α-亚麻酸纯化技术研究进展

◎展雯琳，吕 宁，张 蕾，赵雪芹，苏一泽，赵倩芸（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723000）

α-亚麻酸纯化技术研究进展

◎展雯琳，吕 宁，张 蕾，赵雪芹，苏一泽，赵倩芸
（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723000）

α-亚麻酸作为人体健康的必需多不饱和脂肪酸，具有调节血脂、抗炎、提高智力等多种生理功能。基于此，对α-亚麻酸的纯化技术研究进展进行综述，概括各种方法的原理和应用前景，并对其未来的发展趋势进行展望。

α-亚麻酸；生理作用；纯化；发展趋势

亚麻酸于1917年首次被德国化学家Unger在夜来香油酸分离试验中发现。α-亚麻酸（Alpha Linolenic Acid，a-LNA）结构为全顺式9、12、15十八碳三烯酸，属ω-3系列多烯脂肪酸。由于不能在人体内合成，所以需从体外摄取后在体内代谢，可在体内转化为机体必需的生命活性因子DHA和EPA。富含α-亚麻酸的食品可分为2种：第一种是含有丰富的α-亚麻酸的天然食材，如核桃、松子等干果以及亚麻籽油、紫苏籽油等食用油。第二种是以α-亚麻酸为营养强化剂，以奶粉、米粉、饼干、面包等食品为基料，生产出的营养强化型食品。α-亚麻酸具有调节血脂，降低血压、血糖，增强免疫力、抗炎、抑制癌症的发生及转移，保护视力、提高记忆力，抗氧化、延缓衰老及减肥等生理功能。鉴于此，该文综述了α-亚麻酸的生理活性及纯化方法，重点讨论了纯化方法的问题及发展趋势，以期为α-亚麻酸在食品研发中的应用提供参考。

1　α-亚麻酸生理活性研究进展

1.1调节血脂作用

研究发现，α-亚麻酸有明显调节高脂大鼠的血脂作用。其调节血脂的主要方法为降低血清总胆固醇（TC）、甘油三酷（TG）、低密度脂蛋白（LDL）和极低密度蛋白（VLDL），升高血清高密度脂蛋白（HDL）[1]。用同剂量富含α-亚麻酸的猕猴桃籽给大鼠灌胃30 d，从对比数据上看，各剂量血清TC、TU水平均显著降低，而对血清HDL水平无显著影响[2]。由此可知，α-亚麻酸有辅助降低血脂的作用。

1.2抗炎作用

α-亚麻酸的代谢产物EPA是AA的同类物，通过竞争同一种酶系，产生前列腺素PGE3和5系白三烯LT5，抑制PGE2和LT4的产生。前列腺素PGE2和四系白三烯LT4可引起炎症反应，而PGE3和LT5对炎症活动几乎没有作用[3]。动物试验证实饲养EPA的动物，其试验性炎症水肿程度可降低[4]。所以，体内的α-亚麻酸可以起到良好的抗炎作用。

1.3抑制癌症

癌症的发生是由于有的细胞受到致癌因子的作用，不能正常完成细胞分化，因而变成了不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。而癌细胞产生后会分泌出二烯前列腺素，这种物质能抑制免疫细胞降低人体的免疫系统功能。α-亚麻酸的代谢产物EPA可直接减少癌细胞的生成，同时抑制二烯前列腺素的生成，提高免疫功能，使得癌细胞的扩散得到有效的控制[5]。曹景玉等探讨了α-亚麻酸对肝癌的抑制作用，发现其代谢产物DHA和EPA在一定浓度范围内呈剂量—时间依赖性方式抑制了HepG2细胞的生长增殖，作用一段时间后，经观察发现HepG2细胞呈典型的凋亡状态[6]。这就意味着α-亚麻酸能显著地控制癌症的转移，进一步起到抑制癌症的作用。

