CN101781187A - 一种固碱催化制备共轭亚油酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用植物油脂固碱催化制备共轭亚油酸的方法,其选用棉籽油、红花籽油、大豆油、葵花籽油、碱蓬籽油、米糠油及玉米胚芽油中任何一种为原料,用固碱催化异构化、过滤固碱、酸化、盐洗、水洗、冷冻分离固体脂肪酸、液体脂肪酸尿素络合提纯出共轭亚油酸。本发明的方法共轭亚油酸转化率大于96%,本固体碱催化剂具有催化效率高,稳定性好,容易分离,催化剂再生性能好等特点,对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种固碱催化制备共轭亚油酸的方法。
技术背景
活性油脂共轭亚油酸(conjugated linoleic acid,以下简称CLA)是一组天然存在于食物中的一系列在碳9、11或10、12位具有共轭双键的亚油酸的位置和几何异构体,是必需脂肪酸—亚油酸(Linoleic Acid,LA)分子的几种位置与几何异构体的通称,理论上讲,存在8种几何异构体,即c9,c11;c9,t11;t9,c11;t9,t11;c10,c12;c10,t12;t10,c12和t10,t12CLA,其中,c9,t11和t10,c12是最具生理活性的成份。其之所以倍受国内外关注,主要是因为它具有极高的生理活性。(1)能显著降低血液中总胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇的水平,具有抗动脉硬化和抗血栓的功能。(2)调节免疫功能的作用。(3)它具有显著的抗癌功能。(4)共轭亚油酸能诱导能量的利用,改变脂肪新陈代谢的方式,使脂肪显著减少,同时增加肌肉组织水分和骨灰的含量,起到减肥的作用。(5)共轭亚油酸可以提高人体某些生理状态,如提高体内维生素的水平及防止糖尿病的进一步发展。(6)具有高效的抗氧化性,可以作为抗氧化剂添加到食品中,防止食品的氧化和霉菌的产生。(7)用于妇、婴幼儿的保健,防止不孕、哺乳困难及婴儿生长缓慢等症。
制备共轭亚油酸的方法有:1、蓖麻油合成共轭亚油酸(美国文献,1997,J.Am.Oil Chem Soc)。2、油酸烯丙醇脱水法(美国文献,1994,J.Am.Oil ChemSoc)。3、亚麻油催化异构化方法(美国专利US5719301)。5、微生物发酵法(美国专利US5856149)。6、酶催化亚油酸异构化法(欧洲专利EP5719301)。7、室温下制备共轭亚油酸方法(美国专利US5892074)。8、碱性异构化法(美国专利US5760082、US5986116、US5554646)。上述多种方法由于转化率低、技术繁杂、生产成本高、规模工业化生产难、毒性大等因素,难于推广应用。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能提高普通植物油脂附加值、转化率高、成本低的固碱催化制备共轭亚油酸的方法。
本发明的固碱催化生产共轭亚油酸的方法是:以植物油脂为原料,在固体碱催化剂及溶剂存在的条件下,冲入惰性保护气体进行异构化反应,异构化反应条件是固体碱催化剂用量为油脂原料质量的1-18%,油脂原料质量:溶剂质量比为1∶1-6,反应温度为100-220℃,反应时间0.5-5小时,之后,分离出固体碱催化剂,再经酸化、盐洗、水洗,并在0-12℃条件下、恒温10-60小时冷冻分离固体脂肪酸,最后液体脂肪酸采用尿素络合提纯出共轭亚油酸,其中乙醇尿素溶液中尿素与乙醇质量比为1∶1.5-2.8,液体脂肪酸与尿素质量比为1∶0.5-0.9。
所述的植物油脂为棉籽油、红花籽油、大豆油、葵花籽油、碱蓬籽油、米糠油及玉米胚芽油中任意一种。
所述的固体碱催化剂是:水滑石、BaO、SrO、CaO、MgO、氧化镧、氧化钕、二氧化铈、氢氧化钡、CaO/Al2O3、CaO/MgO、CaO/Mg(Al)O、CaO/SiO2负载型固体碱中的任意一种。
所述的溶剂是乙二醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜及1,2-丙二醇中的任意一种。
所述的惰性保护气体为氮气。
上述的CaO/Al2O3、CaO/MgO、CaO/Mg(Al)O、CaO/SiO2负载型固体碱催化剂制备方法为:以10%-40%Ca(NO3)2、Ca(AC)2、CaCO3、Ca(OH)2、硬脂酸钙溶液中的至少一种为钙源,以Al2O3、MgO、Mg(Al)O、SiO2中的至少一种为载体,浸渍1-3次,在20-150℃的条件下干燥5-20小时,300-900℃下煅烧5-30小时,即得。
载体Al2O3、MgO、Mg(Al)O分别由碱式碳酸镁、拟薄水铝石、水滑石于500℃-800℃下煅烧6-10小时制得。载体SiO2需在500℃-600℃下煅烧4-10小时以稳定其晶格结构。
本发明的固碱催化生产共轭亚油酸的方法,共轭亚油酸转化率大于96%,所采用的固体碱催化剂具有催化效率高,稳定性好,容易分离,催化剂再生性能好等特点。
具体实施方式
实施例1:
一种固碱催化制备共轭亚油酸的方法是:
