CN108611190A - 一种鱼油浓缩物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种鱼油浓缩物，其制备方法包括尿素包合和分子蒸馏过程，其特征在于按下列步骤进行：（1）将乙酯化鱼油原料，在氮气保护下进行尿素包合，得到A；（2）氮气保护下，对A用活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意两种吸附剂吸附，得到B；（3）将B进行多级分子蒸馏，得到C；（4）氮气保护下，将C用活性炭、活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意一种或两种吸附剂吸附，得到终产品。本方法制备的鱼油浓缩物茴香胺值低，杂质少，颜色清亮，稳定性强。

Description

一种鱼油浓缩物

技术领域

本发明涉及一种鱼油浓缩物，具体涉及一种从粗鱼油中提纯ω-3多不饱和脂肪酸浓缩物的方法。

背景技术

ω-3 型多不饱和脂肪酸（PUFA），是鱼油中含有的对人体健康和智力发育有重大影响的生理活性物质，其主要组分二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），具有抑制血小板凝聚、抗血栓、舒张血管、调节血脂、健脑益智、抗癌、抗炎等多种作用，因此，开发高品质高纯度的PUFA，有利于增强人民体质、提高健康水平，并对海洋鱼油的产业发展带来良好的经济效益和社会效益。

从鱼油中提取EPA及DHA的方法主要有低温溶剂结晶法、银离子络合法、尿素包合法、分子蒸馏法、超临界气体萃取法、高效液相色谱法及脂肪酶法等，

为了制备高纯度的PUFA产品，常将两种或多种分离纯化方法结合，以充分发挥各自的优势。但由于PUFA不饱和的结构特点，其在加工和存放过程中极易发生氧化反应，形成氢过氧化物（一级氧化产物），并进一步分解形成烃、醇、醛、酸等化合物（二级氧化产物，以茴香胺值为评价指标），这些氧化产物有些是形成鱼油腥臭味的关键性物质（如小分子醛、酮挥发产生腥臭），引起消费者反胃、恶心呕吐；有些则对人体健康有害（如过氧化物和自由基加速人体衰老）；另一方面，由于鱼油本身含有的天然色素及纯化过程中产生的加工色素，容易使终产品呈现黄色、橙色甚至红色，影响油脂稳定性及产品外观。因此，选择适宜的分离纯化方法并进行有效的结合，使之生产出活性成分含量高、氧化产物少、透明清亮、无腥臭味、可直接应用于保健品、药品和食品的高品质PUFA是十分必要的。

林文等人公开了一种尿素包合法联合分子蒸馏提纯乙酯化鱼油中EPA及DHA的工艺[林文 田龙 王志祥等 尿素包合法联合分子蒸馏技术提纯乙酯化鱼油中EPA及DHA的工艺研究 中国粮油学报 2012，27（12）：84-88] ，以尿素包合法去除原料中的饱和脂肪酸及低不饱和脂肪酸，分子蒸馏进一步去除与EPA和DHA分子质量差异较大的杂质，本发明申请人按照其公开的方法，将乙酯化鱼油原料提纯得到EPA和DHA总纯度约为80%的浓缩物，但该浓缩物颜色呈橙红色，有较大鱼腥味，并且经检测其茴香胺值为22.8，高于美国药典（USP34-NF29版）及欧洲药典（EP7.5版）中对PUFA茴香胺值的标准限度（低于20），表明该产品发生了氧化酸败，无法直接应用于保健品、医药和食品中。

CN99114410.4公开了一种从粗鱼油生产高含多烯酸乙酯精鱼油的方法：氮气保护下，将粗鱼油在酸性催化剂存在下直接与无水乙醇进行酯交换反应，一步制得粗鱼油乙酯，该乙酯氮气保护下用尿素包合法处理，再经活性炭脱色，即得精制鱼油。本发明申请人经过研究发现，按照其公开的方法，利用氮气保护及活性炭脱色作用，能够得到淡黄色的精制鱼油，但产品鱼腥味略大，经检测其茴香胺值为22.5，氧化酸败仍然较为严重。