1.4保护视力与增强智力

DHA是神经系统细胞生长及维持的主要元素。在大脑皮层中DHA的含量占20.00%，在视网膜和视细胞中含量高达50.00%，如果缺失会导致视力下降。而作为DHA的前体物质，α-亚麻酸可提高和保护视力。英国调查人员发现补充亚麻油、维生素C和富含α-亚麻酸的鱼油都可以改善幼儿的注意力缺乏多动症[7]。在当下的婴幼儿奶粉中α-亚麻酸也占到一定的比例。脂肪酸为大脑提供所需能量，人脑能从事高度复杂工作，离不开高质量脂肪酸，所以一个强健的大脑离不开脂肪酸。α-亚麻酸是三个双键直链脂肪酸，可为脑神经细胞提供大脑形成和智商开发必需物质—DHA。α-亚麻酸对婴幼儿及青少年的生长发育有着巨大的贡献。

2　α-亚麻酸的纯化方法

2.1分子蒸馏法

分子蒸馏法是根据混合物各组分的分子在高真空条件下分子平均自由程差异而达到分离纯化的目的。在特定的温度和压力下，不同的分子由于有效直径不同，从而它们的平均自由程不同，分子蒸馏就是利用不同分子的平均自由程不同这一性质来对混合脂肪酸进行纯化。

在分子蒸馏术纯化花椒籽试验中，蒸馏温度低于120.0 ℃时，随着温度的升高，轻组分比例逐渐增多，重组分中的轻组分比例减少，α-亚麻酸在产品中的纯度逐渐增加。在确定的操作压力下，蒸馏温度过高对产品纯度的影响是不利的[8]。邱英华等认为蒸馏温度和蒸馏压力是影响该工艺最主要因素，降低蒸馏压力使α-亚麻酸纯度不断增加，分离效果愈加显著[9]。因此，在实际生产中应选择低压蒸馏。

分子蒸馏法操作是物理分离过程，可以很好地保护被分离物质不被外来物质污染，可连续化生产，更适用于现代工业化。但最终产品纯度较低，且设备能耗较高，投资成本大。单独应用时存在着局限性。

2.2冷冻结晶法

冷冻结晶法是在低温的条件下，依据混合脂肪酸各组分的凝固点差异进行分离，进而达到纯化多不饱和脂肪酸的目的。将混合脂肪酸溶解在丙酮或乙醇中，置于低温下，在溶液中短链脂肪酸较长链脂肪酸的溶解度低，饱和脂肪酸较不饱和脂肪酸的溶解度低，这种溶解度差异随温度降低表现更为显著。

利用单因素试验考察了冷冻温度和纯化时间对α-亚麻酸乙酯的纯化效果，确定了最佳冷冻结晶温度和时间分别为-30.0 ℃和20 h，且梯度降温可以提高α-亚麻酸乙酯的产率[10]。为从昆虫中获得多不饱和脂肪酸，王晓玲等采用低温结晶法对马尾松毛虫幼虫油脂中的多不饱和脂肪酸进行纯化，结果表明：结晶温度为-8.0 ℃，时间为18 h时，亚麻酸的含量明显提高[11]。

冷冻结晶法工艺原理简单，操作方便，有效成分不易发生变性反应。但其操作过程中温度要求苛刻，需要回收大量的有机溶剂，分离纯化效率不高，这限制了大规模的生产，但可以用于生产低成本的保健品类，从而满足中低层消费者的需求。

2.3尿素包合法

尿素分子在结晶过程中与饱和脂肪酸或单不饱和脂酸形成较稳定的晶体包合物析出，而多价不饱和脂肪酸由于双键较多、碳链弯曲，具有一定的空间构型，不易被尿素包合。采用过滤的方法除去饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸与尿素形成的包合物，就可得到较高纯度的多价不饱和脂肪酸[12]。

