白新鹏博士工作室

海南大学食品学院 海南省食品研究所

« 红到发紫的生物分子NO深海|鱼油|保健品|功效|作用 »

海洋|动植物油脂|ω-3|多不饱和|脂肪酸|富集|方法研究

本项目所说的产品ω-3多不饱和脂肪酸主要是指天然的EPADHAEPA即指二十碳五烯酸,英文名称为Eicosapentaenoic acid。它具有清理血管中的垃圾(胆固醇和甘油三酯)的功能,俗称“血管清道夫”。DHA即指二十二碳六烯酸,英文名称为Docosahexaenoic acid。它具有软化血管、健脑益智、改善视力的功效,俗称“脑黄金”。

天然EPADHA主要是在硅藻等浮游生物及红藻、褐藻等藻类中生物合成,并通过食物链被摄取、移动、蓄积于鱼类、甲壳类和海产动物中,陆地动植物体内几乎不含有DHAEPA,淡水鱼类含量也很微少。目前EPADHA的主要来源是深海鱼油、藻类。EPADHA是鱼油,特别是深海鱼油的特征脂肪酸,富含EPADHA多不饱和脂肪酸的海产鱼种类丰富,主要有:鲱鱼、鲑鱼、金枪鱼、比目鱼、鲳鱼、沙丁鱼、鲭鱼、鳕鱼、墨鱼、磷虾以及我国沿海地区盛产的红三鱼、带鱼、池鱼、秋刀鱼、鲨鱼等。

20 年来,心脑血管疾病在世界范围内对人类健康的破坏呈逐年上升趋势。根据德国的统计调查,每年用于心脑血管疾病的治疗、病人提前退休的费用,以及一批患者在工作年龄不能工作所带来的损失,要超过 600 万马克,占联邦政府预算的 18%。而在我国北京每 15 分钟就有 1 人死于心脑血管疾病,它在我国死亡总数中的比例已经占到 50%以上。目前,能够预防和治疗此类疾病的新型功能性食品已经在世界范围内引起了广泛的注意。海洋鱼类的鱼油含有对人类健康及智力发育有重大影响的生理活性物质EPADHA,它们不但在视网膜和大脑的结构中起重要作用,而且还是二十碳四烯酸代谢成花生酸的调节者。

由于富含ω-3多不饱和脂肪酸的产品作为一种食品添加剂广泛使用在面包、冰淇淋、牛奶、婴儿奶粉、酸奶等食品中。世界各国政府对富含 EPADHA的食品开发都很重视。目前我国市场上的鱼油制品大多是进口产品,且价格昂贵。这表明开发鱼油及其制品具有广阔市场空间,且前景看好。

本项目用先进的SAS分析工具,设计试验方案,主要以分子蒸馏技术为主要手段,研究富集纯化深海鱼油及藻类中 EPA DHA 两种物质的一种具有产业化意义的工艺。本项目预期达到的性能指标如下:

A、 经过单级分子蒸馏后,EPA&DPA 的纯度大于45%,得率大于 85 %

B、 经过多次分子蒸馏试验后,EPA&DHA 的含量可达 80 %以上。

同时通过正交实验,SAS分析实验考察分子蒸馏富集鱼油中ω-3多不饱和脂肪酸这一实验的主要影响因子,确定了最佳工艺条件。与国内外同类研究相比较,本项目采用具有环境友好特征的分子蒸馏技术,实现深海油脂富含ω-3多不饱和脂肪酸组分的连续化提取纯化操作,具有显著的产业化背景。该技术适用于保健品的开发,具有良好的安全性,在保健品、药品的生产上有广泛的应用前景。

(二)项目意义及国内、外地位

高度不饱和脂肪酸——二十碳五烯酸(EPA)和二十碳六烯酸(DHA)的医疗保健性能的发现在 20 世纪 80 年代末 90 年代初引起轰动。EPADHA具有降血脂、防血栓、保护血管和增强血液流动的功能,被视为新一代心脑血管疾病药物。

