本發(fā)明涉及一種用模擬移動床色譜分離純化二十碳五烯酸(epa)酯和二十二碳六烯酸(dha)酯的方法。

背景技術(shù)：

二十碳五烯酸(epa)和二十二碳六烯酸(dha)是存在于深海魚油中的兩種重要活性物質(zhì)，對人體健康有著多種生理功效。例如，epa能夠抑制血栓的形成，降低甘油三酯，從而避免心腦血管疾病的發(fā)生；dha則能促使腦細(xì)胞突起再度延伸，提高腦細(xì)胞間的信息傳遞能力，故可促進(jìn)嬰幼兒大腦發(fā)育，亦可預(yù)防老年性癡呆。

魚油中的epa和dha主要以甘油酯的形式，一般先對魚油進(jìn)行甲酯化或乙酯化處理，將其中epa和dha的甘油酯轉(zhuǎn)化為epa和dha的甲酯或乙酯，然后再分離純化。目前已報道了多種從酯型魚油中富集epa和dha甲酯或乙酯的工藝技術(shù)，如分子蒸餾、尿素包合、低溫結(jié)晶、萃取等，但這類初級分離方法所得epa和dha的純度有限，故還需進(jìn)一步精制方能制得高純epa和dha。

綜合文獻(xiàn)報道，制備高純epa酯和高純dha酯的方法有硝酸銀涂敷硅膠層析法、陰離子交換樹脂層析法、高效液相色譜法和超臨界色譜法等。但這些方法屬間歇操作，有機(jī)溶劑消耗大，而固定相利用率低，為克服這些缺點(diǎn)，巴斯夫公司開發(fā)了模擬移動床色譜連續(xù)分離epa酯和dha酯的工藝，這種工藝循環(huán)使用洗脫劑，故溶劑消耗少，且固定相利用率高，因而能夠降低生產(chǎn)成本。

酯型魚油中，除了epa酯和dha酯外，還含有其它至少三種組分，如按反相c18硅膠色譜柱上的出峰順序分類，這些組分可分為：前雜，即比epa酯出峰早的組分；中雜，即出峰介于epa酯和dha酯之間的組分；后雜，即比dha酯出峰晚的組分。而常規(guī)模擬移動床一次只能將一個混合物分成兩個餾分，故共需4次模擬移動床操作才能酯型魚油中制得epa酯和dha酯。例如，一次smb操作將酯型魚油分成兩個餾分：餾分1含epa酯和前雜，餾分2含中雜、dha酯和后雜；然后再分別經(jīng)一次和二次smb操作分離出epa酯和dha酯，這無疑使得smb分離純化工藝較為復(fù)雜，同時還增加了設(shè)備成本和溶劑消耗，有必要開發(fā)更為實用、合理的分離工藝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種更加簡化、設(shè)備成本低和溶劑消耗量少的用模擬移動床色譜分離純化二十碳五烯酸(epa)酯和二十二碳六烯酸(dha)酯的方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種用模擬移動床色譜分離純化二十碳五烯酸酯和二十二碳六烯酸酯的方法：采用的模擬移動床色譜由i區(qū)、ii區(qū)和iii區(qū)構(gòu)成，每個區(qū)均由一根以上的色譜柱串聯(lián)而成；i區(qū)位于洗脫液入口與萃取液出口之間，ii區(qū)位于萃取液出口與進(jìn)料口之間，iii區(qū)位于進(jìn)料口與萃余液出口之間；

(1)去除前雜和后雜：配制溶液1和溶液2，其中溶液2中具有強(qiáng)洗脫能力的溶劑的體積百分含量高于溶液1中具有強(qiáng)洗脫能力的溶劑的體積百分含量，然后將原料溶于溶液1配制成原料液；分別將原料液從進(jìn)料口、溶液2從洗脫液入口流入模擬移動床；進(jìn)料一段時間后，用溶液1替換原料液從進(jìn)料口流入模擬移動床，溶液2仍然從洗脫液入口流入模擬移動床，與此同時，分別從萃余液出口收集前雜，從萃取液出口收集后雜；

