專利名稱：物理法離解油脂而富集α－亞麻酸的制作方法
技術領域：
本發明屬于物理法離解油脂分子工程精典技術領域。具體涉及物理法離解油脂中的其它脂肪酸而富集α-亞麻酸的工藝路線及設備配套。
2.背景技術1)物理法離解油脂而富集α-亞麻酸研究應用背景α-亞麻酸(a-Linlenic acid.ALA)分子式C18H3002，化學名順9順12順15-十八碳三烯酸(Δ9.12.1518.3)存在于特定植物水生生物體中，是人體普遍缺乏的必需脂肪酸。ALA是人體各組織細胞膜的結構材料，其代謝最重要的產物二十碳五烯酸(EPA.C20ω-5)為白三烯前列腺素的組成成分，二十二碳六烯酸(DHA C22ω6)是大腦、視網膜、神經系統磷脂的重要組成成分。據大量研究文獻報導ALA及其代謝產物對維系生命活動具有重要的生物學、藥物功能高度增強智力，高度保護視力；抑制心腦血管疾病、降壓、降血脂；延緩衰老，阻遏癌癥發生和轉移；預防心肌梗死、腦梗死。鑒于其重要性，九三年聯合國糧農組織和世界衛生組織聯合發表聲明向世界范圍內作專項推廣，一度掀起研究ALA熱潮。現已確定n-3系十八碳烯酸同其他脂肪酸在攝食中最佳配比1∶5稱方母乳比。日、德、法、美等國家已立法制標規定在特定食品中必須添加適量ALA，特別是老年、兒童食品諸如奶粉之類。日本在人平每天攝食中補充2克平均延壽25-30％。我國人平攝食中的ALA不足母乳比的十分之一。研究一直處于實驗階段，進口價格昂貴，缺乏應用的條件，本項發明歷經十年的研究，擬計2007年產300噸ALA上市。
2)相關領域國內外技術現狀(1)國外已進入生理代謝途徑的研究一些國家已由資源開發、產業化，立法制標轉入油脂在人體內生理代謝的研究，尤其是ALA的生理代謝功能受到飽和脂肪酸代謝紊亂的逆作用與某些疾病的關系，這些研究成果將給人類食品結構帶來重大改革。
3)國內技術現狀總體處于實驗研究階段國內對亞麻酸廣泛開展了研究，匯集具有代表性的文章如清華大學張海滿“α-業麻酸的功能，資源及生產方法”、鄭州工程學院李桂華“由亞油酸制備α-亞麻酸的方法研究”、西南農大張氽“尿素包合法分離花椒籽油中的α-亞麻酸的正交試驗研究”、山東大學張峻美“蠶蛹中α-亞麻酸提取工藝和成分分析”、山西農科院胡曉軍“冷凍丙酮法提純α-亞麻酸的研究”，西北農業科大馬柏林“超臨界CO2萃取杜仲的研究”、天津大學鄭弢“分子蒸餾提純α-亞麻酸的研究”。綜評這些研究現狀方法單一，概屬于實驗數據，純度低。從主觀分析油脂是甘油三酸混合物，主要由大分子的飽和脂肪酸，n-3系烯酸，低級醇脂組成，尿素包理法、超臨界流體萃取法只能分離大子飽和脂肪酸，分子蒸餾只只會分離低級醇酯，國內均是研究方法，因此ALA含量局限在60％左右，說明研究方法深度存在不足；從客觀分析，教育科研體制問題，科研人員習慣做實驗，取數據，寫文章。這就是相當長時間不能邁進工業生產的根本所在。
4)其它工藝目前在探討用激光、紅外線切割甘油三酸酯混合物彼此間的酯鍵。
3.發明內容針對上述不足，本發明的目的在于創建亞麻酸工業生產的工藝路線獲取ALA高收率，高純度，無有害殘留物，不危害環境，成本低，廣資源，促進形成ALA興新產業。