多不饱和脂肪酸又叫多烯酸,双键愈多,不饱和程度愈高,营养价值也愈高。随着科学的发展,某些多不饱和脂肪酸对人体的作用进一步被认识,特别是以廿二碳六烯酸、廿碳五烯酸和一般植物油中的亚油酸(常与亚麻酸共存)等为代表的多不饱和脂肪酸,目前已越来越引起人们的重视。目前医学研究人员对EPADHA医学功能的研究取得了很大的进步,其功能主要表现在如下几方面:

1) DHAEPA是防治心脑血管疾病的特殊营养物质。

2) 降血脂、预防和治疗动脉粥样硬化的功能。

3) EPA DHA 能降低血小板的凝集能力,减少血栓的产生。

4) 抗炎和抑止过敏反应。

5) 多不饱和脂肪酸能够促进人体防御系统功能,使血液中的脂肪酸向着对人体健康有利的方向发展,从而有利于防止其他可以引发和加重心脑血管疾病的情况发生。

6) EPA DHA 能促进人脑、视网膜形成和延缓脑的衰老。

天然的EPADHA主要存在于海洋动物和海洋浮游植物中,目前唯一的商业来源是深海鱼油和浮游植物。由于鱼油脂肪酸组分的复杂性,含有C14 C22 的饱和度各异的脂肪酸。而EPADHA又属于热和化学不稳定物质,很容易发生聚合、降解、氧化反应。而且高纯度EPADHA的沸点都相当高,即使在 667Pa下,EPA的沸点也在 200 度以上,DHA的沸点则更高。这些不利因素使得分离提纯高浓度的EPADHA的条件非常苛刻。所以,如何从作为其主要来源的鱼油中提取高纯度的EPADHA就是人们迫切需要解决的问题。传统的分离方法很难解决高浓度的EPADHA提取问题,但是EPADHA具有很大的市场潜力,越来越多的研究者开始致力于高纯度的DHAEPA的富集分离研究。

国际性的“鱼油热”始于廿世纪八十年代。据瑞典科学家在七十年代末公布的一份调查报告中的资料,居住在北极圈附近的爱斯基摩人终年以海豹肉和海鱼为主食,他们很少(或基本上不)吃新鲜蔬菜,但令人不解的是:爱斯基摩人的心血管疾病发病率反而比其邻居丹麦人低几十倍。科研人员为此觉得有点不可思议。但有一点可以肯定:爱斯基摩人的低心血管病发病率肯定与他们的饮食习惯有关。研究人员认为,丹麦人与爱斯基摩人虽同为邻居,但前者爱吃牛肉,不喜欢海鱼,而后者更喜欢拿海鱼作为主要食品。海鱼中到底存在何种对人体有益的保健物质呢?瑞典与荷兰两国学者在随后几年的研究中终于揭开了这一奥秘:冷水性海鱼体内含丰富的长链不饱和脂肪酸(即“ω-3 脂肪酸”)1990 年全球鱼油产量约为 140 万吨,近 20 年来,平均增长率为 2%,其中含EPADHA 10-25%。目前,世界鱼油产量基本保持在 115 万吨左右,人类食用约占 25%。国内鱼油的产量比较少,近几年 3 万吨左右,除大量用于化工业和饲养业外,目前鱼油保健品业所利用的原料鱼油不到 5%,且大部分鱼油质量不高。由于国内生产的鱼油质量不能满足保健品原料的需求以及国内生产鱼油的主要原料——鲲鱼资源大量衰减,近几年鱼油的进口量明显上升。1999 年全国进口 2494 吨,2000 年截止到 9 月份国内已经进口 20988 吨,是1998 年的 8 倍多,由此看来国内鱼油的需求潜力很大。