(2)回收epa酯和dha酯：調(diào)整流入ii區(qū)和iii區(qū)的液相流量和組成，或者調(diào)整切換時間，使中雜仍被截留在系統(tǒng)內(nèi)，而epa酯跟隨液相前移而從萃余液出口流出，dha酯跟隨柱子切換后退而從萃取液出口流出；

(3)回收中雜：將截留在模擬移動床內(nèi)部的目標(biāo)組分沖洗出模擬移動床進(jìn)行回收。

本發(fā)明上述的前雜，即比epa酯出峰早的組分；中雜，即出峰介于epa酯和dha酯之間的組分；后雜，即比dha酯出峰晚的組分。

溶劑相對于待測組分的溶解能力強(qiáng)的話,更容易將吸附在固定相上的待測組分溶解并帶走，加快了待測組分在色譜柱中的吸附—解吸—再吸附—再解吸的過程,也就使待測組分能更快流出,這在色譜分析中被稱為溶劑的洗脫能力強(qiáng)。

本發(fā)明溶液2中具有強(qiáng)洗脫能力的溶劑的體積百分含量高于溶液1中具有強(qiáng)洗脫能力的溶劑的體積百分含量；其中構(gòu)成溶液1和2的成分或組分可以相同，而溶液2中強(qiáng)洗脫能力的組分體積百分比含量高于溶液1中強(qiáng)洗脫能力的組分體積百分比含量。

本發(fā)明步驟(1)中ii區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力強(qiáng)于iii區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力，使得ii區(qū)內(nèi)部的epa酯和dha酯跟隨液相前移，而iii區(qū)內(nèi)部的epa酯、dha酯和中雜(先于dha酯但后于epa酯出峰的物質(zhì))則跟隨柱子切換往ii區(qū)逆向移動，這三個組分由此而被截留在ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部并逐步積累，與此同時，ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部的前雜(先于epa酯出峰的物質(zhì))則跟隨液相前移而從萃余液出口流出，iii區(qū)和ii區(qū)內(nèi)部的后雜(后于dha酯出峰的物質(zhì))則跟隨柱子切換后退而從萃取液出口流出。

上述步驟(1)～(3)步驟完成后，重新開始第二批次的分離，即進(jìn)料—純化—回收—進(jìn)料—純化—回收，如此輪回操作。

上述分離方法的要點(diǎn)在于步驟(1)和步驟(2)中，使ii區(qū)液相的洗脫能力強(qiáng)于iii區(qū)液相的洗脫能力，只有這樣才能夠有選擇地使相應(yīng)的分離組分在ii區(qū)內(nèi)部的遷移速率大于其在iii區(qū)內(nèi)部的遷移速率，然后選擇合適的切換時間，使相關(guān)組分在ii區(qū)跟隨液相前進(jìn)，而在iii區(qū)則跟隨柱子切換后退，從而將相關(guān)組分截留在系統(tǒng)內(nèi)。例如，在步驟(1)中，dha酯、epa酯和中雜全部被截留在系統(tǒng)內(nèi)；在步驟(2)中，僅將中雜截留，dha酯和epa酯則分別從萃取口和萃余口流出系統(tǒng)。而在常規(guī)模擬移動床的常規(guī)分離方法中，因ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力相同，故所有分離組分在ii區(qū)的遷移速率必定小于其在iii區(qū)的遷移速率，這無法將相關(guān)組分截留在ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部。

本發(fā)明上述分離方法所采用的模擬移動床色譜，每隔一定時間，洗脫液入口和進(jìn)料口均沿液體流動方向切換至下一根柱子入口，而萃余液出口和萃取液出口沿液體流動方向切換至下一根柱子出口。