尿素与脂族化合物形成包合物的基本条件是碳链必须是大于4个碳原子的直链。包合过程在低温和惰性气氛下进行以确保α-亚麻酸的生理活性。在研究纯化杜仲籽中的α-亚麻酸最佳工艺条件试验中，当包合温度为-9.0 ℃，时间为12～17 h时，得到的最高纯度为82.63%[13]。宫宇嘉等人讨论出在相同条件下，随着包合时间的增加，有利于饱和脂肪酸与尿素形成包合物析出，α-亚麻酸质量浓度增大，当时间达到12 h后，尿素晶体不再析出，所以包合时间应在12 h左右[14]。

尿素包合法工艺简单、操作简便，生产成本低廉，操作温度较低，适合规模化生产，是富集各种不饱和脂肪酸的理想方法。但这种方法不能将碳链长度不同而饱和度相同或相近的脂肪酸分开，所以产物纯度低，还需与其他方法相结合才能提高产品纯度。

2.4银离子络合法

银离子络合法是根据脂肪酸碳碳双键数目不同来实现分离的。基于银离子与碳碳双键、脂肪酸双键越多，络合作用则越强的原理。α-亚麻酸分子中含有3个碳碳双键，与银离子通过配位键结合的方式形成稳定的亲水性极性络合物进入水相，而饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸保留在有机相，从而达到纯化α-亚麻酸的目的。

银离子的浓度很关键，其次是络合时间[15]，一般银离子浓度越高，α-亚麻酸越容易进入水相形成络合物。但是，浓度过高会使得解络合反萃取过程变得困难，所以银离子浓度应在2～6 mol/L。用银离子络合法提取核桃油中不饱和脂肪酸的试验，以硝酸银浓度为2 mol/L，在0.0 ℃条件下络合萃取2 h的条件下，最高提取纯度达到96.30%[16]。此方法为工业生产不饱和脂肪酸提供了理论依据，有着广泛的应用前景。

由于硝酸络合不需要很多的有机溶剂，且分离效果好、纯度高，此方法在实验室运用较多。但其产量小、成本高，难于进行大规模生产，工业化生产也会带来重金属污染和残留的问题，因此推广应用受到一定条件的限制。

2.5超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。通过改变系统的压力和温度，使混合脂肪酸各组分在超临界CO2流体中溶解度不同从而达到纯化目的。

用超临界CO2萃取分为4步：1）将CO2由常温常压状态转变为超临界状态；2）将超临界状态下的CO2导入萃取釜内，使其与物料充分接触，溶解出目标成分；3）将含有目标组分的超临界CO2流体导入到分离釜内，减压、降温，使目标组分与流体分离；4）收集得到目标组分，最后通过加压循环利用流体[17]。萃取压力29.75 MPa，萃取温度45.1 ℃，萃取时间175.8 min，萃取含量为28.23%[18]；萃取压力32.00 MPa，萃取温度为38.0 ℃，萃取时间90.0 min，含量为60.90%[19]。由此得出萃取时间、萃取压力、萃取温度对超临界CO2萃取工艺有显著的影响。

近些年，对超临界CO2萃取法研究较多，其具有操作简单、快捷、萃取率高、无杂质残留的优点。但目前超临界流体萃取的实际应用还很有限，主要是设备投资用度大，设计基础数据缺乏，设计经验不足。所以，研究者还需进一步突破局限，以便用于大规模的生产当中。

3　总结与展望

尿素包合法和冷冻结晶法这两种方法投资成本低，操作简单，是目前α-亚麻酸工业生产的主要方法。但随着科学技术的不断发展和人们对α-亚麻酸研究的不断深入，人们对α-亚麻酸的纯度要求也越来越高。传统、单一的纯化方法已难以满足人们的要求。因此，将两种或多种的富集纯化方法相结合，以达到了互补效果，提高α-亚麻酸的纯度。在当下医学研究和食品保健中，α-亚麻酸起到了重要的作用。另外，在孕妇、产妇和婴幼儿的食品研发中，α-亚麻酸具有很大的研发价值。故而α-亚麻酸及同类产品被国内市场看好，潜在市场广阔。增加其在药品、保健品、食品及食品添加剂等方面的开发利用，是一项很有经济利益和社会价值的工作，近年来吸引着越来越多的研究工作者介入这方面的研究，未来有关α-亚麻酸的食品研究必将取得更多可喜的成果。

[1]许继取.亚麻酸对高脂大鼠血脂影响及促进肝脏SR-BI表达机制研究[D].武汉：华中科技大学，2006.

