共轭亚油酸的制备新工艺研究

论文摘要

共轭亚油酸(CLAs)具有抗癌、减肥、抗动脉粥样硬化等多种生理活性,已经广泛应用于医药、食品、保健品和化妆品等领域。然而天然存在的共轭亚油酸数量极少,难以满足人们对于共轭亚油酸的需求。因此,本文研究了以富含非共轭亚油酸的红花籽油为原料制备高纯度共轭亚油酸的工艺方法,即首先原料经过碱催化异构化反应得到含共轭亚油酸、油酸、硬脂酸和棕榈酸的混和脂肪酸,然后再通过液液萃取技术纯化共轭亚油酸。本文首先研究了以低沸点醇类为反应溶剂,在无机碱催化条件下合成共轭亚油酸的工艺。结果表明,氢氧化钠,氢氧化钾和甲醇钠等无机碱为催化剂时,均具有较好的催化活性;在以甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等低沸点醇作为溶剂时异构化反应均取得了高的转化率和收率,而且大大简化了溶剂与产物的分离过程。综合考虑生产成本和反应效率,最终选择甲醇作为溶剂,氢氧化钠作为催化剂。又在单因素试验和均匀试验的基础上,确定异构化反应最佳工艺条件为:反应温度为177℃,反应时间为1 h,氢氧化钠浓度为5.6%,油浓度为5%。在此条件下转化率和共轭亚油酸总收率分别高达98.2%和88.9%。本文又以异构化反应产物为分离对象,针对传统的尿素包合法和吸附层析法存在处理量小、收率低、能耗高等问题,首次采用液液萃取法分离纯化共轭亚油酸。首先,针对分离对象结构特点,构建一系列两相体系。综合考虑分离选择性、分配系数、乳化等因素,选定糠醛作为萃取介质。然后,在测定相平衡数据的基础上,计算并设计了分馏萃取流程对分离对象进行多级逆流萃取。结果表明,当萃取段的理论级数为2,洗涤段的理论级数为4时,CLAs的纯度高达97.2%,回收率为62.5%,实验值与理论值一致。最后,通过减压蒸馏和水洗法进行溶剂回收和产品精制,最终得到亮黄色的CLAs产品,纯度为97.4%。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 缩写和符号清单
• 目录
• 引言
• 第1章 文献综述
• 1.1 共轭亚油酸的概述
• 1.1.1 化学结构与性质
• 1.1.2 天然来源
• 1.1.3 生理活性
• 1.1.3.1 抗癌作用
• 1.1.3.2 减肥作用
• 1.1.3.3 抗动脉粥样硬化
• 1.1.3.4 提高机体免疫力、促进生长
• 1.1.3.5 其他作用
• 1.1.4 共轭亚油酸的市场需求
• 1.2 共轭亚油酸的检测方法
• 1.2.1 气相色谱法（GC）
• 1.2.2 高效液相色谱法（HPLC）
• 1.2.3 气质联用（GC-MS）
• 1.2.4 毛细管电泳（CE）
• 1.2.5 紫外可见光光度法（UV）
• 1.2.6 红外检测法（IR）
• 1.2.7 核磁共振法（NMR）
• 1.3 共轭亚油酸的合成方法
• 1.3.1 油酸烯丙醇脱水法
• 1.3.2 羟基脂肪酸脱水法
• 1.3.3 过渡金属催化异构化法
• 1.3.4 光催化异构化法
• 1.3.5 碱催化异构化法
• 1.3.6 生物合成法
• 1.4 共轭亚油酸的纯化方法
• 1.4.1 溶剂分离法
• 1.4.2 尿素包合法
• 1.4.3 吸附分离法
• 1.4.4 高速逆流色谱法
• 1.4.5 分子蒸馏法
• 1.4.6 超临界流体萃取法
• 1.4.7 脂肪酶浓缩法
• 1.5 本文的研究内容和思路
• 第2章 红花籽油碱催化异构化合成共轭亚油酸的工艺研究
• 2.1 引言
• 2.2 仪器与试剂
• 2.2.1 仪器
• 2.2.2 试剂
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 单因素实验
• 2.3.1.1 实验方法
• 2.3.1.2 实验装置
• 2.3.1.3 实验步骤
• 2.3.2 脂肪酸甲酯化
• 2.3.2.1 实验方法
• 2.3.2.2 实验装置
• 2.3.2.3 实验步骤
• 2.3.3 色谱条件的选定
• 2.3.3.1 实验方法
• 2.3.3.2 共轭亚油酸甲酯及亚油酸甲酯标准曲线的制作
• 2.3.4 均匀试验设计
• 2.3.4.1 均匀设计表
• 2.3.4.2 数据统计方法与回归分析
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 单因素实验
• 2.4.1.1 碱的催化活性
• 2.4.1.2 溶剂的筛选
• 2.4.1.3 反应温度和反应时间对异构化反应的影响
• 2.4.1.4 碱浓度及油浓度对异构化反应的影响
• 2.4.2 均匀试验
• 2.4.2.1 方程与参数估计
• 2.4.2.2 各种影响因素及其相互作用
• 2.4.2.3 优化条件验证试验
• 2.5 本章小结
• 第3章 液液萃取法制备高纯度共轭亚油酸的工艺研究
• 3.1 引言
• 3.2 仪器与试剂
• 3.2.1 仪器
• 3.2.2 试剂
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 反相HPLC色谱条件的建立
• 3.3.1.1 实验方法
• 3.3.1.2 色谱分析条件的选定
• 3.3.1.3 共轭亚油酸、油酸、硬脂酸和棕桐酸标准曲线的制作
• 3.3.2 脂肪酸在两相体系中分配系数的测定
• 3.3.2.1 实验方法
• 3.3.2.2 实验步骤
• 3.3.3 分馏萃取试验
• 3.3.3.1 实验方法
• 3.3.3.2 实验装置
• 3.3.3.3 实验步骤
• 3.3.4 溶剂回收及产品精制试验
• 3.3.4.1 实验方法
• 3.3.4.2 实验步骤
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 相平衡研究
• 3.4.1.1 萃取剂的筛选
• 3.4.1.2 温度的影响
• 3.4.1.3 原料浓度及原料组成的影响
• 3.4.1.4 水含量的影响
• 3.4.2 分馏萃取理论级数计算
• 3.4.3 分馏萃取柱的初步实验
• 3.4.4 溶剂回收及产品精制
• 3.5 本章小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 作者简介