1、CaO/MgO负载型固体碱催化剂制备方法:以22.5%Ca(AC)2溶液为钙源,以MgO为载体,浸渍1次,在90℃的条件下干燥10小时,700℃下锻烧9小时,载体MgO由碱式碳酸镁在700℃煅烧8小时制得。
2、异构化:将90g 1,2-丙二醇与5g CaO/Mg负载型固体碱催化剂混合,冲入氮气,搅拌,开冷凝水,加热至160℃,加入50g棉籽油,恒温160℃在氮气保护下反应3小时,将反应物冷却至40℃,过滤出CaO/MgO负载型固体碱催化剂,搅拌,加入4N盐酸溶液至PH值小于2,静置30分钟,放掉下层废液,将留存的油相物料,加入100ml 3%食盐热水,洗涤,静置,放掉下层废液,如此重复二至三次;加入100g热水洗涤,洗涤,静置,放掉下层废液,如此重复二至三次,洗至洗涤水的PH值为中性为止,将洗涤好的油相物料在90℃下,真空脱水30分钟。
3、冷冻分离:将上述油相搅拌冷却至4℃,恒温48小时,离心分离出固相和油相,固相为固体脂肪酸,油相为粗共轭亚油酸。
4、尿素包络提纯:按粗共轭亚油酸与尿素质量比为1∶0.62;尿素与乙醇质量比为1∶1.8配料,将配好料的乙醇和尿素混合搅拌,加热,使乙醇明显回流,尿素溶解过程控制在82℃,时间2小时,待尿素溶解后,加入粗共轭亚油酸,降温至63℃,反应3小时,过滤,液相蒸去乙醇(回收乙醇),室温下静置8小时,过滤,液相用90℃水洗涤四次至PH为6-7,在90℃下,真空脱水30分钟得到纯度高的共轭亚油酸。共轭亚油酸转化率大于96%。
实施例2:
一种固碱催化制备共轭亚油酸的方法是:
1、CaO/Al2O3负载型固体碱催化剂制备方法:以30%Ca(NO3)2溶液为钙源,以Al2O3为载体,浸渍2次,在90℃的条件下干燥10小时,700℃下锻烧10小时。载体Al2O3由拟薄水铝石在700℃煅烧9小时制得。
2、异构化:将80g 1,2-丙二醇和6g CaO/Al2O3负载型固体碱催化剂混合,冲入氮气,搅拌,开冷凝水,加热至170℃,加入50g红花油,恒温160℃在氮气保护下反应2小时,将反应物冷却至40℃,过滤出CaO/Al2O3负载型固体碱催化剂,搅拌,加入4N盐酸溶液至PH值小于2,静置30分钟,放掉下层废液,将留存的油相物料,加入100ml 3%食盐热水,洗涤,静置,放掉下层废液,如此重复二至三次;加入100g热水洗涤,洗涤,静置,放掉下层废液,如此重复二至三次,洗至洗涤水的PH值为中性为止,将洗涤好的油相物料在90℃下,真空脱水30分钟。
3、冷冻分离:将上述油相搅拌冷却至5℃,恒温40小时,离心分离出固相和油相,固相为固体脂肪酸,油相为粗共轭亚油酸。
4、尿素包络提纯:按粗共轭亚油酸与尿素质量比为1∶0.72;尿素与乙醇比为1∶1.5配料,将配好料的乙醇和尿素混合搅拌,加热,使乙醇明显回流,尿素溶解过程控制在83℃,时间2小时,待尿素溶解后,加入粗共轭亚油酸,降温至63℃,反应3小时,过滤,液相蒸去乙醇(回收乙醇),室温下静置8小时,过滤,液相用90℃水洗涤四次至PH为中性为止,在90℃下,真空脱水30分钟得到纯度高的共轭亚油酸。共轭亚油酸转化率大于96%。
Claims (3)
1.一种固碱催化制备共轭亚油酸的方法,其特征在于:它包括以下步骤:以植物油脂为原料,在固体碱催化剂及溶剂存在的条件下,冲入惰性保护气体进行异构化反应,异构化反应条件是固体碱催化剂用量为油脂原料质量的1-18%,油脂原料质量:溶剂质量比为1∶1-6,反应温度为100-220℃,反应时间0.5-5小时,之后,分离出固体碱催化剂,再经酸化、盐洗、水洗,并在0-12℃条件下、恒温10-60小时冷冻分离固体脂肪酸,最后液体脂肪酸采用尿素络合提纯出共轭亚油酸,其中乙醇尿素溶液中尿素与乙醇质量比为1∶1.5-2.8,液体脂肪酸与尿素质量比为1∶0.5-0.9;
所述的固体碱催化剂是:水滑石、BaO、SrO、CaO、MgO、氧化镧、氧化钕、二氧化铈、氢氧化钡、CaO/Al2O3、CaO/MgO、CaO/Mg(Al)O、CaO/SiO2负载型固体碱中的任意一种;
所述的溶剂是乙二醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜及1,2-丙二醇中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的固碱催化制备共轭亚油酸的方法,其特征在于:所述的植物油脂为棉籽油、红花籽油、大豆油、葵花籽油、碱蓬籽油、米糠油及玉米胚芽油中任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的固碱催化制备共轭亚油酸的方法,其特征在于:上述的CaO/Al2O3、CaO/MgO、CaO/Mg(Al)O、CaO/SiO2负载型固体碱催化剂制备方法为:以10%-40%Ca(NO3)2、Ca(AC)2、CaCO3、Ca(OH)2、硬脂酸钙溶液中的至少一种为钙源,以Al2O3、MgO、Mg(Al)O、SiO2中的至少一种为载体,浸渍1-3次,在20-150℃的条件下干燥5-20小时,300-900℃下煅烧5-30小时,即得。
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