[2]李加兴，李忠海，刘飞，等.α-亚麻酸的生理功能及其富集纯化[J].食品与机械2009，25（5）：172-177.

[3]尤丽菊，刘国玲.α-亚麻酸的药理作用[J].社区用药指导，2011（29）：10.

[4]罗红，黄冰，王静，等.EPA与DHA生理功能及合理应用研究进展[J].护理实践与研究2011，8（2）：73-76.

[5]李冀新，张超，罗小玲.α-亚麻酸研究进展[J].粮食与油脂期刊，2006，6（2）：10-12.

[6]曹景玉，吴力群，郭卫东，等.ω-3多不饱和脂肪酸对肝癌细胞生长抑制的作用及机制[J].中国普通过科杂志，2009，18（2）：150-155.

[7]王宏钊，缪珊，孙纪元.α-亚麻酸的药理研究进展[J].国际药学研究杂志，2007，34（4）.

[8]谢静，阚建全.分子蒸馏技术纯化花椒籽油中α-亚麻酸的研究[J].食品工业科技，2010（10）：294-296.

[9]邱英华，王玉海，秦志喧，等.分子蒸馏法提纯蚕蛹α-亚麻酸[J].粮食与油脂，2012（2）：23-25.

[10]王振，胡淑珍，门雪峰，等.α-亚麻酸乙酯纯化工艺研究[J].食品科技，2013，38（10）：194-197.

[11]王晓玲，杨青，刘高强，等.低温结晶法富集马尾松毛虫幼虫中的多不饱和脂肪酸[J].食品与发酵工业，2010，36（9）：70-73.

[12]周端，王晓宇，李道明，等.α-亚麻酸不同富集纯化方法的比较[J].中国油脂，2013（38）：77-80.

[13]孙兰萍，许晖，马龙，等.尿素包合法富集纯化杜仲籽油α-亚麻酸的工艺优化[J].食品工业科技，2013 （11）：26.

[14]宫宇嘉，王鑫，徐丽萍.尿素包合法纯化α-亚麻酸方法的研究[J].哈尔滨商业大学学报2014，30（4）：500-505.

[15]周端，王晓宇，李道明，等.α-亚麻酸不同富集纯化方法的比较[J].中国油脂，2013（38）：77-80.

[16]靳革，孙凯，崔新宇，等.银离子络合法提取核桃油中不饱和脂肪酸[J].光谱实验室2012，29（4）：2286-2290.

[17]马养民，杜小晖，冯成亮，等.α-亚麻酸提取纯化方法的研究进展[J].粮油加工，2008（10）：69-72.

[18]马志虎，侯喜林，张亚双，等.响应面法优化超临界CO2萃取栝楼籽油[J].中国粮油学报，2010，25（7）：67-10.

[19]马立志.均匀设计优选超临界CO2萃取猕猴桃籽中α-亚麻酸[J].安徽农业科学，2009，37（9）：4265-4332.

Research Progress on a-linolenic Acid Purification Technology

Zhan Wenlin，Lv Ning，Zhang Lei，Zhao Xueqin，Su Yize，Zhao Qianyun
（School of Chemistry and Environmental Science，Shanxi University of Technology，Hanzhong 723000，China）

Essential polyunsaturated fatty acids for human health，alpha linolenic acid has adjust blood lipid，anti-inflammatory，improve intelligence and other physiological function. Based on this，the research progresses of alpha linolenic acid purification technology were reviewed，the principle and application prospects of various methods were summarized，and for its future development trend was prospectedalso.

α- linolenic acid； The physiological role； Purification； Development trend

TS221

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.04.012

展雯琳（1996-），女，汉族，新疆尉犁人，主要研究方向：为化学工程与工艺专业。