為了實現上述目的，本發明技術方案是1)采用物理法分步離解油脂甘油三酸酯混合物中脂肪酸而富集α-亞麻酸的工藝路線，其特征由下列步驟實現(1)浸漬除蛋白取油脂取烏桕籽、蠶蛹富含亞麻酸的資源，經GFS型高效粉碎機粉碎，BT型多層式振動分篩除殼，得120月左右的粉狀物，加入乙醇浸漬后回收乙醇，高速離心固液分離，固體主含粗蛋白，得無色的油脂；(2)萃取離解甘油三酸酯為飽和脂肪酸和n-3系烯酸混合物將油脂輸入超臨界體萃取儀中，同時注入液體CO2、液氮、乙醇作流體，靜態萃取1小時，調控壓力，溫度動態萃取4～6小時，萃取過程中不將離解物進入ISCO型收集系統，采用批次萃取到終點，泵入分液漏斗充分攪拌后靜置待分為四層，依次收集飽和脂肪酸，n-3系烯酸混合物、乙醇、CO2，其中n-3系烯酸混合物中的ALA含量63-72％；(3)薄膜分子蒸發離解除低級醇酯得高純度亞麻酸將n-3系烯酸混合物預熱輸入分子薄膜蒸發機內，恒溫蒸發，由真空度控制總體平衡，易揮發的輕組分(低級醇酯)經冷卻面冷卻成液體流入收集瓶A，相對揮發度較低的重組分沿加熱管內壁流入收集瓶B，轉入二級蒸發直至除盡低級醇酯，ALA含量達到93-97％。
4.具體實施方式
及舉例(1)方式遵循科技項目技術轉化規律由小到大逐級擴大的方式方法。
(2)以500升超臨界流體萃取儀配套中試為例，實現步驟如下(1)浸漬除粗蛋白得油脂稱取2000公斤蠶蛹，經GFS型高效粉碎機粉碎，傳入BT型多層式振動篩分篩除殼得120目粉狀物，加入2倍乙醇(w/w)浸漬24小時，回收乙醇，高速離心固液分離，得固體粗蛋白1245公斤，油脂205公斤，其中棕櫚酸，24.36％油酸4.74％、亞麻酸34.5％，α-亞麻酸33。4％；(2)萃取離解甘油三酸酯混合物除飽和脂肪酸，得n-3系烯酸混合物將205公斤油脂輸入超臨界萃取儀中，同時注入液體CO2、液氮、乙醇各100公斤，靜態萃取1小時，調控壓力20Mpa，恒溫45℃，動態萃取5小時，泵入分液漏斗充分攪拌后靜置待明顯分為四層，從下至上分層收集飽和脂肪酸44公斤，n-3系烯酸混合物137公斤，乙醇，CO2。(3)薄膜分子蒸發解離低級醇酯富集高純度亞麻酸用多級分子薄膜蒸發機而去掉VLK型分子蒸餾機的轉子攪拌系統。將n 3系烯酸混合物預熱50℃，勻速輸入1級蒸發管中，恒溫105℃蒸發，調控真空度2.0pa保持整體平衡，易揮發的輕組分(即低級醇酯)經冷卻面冷卻成液體流入收集瓶A；相對揮發度較低的重組分即n-3系烯酸沿加熱管內壁流入收集瓶B，轉入2級蒸發，直到除盡低級醇酯，亞麻酸含量96.86％，質量98.84公斤，收集A瓶質量27.3公斤。
按GB規定的方法測定酸值、碘值、過氧化值。符合GB級指標。
氣相色譜測定n-3系烯酸組分油酸7.48％，亞麻酸48.81％，α-亞麻酸47.7％，回收率71.5％，回收其他脂肪酸71.3公斤。
4.本發明技術的有益效果1)根據年產300噸ALA概算，耗用6000噸蠶蛹，進口設備投資人民幣7000萬元，采用本工藝路線配套設備裝置人民幣2000萬元，年產值2.4億元，總成本，1.09億元，效益1.31億元。
2)兩類付產物利用一是6000噸蠶蛹分離出3735噸蠶蛹粗蛋白，應用發明專利技術(ZL 99114897.5)可產5萬噸配合飼料，產值8000萬元，或者將蠶蛹水解提取L絲氨酸，收率3％計產112.05噸，產值5602.5萬元，兩個產品效益均在50％以上；二是600油脂離解收集n-3系烯酸外的其他脂肪酸209噸，應用植物油脂開發能源技術，經皂化，酯化產脂肪酸乙酯300噸，產值100萬元左右。
3)本項技術確保工業化生產對生態環境無危害整個工藝過程只加入無毒的CO2、液氮、乙醇做流體外，沒有任何環節加入會發生化學反應的化合物，壓力熱蒸餾均在物理范圍；不會引起物質性質的變化，產品無容劑殘留物，保持了物質生理活性；綜合利用應用發明專利技術和新型技術處理糟渣、醪液徹底、環境、經濟效益均良好。