鱼油的应用范围较为广泛,如保健、医药、食品、饲料工业等。在西方发达国家,鱼油作为一种食品添加剂广泛使用在面包、冰淇淋、牛奶、婴儿奶粉、酸奶等食品中。世界各国政府对富含EPADHA的食品开发都很重视。日本已把富含DHA的鱼油确定为 21 世纪的智能食品加以开发应用。据了解,目前我国市场上的鱼油制品大多是进口产品,且价格昂贵。而国内鱼油制品售价昂贵,一瓶100 粒装鱼油丸卖到 98 元,美国产三文鱼鱼油丸每 100 粒高达 160 元。这表明开发鱼油及其制品具有广阔市场空间,且前景看好。鱼油保健品的市场售价也较高。食品级低浓度(22%~25)26.9 万元~36.5 万元/吨;食品级高浓度(27%~30)73 万元~109.5 万元/吨,而纯度为 99.9%的DHA售价高达 16.8 万美元/公斤。

国内鱼油保健品的年销售额约在 37 亿元左右,其中国外品牌产品约 30 亿元。目前,国外品牌控制着国内市场,国产鱼油类保健品没有一个产品有绝对的市场占有率。我国鱼类资源相当丰富,市场鱼类货源充裕,许多鱼类品种供大于求,价格便宜。因此,应根据国内、国际市场需要,特别是我国人口众多的国内市场,尤其满足 1 亿多老年人口以及众多儿童发育需要,积极研究加工生产物美价宜的优质鱼油及其制品,这不但能丰富鱼类制品,而且对渔农增加销售鱼货份额、提高鱼产品的附加值将大有益处。

油脂工业中分子蒸馏法应用的现状:

目前,分子蒸馏技术经过几十年的发展,已经应用于化工、医药、轻工、食品、石油、油脂、核工业等领域中,如废机油的回收、高粘度润滑油的制取、环氧树脂的生产、铀 235 和铀 238 的分离和浓缩、油脂脱臭馏出物的回收和利用、聚合物中的溶剂和单体的分离以及高碳醇的生产等过程。随着人们对油脂工业的要求越来越严格,分子蒸馏技术广泛应用于天然油脂的提取,如羊毛脂的提取、植物芳香油分离提取、天然维生素的提纯、天然色素的提取和天然抗氧化剂的制取等。分子蒸馏的特点决定了它在油脂工业中较传统技术有明显的优势:

1) 由于分子蒸馏真空度高,操作温度低且受热时间短,对于高沸点和热敏性及易氧化物料的分离,有常规方法不可比拟的优点,能极好地保证物料的天然品质,可被广泛应用于天然油脂的提取;

2) 分子蒸馏不仅能有效地去除液体中的低分子物质(如:有机溶剂、臭味等),而且有选择地蒸出目的产物,去除其他杂质,因此被视为天然品质的保护者和回归者;

3) 分子蒸馏能实现传统分离方法无法实现的物理过程,因此在一些高价值物料的分离上被广泛作为脱臭、脱色及提纯的手段。利用这些特点,可使分子蒸馏在工业化生产上得到极为广泛的应用。

由于分子蒸馏能满足低温、短时长和最终产品纯度高的要求,在新型精细化工产品的生产中也在进行其扩展应用研究。随着生活水平的提高和人们对天然食物的青睐,作为对天然物质提取的有效手段的分子蒸馏自然引起人们的重视。目前,分子蒸馏技术在油脂工业中的应用很广泛,例如单甘酯、双甘酯、长链脂肪酸、维生素E、高碳醇、甾醇等的浓缩和提取工艺。

分子蒸馏是一种特殊的液液分离技术,可以在极高的真空(01331M)下操作,依据分子运动平均自由程的差别,在远低于物质常压沸点温度的条件下将其分离出来,特别适用于高沸点、热敏性、易氧化物系的分离。由于其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压力低、受热时间短、分离程度高等特点;因而能大大降低高沸点物料的分离成本,极好地保护热敏性物料的特点品质。该技术在食品、医药、化妆品、油脂加工、石油化工、生物工程等行业具有广泛的应用。

  • 相关文章:

发表评论:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

日历

最新评论及回复

最近发表

合作伙伴:卖仪器网 - 莱步仪器 - 干燥箱 - 除湿机 - 电子天平 - 培养箱 - 照度计 - 大大仪器 - 白雪山

Copyright 白新鹏-博士工作室 All Rights Reserved.