CN00111079.9公开了一种高级脱腥鱼油的制备方法，包括一种用吸附剂吸附的步骤，其特征在于在吸附之前先将鱼油进行超临界流体萃取，接着进行分离，以此循环。本发明申请人按照该方法纯化鱼油，发现欲获得茴香胺值小于10，无腥臭味的鱼油，需要在超临界CO₂萃取之后，将分离出的CO₂通过装有活性炭的吸附柱，然后再进行超临界CO₂萃取，并进一步吸附，反复循环多次，操作过程繁琐，并且活性炭在吸附杂质的同时也大量吸附了鱼油中的EPA和DHA，致使有效成分损失较大，极大的增加了生产成本。

鉴于上述原因，开发一种能够制备氧化产物少、无腥臭味、色泽清亮透明、可直接应用于保健品、药品和食品中，并且工艺简单，成本较低的鱼油分离纯化方法，是十分必要的。

发明内容

为了克服现有技术制备的ω-3多不饱和脂肪酸浓缩物氧化产物多、气味及颜色的器官感受性较差、储存过程中易氧化酸败、无法作为活性成分直接用于保健品、药品或食品中；或现有技术制备无腥臭味鱼油的过程复杂、有效成分损失大、成本极高等问题，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种鱼油浓缩物，制备方法包括尿素包合和分子蒸馏过程，并且按下列步骤进行：

（1）将乙酯化鱼油原料，在氮气保护下进行尿素包合，得到A；

（2）氮气保护下，对A用活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意两种吸附剂吸附，得到B；

（3）将B进行多级分子蒸馏，得到C；

（4）氮气保护下，将C用活性炭、活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意一种或两种吸附剂吸附，，得到终产品。

所述步骤（2）使用的吸附剂的总量可以是A重量的0.5%～20%。

所述步骤（4）使用的吸附剂的总量可以是C重量的0.5%～20%。

所述步骤（2）使用的吸附剂优选为活性白土和二氧化硅的混合物，进一步的，吸附剂活性白土和二氧化硅的重量比优选为1:1~4:1。

所述步骤（4）使用的吸附剂优选为活性炭。

所述步骤（2）使用的吸附剂的总量优选为A重量的5%～10%。

所述步骤（4）使用的吸附剂的总量为C重量的5%～10%。

本发明还提供了一种具体的鱼油浓缩物的制备方法：

（1）将乙酯化鱼油原料，在氮气保护下进行尿素包合，得到A；

（2）氮气保护下，对A用活性白土和二氧化硅的混合物吸附，其中活性白土的量为A重量的2%～8%，二氧化硅的量为A重量的1%～3%，得到B；

（3）将B进行多级分子蒸馏，得到C；

（4）氮气保护下，将C用活性炭吸附，且活性炭的用量为C重量的3%～10%，得到终产品。

本发明申请人通过实验发现，采用目前工业上常用的鱼油纯化技术，将乙酯化鱼油尿素包合后进行分子蒸馏，生产出的鱼油浓缩物颜色较深，呈橙红色或橙黄色，腥臭味较重，检测其茴香胺值大于20，含有较多的氧化产物。尝试在尿素包合过程中冲入氮气保护，虽在一定程度能减小有效成分与氧气的接触面积，但分子蒸馏后检测其茴香胺值仍然大于20，且产品色泽和气味均无明显改善。

为了获得氧化产物少、无腥臭味、色泽清亮透明的浓缩物，本发明申请人又尝试在乙酯化鱼油原料中添加一定量的抗氧化剂如卵磷脂、维生素E，或添加一定量的还原剂如SnCl₂，并同时在尿素包合时充氮气保护，然后再进行分子蒸馏，以期利用抗氧剂的抗氧化性能或还原剂的还原性，减少纯化过程中氧化产物的产生，结果检测发现，该方法制备的浓缩物茴香胺值仍大于20，气味腥臭，颜色较深，无法直接应用于保健品、药品和食物中。