根據(jù)上述分析，只要能夠使ii區(qū)液相洗脫能力比iii區(qū)液相洗脫能力強(qiáng)，就能將目標(biāo)組分截留在ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部，從而與其他組分分離。因此，本發(fā)明還可以將上述模擬移動床的i區(qū)與ii區(qū)斷開，其他結(jié)構(gòu)不變，同樣可以采用上述分離方法；此時，將溶液2從ii區(qū)入口直接流入模擬移動床，使ii區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力強(qiáng)于iii區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力；用另外一個溶液3從洗脫液入口流入模擬移動床，并將i區(qū)流出液全部收集為萃取液；其它操作同上述i區(qū)與ii區(qū)未斷開的模擬移動床色譜分離方法，也可實現(xiàn)一次分離三組分混合物的目的。

本發(fā)明上述溶液3的組成并無嚴(yán)格要求，只要能夠?qū)區(qū)內(nèi)部的溶質(zhì)沖洗完全即可。

在上述分離方法步驟(1)中，隨著原料液的加入，dha酯、中雜和epa酯必然在ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部不斷積累，最終ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部的色譜柱會達(dá)到吸附飽和，以至于目標(biāo)組分從萃余液中泄漏，此時色譜柱利用率達(dá)到最大，如果繼續(xù)進(jìn)料，并不能增加色譜柱的利用率，反而只是浪費(fèi)時間和動力；反過來，如ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部色譜柱尚未達(dá)到飽和即停止進(jìn)料，則未能充分利用色譜柱。故應(yīng)盡可能讓ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部的色譜柱剛好達(dá)到吸附飽和，這可通過檢測萃余液出口組成來予以判斷，此時目標(biāo)組分剛好開始從萃余液中泄露。因此，作為優(yōu)選，當(dāng)目標(biāo)組分在ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部不斷積累，直到色譜柱吸附飽和以至于目標(biāo)組分剛開始從萃余液中泄漏時，用溶液1替換進(jìn)料液。

在上述分離方法步驟(1)的純化操作中，隨著前雜不斷流出iii區(qū)和后雜不斷地流出ii區(qū)，ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部的dha和epa被不斷純化。作為優(yōu)選，當(dāng)前雜和后雜都去除干凈，直到萃余液中的前雜和萃取液中的后雜含量都為0時，停止步驟(1)操作，這十分有利于接下來的回收操作----步驟(2)。

當(dāng)前雜和后雜都被去除后，開始步驟(2)回收dha酯和epa酯。此時可以采用多種方案：先回收dha酯，再回收epa酯；或先回收epa酯，再回收dha酯；或同時回收dha酯和epa酯。無論采用何種方案，均保證中雜仍被截留在系統(tǒng)內(nèi)而不流出，這可通過調(diào)整切換時間、ii區(qū)和iii區(qū)流量等措施來實現(xiàn)。當(dāng)dha酯和epa酯的回收率達(dá)到要求后，轉(zhuǎn)入步驟(3)。

步驟(3)的主要目的是回收中雜，并為下一批次分離作準(zhǔn)備，最簡單的方法是依次單獨(dú)沖洗各根柱子。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1.本發(fā)明采用三區(qū)結(jié)構(gòu)的模擬移動床從含有五種及以上組分的酯型魚油中同時分離出epa酯和dha酯，采用ii區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力強(qiáng)于iii區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力這一措施，使epa酯和dha酯以及中雜在ii區(qū)內(nèi)部跟隨液相往iii區(qū)移動，而在iii區(qū)內(nèi)部則跟隨柱子切換往ii區(qū)逆向移動，從而能夠?qū)pa酯和dha酯截留在ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部，然后調(diào)整操作條件有選擇地釋放出epa酯和dha酯，實現(xiàn)使用模擬移動床一次性分離出兩種目標(biāo)組分的目的，且節(jié)省溶劑和設(shè)備消耗，降低了成本。

2.本發(fā)明的方法也可如附圖2所示，將模擬移動床的i區(qū)與ii區(qū)斷開，洗脫液2直接從ii區(qū)入口流入模擬移動床，而用另一個可將i區(qū)內(nèi)部的溶質(zhì)洗脫完全的溶液沖洗i區(qū)，并將i區(qū)流出液全部收集為萃取液。

