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α-亞麻酸乙酯是α-亞麻酸的衍生物,與 α-亞麻酸具有同樣的生理作用,α-亞麻酸作為人體必需的ω-3系列脂肪酸,可在人體內形成具有生理活性的EPA和DHA,長期食用含α-亞麻酸或其衍生物的產品能夠起到抑制過敏、預防心腦血管疾病的功效。自然界中α-亞麻酸多以甘油三酯的形式存在于天然的油脂中,1 mol的甘油三酯分子中,含有1~3 mol脂肪酸分子,這1~3mol脂肪酸并不完全相同,故以甘油三酯的形式制備高純度的α-亞麻酸是不可行的,而一元α-亞麻酸可以與一元醇通過轉酯化形成的單一的α-亞麻酸酯,這就為制備高純度的α-亞麻酸乙酯提供一種方法。研究表明 α-亞麻酸乙酯的抗氧化穩定性大于α-亞麻酸的抗氧化穩定性,因此以α-亞麻酸乙酯形式存在的α-亞麻酸比單純的α-亞麻酸更利于保存和運輸。此外,α-亞麻酸乙酯還是很多醫藥品和其他 機化學品制備的中間體,因此市場對純度較高的α-亞麻酸乙酯的需求量一直較大。
α-亞麻酸為十八碳多烯酸,作為ω-3系不飽和脂肪酸具有顯著的藥理作用和營養價值,對人的早期營養、嬰兒腦發育、心腦血管疾病、惡性腫瘤抑制、高血脂癥等均有一定的功效。α-亞麻酸的衍生物α-亞麻酸乙酯具有治療肥胖癥、抑制過敏、防治心腦血管疾病等功效,長期食用能夠延長壽命,可以在食品添加劑、高效能分散劑、化妝品、高級干性油及采油工藝中均被有效地應用。因此,國內外都在對α-亞麻酸乙酯高純度產品進行研究,以供在藥劑、生命科學和化學等方面使用。
目前用于純化α-亞麻酸乙酯的方法有很多種,如分子蒸餾法、尿素包埋法、柱層析色譜法、銀離子絡合法、脂肪酶濃縮法、超臨界流體精餾法、溶劑分提法、冷凍結晶法等。目前能夠應用到規模化生產的方法只有分子蒸餾法、尿素包埋法和冷凍結晶法,其他方法由于成本高或純化過程復雜還處于實驗室研究階段。由于分子蒸餾法大部分以導熱油為加熱介質,因此得到的α-亞麻酸乙酯存在被導熱油污染的可能;尿素包埋法中的尿素本身是一種化工產品,與食品或醫藥接觸有很大的交叉污染風險; 冷凍結晶法主要根據低溫條件下不同物質凝固點 的差異進行分離提純,通過改變溫度達到純化物質的方法,利用此方法對α-亞麻酸乙酯進行純化,純化的過程中未添加其他成分,是純化α-亞麻酸乙酯最安全的方法。
有研究開發了一種由胡麻油經酯交換制取 α-亞麻酸乙酯的方法,其特征它包括以下步驟:A、制備α-亞麻酸乙酯粗品;將胡麻油加入氫氧化鉀和乙醇的混合液中,加熱回流進行酯交換,回收乙醇,冷卻后加鹽酸溶液酸化,經分離后得α-亞麻酸乙酯粗品;B、純化α-亞麻酸乙酯粗品,制備高純度的α-亞麻酸乙酯;將已制備的α-亞麻酸乙酯粗品加到尿素與溶劑醇飽和溶液中,冷卻、過濾除去飽和 的脂肪酸乙酯的加成物,所得的濾液經除溶劑、水洗、減壓蒸餾得α-亞麻酸乙酯。
還有研究開發了一種高純度的a-亞麻酸乙酯的生產工藝,包括酯化反應,原料包括紫蘇油,紫蘇油經皂化、酸化、水洗后得到含a-亞麻酸的脂肪酸,所述的酯化反應采用水洗后得到含a-亞麻酸的脂肪酸直接進行,酯化反應一次進行,酯化反應在反應裝置中進行,所述的反應裝置上連接有分水裝置,在一段時間內酯化反應的同時蒸出乙醇和水的共沸物至分水裝置內,酯化后對產物中的a-亞麻酸乙酯進行尿包絡合提純,進一步的,所述的高純度的a-亞麻酸乙酯的生產工藝,包括以下步驟:
A:榨取紫蘇油:紫蘇子為原料采用冷榨油工藝榨油,得紫蘇油,將其中的固體雜質過濾后得到的紫蘇油進入下一步;
B:皂化:將步驟A中得到的紫蘇油和去離子水、酶催化劑lipolase100L按照重量比1:0.5-4:0.01-0.1的比例加入容器內,加熱并攪拌,在溫度為40℃-70℃、控制保持物料的PH值在7的狀態下反應2-20小時,本過程采用全程氮氣保護;
C:酸化:將濃度為10-90%的硫酸緩慢加入步驟B中皂化后所得的物料中攪拌并控制反應溫度在40℃-95℃之間,當物料小于4時停止加入硫酸,但物料PH值升到4以上時繼續加入硫酸,重復以上操作,當攪拌物料PH值小于4保持2小時不變后,反應結束,本過程采用全程氮氣保護;
D:水洗:將步驟C所得的物料靜置1-6小時,放出下層水溶液,在剩下的脂肪酸中加入0.5-4倍的去離子水,攪拌后靜置1-6小時,再放出下層水溶液,重復以上操作至放出下層的水溶液的PH值為7,含a-亞麻酸的脂肪酸進入下一步,本過程采用全程氮氣保護;
E:酯化:將步驟D得到的含a-亞麻酸的脂肪酸、乙醇、質量濃度90-98%的濃硫酸催化劑按照1.25kg:1-2kg:40-50ml的比例加入反應裝置內,加熱至85±5℃酯化反應1小時,酯化反應進行中回流,所述的反應裝置上連接有一個分水裝置,分水裝置與反應裝置之間有控制閥門;
F:蒸出共沸物同時酯化: 步驟E進行1小時后,打開分水裝置與反應裝置之間的閥門,在酯化反應的同時蒸出乙醇和水的共沸物至分水裝置中,本過程時長為4.5-5.5小時;G:靜置分離:將步驟F得到的反應物靜置1-6小時,分層后分離出含a-亞麻酸乙酯的脂肪酸乙酯進行下一步;
H:尿包絡合提純;
I:脫水:將H步所得到的含a-亞麻酸的脂肪酸乙酯在真空400-700mmHg、溫度20-80℃的條件下蒸餾1-4小時;
J:分子蒸餾:將I步所得的含a-亞麻酸的脂肪酸乙酯送入成套分子蒸餾裝置,壓力控制在0.1-5Pa之間,溫度80-150℃,進行脫色脫味處理,生產出純度大于90%的a-亞麻酸產品。
[1] α-亞麻酸乙酯純化工藝研究
[2] CN01120200.9一種由胡麻油經酯交換制取α-亞麻酸乙酯的方法
[3] CN201410502603.1高純度的a-亞麻酸乙酯的生產工藝