本发明申请人又尝试将其他两种纯化技术联合应用，如尿素包合后采用超临界CO₂萃取，或用银离子络合法富集后进行分子蒸馏，或用脂肪酶催化水解后进行分子蒸馏，或尿素包合后进行色谱分离，或银离子络合后采用膜分离技术纯化，但研究结果表明，上述方法均无法分离得到茴香胺值小于20且颜色和气味器官感受较好的浓缩物。

鉴于吸附剂的吸附作用能同时吸附色素和氧化产物，本发明申请人又尝试在尿素包合和分子蒸馏工艺之后，以活性炭、膨润土、Al₂O₃等吸附剂中的一种或两种进行吸附处理，以期对鱼油进行脱色同时降低产品的茴香胺值，结果发现，纯化后的鱼油颜色变浅，呈现为黄色，但检测其茴香胺值仍大于20，仍产生较为强烈的鱼腥味。将上述吸附步骤调整置于尿素包合步骤之后，即采用尿素包合—吸附—分子蒸馏的工艺路线纯化，结果产品颜色、气味、茴香胺值仍无明显改善。

本发明申请人又尝试在尿素包合和超临界CO₂萃取之后，以活性炭、膨润土、Al₂O₃等吸附剂中的一种或两种进行吸附处理，或将上述吸附步骤调整置于尿素包合步骤之后，即采用尿素包合—吸附—超临界CO₂萃取的工艺路线进行分离纯化，结果浓缩物的茴香胺值仍大于20，颜色为黄色，鱼腥味重，品质仍然较差。

本发明申请人经过大量的实验偶然发现，当在氮气保护下，用尿素包合法处理乙酯化鱼油原料，然后以活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意两种吸附剂进行吸附处理，再进行多级分子蒸馏，并在氮气保护下将蒸馏提纯的产物以活性炭、活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意一种或两种吸附剂吸附，得到的终产品呈淡黄色，澄清透明，无腥臭味，并且检测发现其茴香胺值小于20，符合美国药典及欧洲药典的要求，其中，两次吸附使用的吸附剂的量为上一步骤产生的产物重量的0.5%～20%，能够在制备茴香胺值小于20，色浅无味的高品质浓缩物的同时，减少吸附剂对EPA和DHA的吸附，确保收率大于70%；进一步的，两次吸附使用的吸附剂的量优选为为上一步骤产生的产物重量的5%～10%，此时制备的浓缩物颜色和气味器官感受较好，茴香胺值可控制在15以下，且对EPA和DHA的吸附损失更小，收率大于80%。

本发明申请人分别对尿素包合和分子蒸馏之后使用的吸附剂的种类进行了筛选和比对，结果发现，尿素包合之后，活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意两种吸附剂中，以活性白土和二氧化硅的混合物作为吸附剂时产生的吸附效果优于其他吸附剂的组合，能够用较其他吸附剂混合物更少的用量产生更好的去除腥味和去除氧化物的效果，尤其当活性白土和二氧化硅的用量比为1:1~4:1时，其吸附效果优于其他配比；分子蒸馏之后，活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意一种或两种吸附剂中，以活性炭的吸附效果最好，优选活性炭吸附时，活性炭的用量小，吸附性能高，能明显降低茴香胺值并减少EPA和DHA的吸附损失。

更进一步地，本发明申请人发现，优选的鱼油浓缩物的制备方法为：

（1）将乙酯化鱼油原料，在氮气保护下进行尿素包合，得到A；

（2） 氮气保护下，对A用活性白土和二氧化硅的混合物吸附，其中活性白土的量为A重量的2%～8%，二氧化硅的量为A重量的1%～3%，得到B；

（3）将B进行多级分子蒸馏，得到C；

（4）氮气保护下，将C用活性炭吸附，且活性炭的用量为C重量的3%～10%，得到终产品。

以上述方法制备的ω-3多不饱和脂肪酸浓缩物，颜色为淡黄色，无腥臭味，制备过程中吸附剂用量少，吸附效果好，其终产品的茴香胺值可控制在10以下，并且产品收率高于70%。

