基本信息
- 项目名称：
- 尿素包合法分离γ-亚麻酸参数优化及结晶物观察
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 尿素包合法因操作及设备简单、成本低廉、且尿素包合物形成后，可有效保护双键不受氧化，较完全地保留其生理活性，被广泛用于脂肪酸的分离纯化。但纵观尿素包合法的研究大多数只研究优化包合工艺以提高其纯度和产率。本作品重点考察不同因素及交互作用对月见草油中脂肪酸包合效果的影响，用显微镜观察不同工艺组合下包合结晶物的结构、形状、直径大小及数量多少指标，为进一步剖析整个包合原理及工艺优化提供坚实的基础和理论参考。
- 详细介绍：
- 本课题拟研究的主要问题、重点和难点： 设计正交试验，利用气相色谱法检测各组合γ-亚麻酸的纯度，观察其在不同因素条件下晶体形态、大小及数量的变化来直观地对包合工艺进行理论指导，优化其工艺条件。 理论意义和实践意义： 本项目研究不同因素（不同配比、包合时间、包合温度）的正交组合对尿素包合结晶物的影响及最优组合的选择，并观察其在不同因素条件下晶体形态、大小及数量的变化，可以直观地对包合工艺进行理论指导，优化其工艺条件。 另外本作品重点考察了不同因素及其交互作用对月见草油中脂肪酸包合效果的影响，同时采用显微镜观察不同工艺组合下包合结晶物的结构、形状、直径大小以及数量多少等指标，为进一步剖析整个包合原理及工艺优化提供坚实的基础和理论参考。 创新点：本作品直接利用显微镜简便而又快速地观测不同因素条件（包合时间、包合温度、包合次数、乙醇浓度及原料配比）下尿素包合结晶物的形态结构及数量，并分析整个尿素包合过程中脂肪酸组成变化，研究不同包合工艺参数对包合工艺的影响。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 直接利用显微镜简便而又快速地观测不同因素条件（包合时间、包合温度、包合次数、及乙醇浓度、原料配比）对于尿素包合结晶物形态的影响，结合其量变趋势，并对整体尿素包合过程中脂肪酸组成予以分析，就可更有力说明不同包合工艺参数对包合工艺的影响，为进一步剖析整个包合原理，及优化、指导包合工艺提供坚实的基础和理论参考。
科学性、先进性及独特之处
- 尿素包合法分离混合脂肪酸酯，主要是基于脂肪酸的不饱和程度和碳链长度不同的特点而进行的。纵观尿素包合法的应用研究来看，基本上都是通过设计不同包合工艺参数，从而优化包合工艺以提高其纯度和产率，而在包合结晶物的研究上，通过观察包合结晶物受不同包合因素的影响，所造成其结构、形状、直径大小以及数量多少的差别变化，来反映尿素包合原理，进一步优化包合工艺的文献报道并未多见。
应用价值和现实意义
- 观测不同因素条件（包合时间、包合温度、包合次数、及乙醇浓度、原料配比）对于尿素包合结晶物形态的影响，结合其量变趋势，并对整体尿素包合过程中脂肪酸组成予以分析，就可更有力说明不同包合工艺参数对包合工艺的影响，为进一步剖析整个包合原理，及优化、指导包合工艺提供坚实的基础和理论参考。
学术论文摘要
- 研究不同因素（不同配比、包合时间、包合温度）的正交组合对尿素包合结晶物的影响及最优组合的选择，为进一步优化包合工艺提供理论参考。方法：设计正交试验，采用显微镜观察不同正交组合的工艺参数条件下尿素包合结晶物的形态、直径大小，利用气相色谱法检测各组合γ-亚麻酸的纯度。结果：正交试验的结果表明：脂肪酸与尿素的配比、包合温度、包合时间对尿素包合结晶物的形态和直径大小的影响较为明显，且3个因素及其之间的交互作用对γ-亚麻酸纯度的影响达到显著或极显著水平，最优组合为脂肪酸与尿素配比为1︰3、包合温度为-15 ℃、包合时间为24 h。结论：在最佳组合工艺条件下，γ-亚麻酸的纯度达到95.575 9%；通过观察尿素包合结晶物的形态及量变趋势，来反映并优化指导包合工艺是可行的。
