃左右控制鱼油温度最好,热解率很低;温度215℃左右,鱼油热解在可接受范围内。
  所以设计塔釜温度控制在215℃左右。设计分析:①因为EPA+DHA的沸点很高,轻组分中C18-0及以前的组分由于与目标产品的沸点差较大,相对来说较好分离,且采用减压精馏,一定程度利于物质分离,但与EPA沸点接近的C20-0不好分离,所以此塔需要一定的理论板数;②塔顶采用真空泵抽真空,考虑真空泵的抽气能力及设备投资、泄露量和阻力等因素,塔頂真空度不能无限低;③塔釜温度限制,塔内压降必须低,所以回流比不能太大,并且选用低压降填料和塔内件,降低塔内压降;④尽量降低塔釜和换热器停留时间。
  通过理论计算,优化分析后,EPA+DHA的含量可以达到75%以上;理论板数约6~9块,塔顶真空度约50~100Pa,选用高效低压降填料使整塔压降控制在250~300Pa左右,选用刮板薄膜蒸发器,停留时间短,降低鱼油热解率,塔釜采用优化结构,降低塔釜停留时间。
  本文介绍了几种鱼油DHA和EPA的提纯方法。设计了鱼油减压精馏塔,通过热解实验确定热敏温度为215℃左右,对操作条件和设备选型做了分析和优化,通过理论计算,能得到纯度75%以上的DHA和EPA。
  参考文献:
  [1]毛治国.DHA/EPA 改性的研究[D].大连:大连工业大学,2012.
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