对比例

对比例1

取400g 95%乙醇水浴加热至50℃，搅拌下加入100g尿素使其溶解,冲入氮气，待溶液温度升至70±5℃时，加入预热过的乙酯化鱼油100g，搅拌1h，自然冷却至室温，0-15℃下静置结晶，迅速抽滤，滤液于50℃下减压浓缩回收乙醇，得到的浓缩液加饱和氯化钠溶液（1:1）洗涤三次，分出油层。

将上述尿素包合处理后的浓缩液倒入分子整流器的料液罐中，分别进行三级分子蒸馏，得到鱼油浓缩物。

对比例2

取100g乙酯化鱼油，加入0.05g抗氧化剂维生素E，混合均匀。

取400g 95%乙醇水浴加热至50℃，搅拌下加入100g尿素使其溶解,冲入氮气，待溶液温度升至70±5℃时，加入预热过并加入抗氧化剂的乙酯化鱼油100g，搅拌1h，自然冷却至室温，0-15℃下静置结晶，迅速抽滤，滤液于50℃下减压浓缩回收乙醇，得到的浓缩液加饱和氯化钠溶液（1:1）洗涤三次，分出油层。

将上述尿素包合处理后的浓缩液倒入分子整流器的料液罐中，分别进行三级分子蒸馏，得到鱼油浓缩物。

对比例3

取100g乙酯化鱼油，加入0.05g还原剂SnCl₂，搅拌使之溶解。

取400g 95%乙醇水浴加热至50℃，搅拌下加入100g尿素使其溶解,冲入氮气，待溶液温度升至70±5℃时，加入预热过并加入还原剂的乙酯化鱼油100g，搅拌1h，自然冷却至室温，0-15℃下静置结晶，迅速抽滤，滤液于50℃下减压浓缩回收乙醇，得到的浓缩液加饱和氯化钠溶液（1:1）洗涤三次，分出油层。

将上述尿素包合处理后的浓缩液倒入分子整流器的料液罐中，分别进行三级分子蒸馏，得到鱼油浓缩物。

对比例4

取400g 95%乙醇水浴加热至50℃，搅拌下加入100g尿素使其溶解,冲入氮气，待溶液温度升至70±5℃时，加入预热过并加入还原剂的乙酯化鱼油100g，搅拌1h，自然冷却至室温，0-15℃下静置结晶，迅速抽滤，滤液于50℃下减压浓缩回收乙醇，得到的浓缩液加饱和氯化钠溶液（1:1）洗涤三次，分出油层。

将上述尿素包合处理后的浓缩液转移至超临界萃取设备中进行超临界CO₂萃取，填料塔压力12.5MPa，CO₂流量5L/min，鱼油进料流量0.8mL/min,塔的温度分布为40-85℃，收集萃取产物，得到ω-3多不饱和脂肪酸浓缩物。

对比例5

取乙酯化鱼油400g，加入75%硝酸银水溶液400g，室温反应3h，放入分液漏斗，分离油层，得Ag+(DHA)络合物和Ag+(EPA)络合物，在室温下，将所得Ag+(DHA)络合物和Ag+(EPA)络合物加入20倍体积的水，用正己烷500ml×3萃取，有机层用无水硫酸钠干燥，回收溶剂，得到DHA-EPA混合物。

将上述混合物倒入分子整流器的料液罐中，分别进行三级分子蒸馏，得到鱼油浓缩物。

对比例6

取400g 95%乙醇水浴加热至50℃，搅拌下加入100g尿素使其溶解,冲入氮气，待溶液温度升至70±5℃时，加入预热过的乙酯化鱼油100g，搅拌1h，自然冷却至室温，0-15℃下静置结晶，迅速抽滤，滤液于50℃下减压浓缩回收乙醇，得到的浓缩液加饱和氯化钠溶液（1:1）洗涤三次，分出油层。

将上述尿素包合处理后的浓缩液倒入分子整流器的料液罐中分别进行三级分子蒸馏，得到浓缩物。

用40g石油醚稀释上述浓缩物，加入5g活性炭，常温下进行吸附，滤除活性炭，蒸馏回收石油醚，即得。

对比例7

取400g 95%乙醇水浴加热至50℃，搅拌下加入100g尿素使其溶解,冲入氮气，待溶液温度升至70±5℃时，加入预热过的乙酯化鱼油100g，搅拌1h，自然冷却至室温，0-15℃下静置结晶，迅速抽滤，滤液于50℃下减压浓缩回收乙醇，得到的浓缩液加饱和氯化钠溶液（1:1）洗涤三次，分出油层。