获奖情况
- 2011年3月在南阳理工学院第八届“挑战杯”大学生课外学术科技竞赛中获得一等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 惠琴，鲍时翔.多价不饱和脂肪酸分离与纯化技术进展[J].中国油脂，1999，24（2）：32. [2] 慕鸿雁，裘爱泳.γ-亚麻酸生理功能、资源及分其离纯化[J].粮食与油脂，2004，（10）：12 . [3] 刘凤霞，高秋华，薛刚，等.高纯度γ-亚麻酸包合工艺研究Ⅰ-皂化值及皂化反应[J].中国中药杂志，2005，30（5）：343. [4] 刘凤霞，高秋华，薛刚，等.γ-亚麻酸包合工艺优化研究[J].中成药，2005，27（7）：761. [5] 薛刚，黄开勋，刘凤霞，等.γ-亚麻酸以柱色谱和甲酯化纯化的正交试验[J].中国医药工业杂志，2005，36（6）：340. [6] 陈洁.油脂化学[M].北京：化学工业出版社，2004：190. [7] 胡小泓，张新才，周临桃，等.尿素包合物固相中回收脂肪酸的工艺研究[J].食品科学，2005，26（11）：141.
同类课题研究水平概述
- 月见草油中γ-亚麻酸（gamma linlenic acid，GLA）因其特殊的生理生化功能成为近年来的研究的重点，对于分离纯化目前国内外普遍采用尿素包合法。尿素的结晶呈四方体，在典型的尿素包合物[3]中，存在着广泛的氢键主体晶格，由平行的一维无交叉六方管道组成，其内部是紧密堆积的客体分子。当与直链脂肪酸共存时变为六面体晶体，直链饱和脂肪酸最容易进入六面体晶体的管道内，而形成尿素包合物。而不饱和脂肪酸中的双键越多，越难进入晶体的管道内，双键使分子体积增大，较难形成尿素包合物。根据这个性质，可以将高不饱和脂肪酸与饱和及低不饱和脂肪酸分开，达到分离的目的。 目前对尿素包合法的研究大部分为直接对工艺条件进行优化，很少通过对尿素包合结晶物的变化，为工艺优化提供参考。其中Hayes D G通过考察尿素包合结晶物的形态和大小变化，反映了快速降温和缓慢降温对于尿素包合结晶物的大小和不饱和脂肪酸分离纯化效果。但是有关脂肪酸与尿素的配比、包合温度、包合时间对尿素包合结晶物的大小和形态和不饱和脂肪酸的分离纯化效果影响的研究未见报道。 本课题拟研究的主要问题、重点和难点： 设计正交试验，利用气相色谱法检测各组合γ-亚麻酸的纯度，观察其在不同因素条件下晶体形态、大小及数量的变化来直观地对包合工艺进行理论指导，优化其工艺条件。 理论意义和实践意义： 本项目研究不同因素（不同配比、包合时间、包合温度）的正交组合对尿素包合结晶物的影响及最优组合的选择，并观察其在不同因素条件下晶体形态、大小及数量的变化，可以直观地对包合工艺进行理论指导，优化其工艺条件。 预期效益： 月见草油含γ-亚麻酸只有8--11％，每公斤只能提取60-80克γ-亚麻酸，生产100克二高γ-亚麻酸约需5000元(每克γ-亚麻酸140元)，本项目的研究成果工艺成熟后每100克可节约资金9000元。高纯度的γ-亚麻酸可作为药用或食用保健品，具有较高的药用价值和市场前景。通过观察尿素晶体形态、大小及数量的变化，可以直观地指导包合工艺，优化其工艺条件。