4)本工藝技術創建適用于亞麻酸工業生產的設備配套裝置用分液漏斗取代ISCO型超臨界流體萃取儀的收集系統裝置，用分子薄膜分級蒸發機組，取代VLK型分子蒸餾機的轉子攪拌系統。在國內首批建立適于ALA工業生產設備配套裝置。
工業生產主要設備儀器高效粉碎機、多層式振動分篩，高速離心機，改型超臨界流體萃取儀，多級分子薄膜蒸發機組，高壓液相或氣相色譜儀。
5.幾項技術具體說明1)建立亞麻酸質量指標技術問題目前國家職能部門尚未立法，頒布標準。鑒于產品要做營養、醫藥、功能試驗后上市，參照國際指標，擬訂企業亞麻酸質量指標，報呈職能部門批準后施行。
2)本項技術實用化——工業化生產亞麻酸有助于相關技術領域的技術發展，獨立開發蛋白質，脂肪酸的技術領域廣泛。在本項技術領域內作綜合利用，大幅度降低成本，經濟效益必然促進技術發展。
權利要求
1.物理法離解油脂而富集α-亞麻酸之工藝路線其特征是先分離特定動、植物中粗蛋白質，取油脂甘油三酸酯混合物，經分步離解除飽和脂肪酸和低級醇酯而富集高純度α-亞麻酸。具體實現步驟1)浸漬分離蛋白取油脂甘油三酸酯混合物蠶蛹、烏桕籽經粉碎、分篩除殼得100～140月粉狀物，加入乙醇浸漬蒸餾回收乙醇后，離心固液分離除固體粗蛋白取液體油脂；2)萃取解離飽和脂肪酸收集n-3系烯酸和低級醇酯混合物將油脂計量輸入超臨界流體萃取儀中，同時注入液體CO2、液氮、乙醇做流體，靜態萃取15～40分鐘，根據物質的物性沸點調控壓力20-45mpa、30-45℃，動態萃取4～6小時；卸入分液斗充分攪拌后靜置待CO2、乙醇，n-3系脂肪酸混合物，大分子飽和脂肪酸明顯分層收集，其中ALA含量62-73％；3)多級分子薄膜蒸發解離低級醇酯將n-3系脂肪酸混合物預熱40-70℃勻速壓入分子薄膜蒸餾機的管內，保持90～110℃蒸發，調制真空度0.5～4.0pa確保整體平衡，易揮發的低級醇酯經冷卻面冷卻成液體流入收集瓶A；相對揮發度較低的重組分-主含ALA沿加熱管內壁流入收集瓶B，重組分重覆蒸餾，直至涂盡易揮發輕組分，ALA含量達到93～97％。
2.根據權利要求1所述的工藝路線，其特征是同時使用CO2、液氮、乙醇作超臨界萃取的流體，利用了每種流體解離度之和，降低一流體萃取過程中壓力的1/2；同時為漏斗分液提供了條件，最大限度將大分子飽和脂肪酸和n-3系脂肪酸低級醇酯分離，提高了超臨界流體萃取的收率效率。
3.根據權利要求1和2、3所述的工藝路線，其特征是在于有效拓展兩類付產物粗蛋白兩種方法深化的利用途徑一是應用擁有知識產權ZL 9911897.5發明專利技術轉化全價飼料或用離子交換吸附提取L-絲氨酸(L-Ser)；二是油脂解離過程中除n-3系脂肪酸之外的脂肪酸，以皂化，酯化生產脂肪酸乙酯；無毒做替代能源。
4.根據權利要求1-3所述的工藝路線，其特征是用分液漏斗替代ISCO型超臨界萃取儀的收集系統裝置；取消VLK型分子蒸餾機的轉子攪拌系統，采用分級分子薄膜蒸發裝置，創建適合本工藝路線實現工業化生產的設備配套裝置，促進國內亞麻酸產業邁進新階段。
全文摘要
本發明涉及物理法離解烏桕、蠶蛹油脂而富集α－亞麻酸的工藝路線。其特征由下列三步驟實現1.浸漬除蛋白取油脂蠶蛹、烏桕籽經粉碎、分篩去殼得粉狀物，由乙醇浸漬回收，離心固液分離，除固體粗蛋白取液體油脂；2.萃取離解飽和脂肪酸取n－3系烯酸混合物將油脂輸入超臨界萃取儀中，同時注入夜體CO
文檔編號C10B1/10GK1948261SQ20061002222
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月9日 優先權日2006年11月9日
發明者劉明理, 李用城, 彭瓊瑛 申請人:劉明理, 李用城, 彭瓊瑛