用40g石油醚稀释上述浓缩液，加入5g膨润土，常温下进行吸附，滤除活性炭，蒸馏回收石油醚。

将上述吸附处理后的浓缩液倒入分子整流器的料液罐中，分别进行三级分子蒸馏，得到鱼油浓缩物。

对比例8

取400g 95%乙醇水浴加热至50℃，搅拌下加入100g尿素使其溶解,冲入氮气，待溶液温度升至70±5℃时，加入预热过并加入还原剂的乙酯化鱼油100g，搅拌1h，自然冷却至室温，0-15℃下静置结晶，迅速抽滤，滤液于50℃下减压浓缩回收乙醇，得到的浓缩液加饱和氯化钠溶液（1:1）洗涤三次，分出油层。

将上述尿素包合处理后的浓缩液转移至超临界萃取设备中进行超临界CO₂萃取，填料塔压力12.5MPa，CO₂流量5L/min，鱼油进料流量0.8mL/min,塔的温度分布为40-85℃，收集萃取产物，得到ω-3多不饱和脂肪酸浓缩物。

用40g石油醚稀释上述浓缩物，加入2.5g活性炭和2.5g膨润土组成的混合吸附剂，常温下进行吸附，滤除活性炭和膨润土，蒸馏回收石油醚，即得。

对比例9

取400g 95%乙醇水浴加热至50℃，搅拌下加入100g尿素使其溶解,冲入氮气，待溶液温度升至70±5℃时，加入预热过并加入还原剂的乙酯化鱼油100g，搅拌1h，自然冷却至室温，0-15℃下静置结晶，迅速抽滤，滤液于50℃下减压浓缩回收乙醇，得到的浓缩液加饱和氯化钠溶液（1:1）洗涤三次，分出油层。

用40g石油醚稀释上述浓缩液，加入5g2.5g活性炭和2.5g膨润土组成的混合吸附剂，常温下进行吸附，滤除活性炭和膨润土，蒸馏回收石油醚。

将上述吸附处理后的浓缩液转移至超临界萃取设备中进行超临界CO₂萃取，填料塔压力12.5MPa，CO2流量5L/min，鱼油进料流量0.8mL/min,塔的温度分布为40-85℃，收集萃取产物，得到ω-3多不饱和脂肪酸浓缩物。

对对比例1-9制得的浓缩物在颜色、气味感官方面进行比较，并依据国家标准GBT24304-2009所述茴香胺值的检测方法测定其茴香胺值，具体方法为：

测试溶液的制备：称取适量制备好的ω-3多不饱和脂肪酸浓缩物，精确到1mg，直接装入25mL容量瓶中，用5mL-10mL异辛烷溶解，并用相同的溶剂稀释至刻度。

未反应溶液的测定：用移液管吸收5mL测试溶液于具塞试管中，用移液管加1mL冰醋酸溶液，盖上塞子并充分摇动。在23℃±3℃下放置暗处8min。在2min内将溶液转移到干净、干燥的分光光度计的比色皿中。从添加冰醋酸溶液计时，反应时间总计10min±1min，随即测定吸光度。

反应溶液的测定：用移液管吸取5mL测试溶液于具塞试管中，用移液管加1mL茴香胺试剂，盖上塞子并充分摇动。在在23℃±3℃下放置暗处8min。在2min内将溶液转移到干净、干燥的分光光度计的比色皿中。从添加茴香胺试剂计时，反应时间总计10min±1min，随即测定吸光度。

空白溶液的测定：用移液管吸取5mL异辛烷于具塞试管中，用移液管加1mL茴香胺试剂，盖上塞子并充分摇动。在23℃±3℃下放置暗处8min。在2min内将溶液转移到干净、干燥的分光光度计的比色皿中。从添加茴香胺试剂计时，反应时间总计10min±1min，随即测定吸光度。

按下式计算p-茴香胺值（AV）:

AV=100QV[1.2×(A₁-A₂-A₀)]/m

式中：V—溶解试样的体积，mL，V=25mL;

m—试样的质量，g；

Q—根据茴香胺值定义，Q为测定溶液中样品浓度，g/mL，Q=0.01 g/mL

A₀—未反应溶液吸光度；

A₁—反应溶液吸光度；

A₂—空白溶剂吸光度。

测定结果见表1。.

表1 对比例1-9浓缩物性状及茴香胺值测定结果

上述结果表明，采用常规的尿素包合结合分子蒸馏的方法，或使用尿素包合、分子蒸馏、超临界萃取、银离子络合法等多种分离手段中的两种相结合，或在第一步/第二步纯化步骤之后使用活性炭、膨润土、Al₂O₃等吸附剂中的一种或两种进行吸附处理，均不能制备得到茴香胺值小于20且颜色和气味器官感受较好的浓缩物。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不是对本发明的保护范围的进一步限定。

实施例1

取400g 95%乙醇水浴加热至50℃，搅拌下加入100g尿素使其溶解,冲入氮气，待溶液温度升至70±5℃时，加入预热过并加入还原剂的乙酯化鱼油100g，搅拌1h，自然冷却至室温，0-15℃下静置结晶，迅速抽滤，滤液于50℃下减压浓缩回收乙醇，得到的浓缩液加饱和氯化钠溶液（1:1）洗涤三次，分出油层。

用40g石油醚稀释上述浓缩液，加入5g活性白土和5g二氧化硅组成的混合吸附剂，常温下进行吸附，滤除活性白土和二氧化硅，蒸馏回收石油醚。

将上述吸附处理后的浓缩液倒入分子整流器的料液罐中，分别进行三级分子蒸馏，得到浓缩物。

氮气保护下，将上述浓缩物用5%重量比的活性炭吸附，得到终产品。

Claims (9)

1.一种鱼油浓缩物，其制备方法包括尿素包合和分子蒸馏过程，其特征在于按下列步骤进行：

（1）将乙酯化鱼油原料，在氮气保护下进行尿素包合，得到A；

（2）氮气保护下，对A用活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意两种吸附剂吸附，得到B；

（3）将B进行多级分子蒸馏，得到C；

氮气保护下，将C用活性炭、活性白土、凹凸棒土、二氧化硅中的任意一种或两种吸附剂吸附，得到终产品。

2.根据权利要求1所述的鱼油浓缩物，其特征在于所述步骤（2）使用的吸附剂的总量为A重量的0.5%～20%。

3.根据权利要求1所述的鱼油浓缩物，其特征在于所述步骤（4）使用的吸附剂的总量为C重量的0.5%～20%。

4.根据权利要求1所述的鱼油浓缩物，其特征在于所述步骤（2）使用的吸附剂优选为活性白土和二氧化硅的混合物。

5.根据权利要求1所述的鱼油浓缩物，其特征在于所述吸附剂活性白土和二氧化硅的重量比优选为1:1~4:1。

6.根据权利要求1所述的鱼油浓缩物，其特征在于所述步骤（4）使用的吸附剂优选为活性炭。

7.根据权利要求1所述的鱼油浓缩物，其特征在于所述步骤（2）使用的吸附剂的总量优选为A重量的5%～10%。

8.根据权利要求1所述的鱼油浓缩物，其特征在于所述步骤（4）使用的吸附剂的总量为C重量的5%～10%。

9.根据权利要求1所述的鱼油浓缩物，其特征在于所述浓缩物按下列步骤制备：

（1）将乙酯化鱼油原料，在氮气保护下进行尿素包合，得到A；

（2）氮气保护下，对A用活性白土和二氧化硅的混合物吸附，其中活性白土的量为A重量的2%～8%，二氧化硅的量为A重量的1%～3%，得到B；

（3）将B进行多级分子蒸馏，得到C；

（4）氮气保护下，将C用活性炭吸附，且活性炭的用量为C重量的3%～10%，得到终产品。