3.本發(fā)明的方法分離對象相當(dāng)于一個五元混合物(a+b+c+d+e)；其先將(b+c+d)截留在系統(tǒng)內(nèi)而分離出前雜a和后雜e，然后通過改變操作條件，使目標(biāo)物b和d分別從萃余和萃取口流出，而中雜c則仍留在系統(tǒng)內(nèi)，最后回收中雜，重新開始下一輪操作；相較于傳統(tǒng)分離三元混合物(a+b+e)，采用的先將b截留在系統(tǒng)內(nèi)而分離出前雜a和后雜e，然后將目標(biāo)物b回收的方法完全不同；本申請需要分離的組分更加復(fù)雜，具體實現(xiàn)分離獲得目標(biāo)組分采用的技術(shù)方案也相較于傳統(tǒng)三組分分離的方法更具有創(chuàng)造性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明采用三個區(qū)的模擬移動床色譜同步dha酯和epa酯的工藝流程示意圖。

圖2為本發(fā)明采用三個區(qū)的模擬移動床色譜，且i區(qū)與ii區(qū)斷開的同步分離dha酯和epa酯的工藝流程示意圖。

圖3為傳統(tǒng)模擬移動床設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1至3所示：1-洗脫液入口，2-萃取液出口，3-進(jìn)料口(原料液進(jìn)口或溶液1進(jìn)口)，4-萃余液出口，5-ii區(qū)入口。

具體實施方式

下面詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。酯型魚油購自北京創(chuàng)新通恒科技有限公司。在反相硅膠柱上，出峰順序依次為前雜、epa酯、中雜、dha酯和后雜，用本發(fā)明提出的模擬移動床分離方法從酯型魚油中分離出epa酯和dha酯。

色譜柱裝填c18硅膠，流動相選用乙醇、甲醇或乙腈的水溶液；原料為混合多不飽和脂肪酸甲酯或混合多不飽和酸乙酯，其中epa酯和dha酯的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％～30％。

1.模擬移動床色譜分離系統(tǒng)

模擬移動床色譜分離系統(tǒng)為德國knauer公司產(chǎn)csp9116，包括洗脫液泵p1、ii區(qū)內(nèi)部循環(huán)泵p2、進(jìn)料泵p3和iv區(qū)內(nèi)部循環(huán)泵p4和色譜柱。如圖3所示，ii區(qū)和iv區(qū)內(nèi)部流量分別由ii區(qū)和iv區(qū)內(nèi)部的循環(huán)泵p2和p4控制，而i區(qū)流量則由iv區(qū)內(nèi)部循環(huán)泵p4與洗脫液泵p1共同控制，iii區(qū)內(nèi)部流量由ii區(qū)內(nèi)部循環(huán)泵p2和進(jìn)料泵p3共同控制，操作溫度35℃。每隔一定時間，洗脫液入口和進(jìn)料口均沿液體流動方向切換至下一根柱子入口，而萃余液出口和萃取液出口沿液體流動方向移動至下一根柱子出口。該分離系統(tǒng)采取適當(dāng)措施，可實現(xiàn)本發(fā)明提出的從酯型魚油中分離epa酯和dha酯的模擬移動床分離方法，例如關(guān)閉iv區(qū)內(nèi)部循環(huán)泵，即可實現(xiàn)圖1或圖2所示的相當(dāng)于三個區(qū)模擬移動床的分離方法。

2.分離步驟

1)去除前雜和后雜：用不同比例的甲醇和水配制溶液1和溶液2(溶液2中具有強(qiáng)洗脫能力的甲醇的體積百分比高于溶液1中甲醇的體積百分比)，將原料溶于溶液1配制成原料液，然后將原料液和溶液2分別從進(jìn)料口3和洗脫液入口1流入模擬移動床，與此同時，從萃余液出口4收集前雜，從萃取液出口2收集后雜，當(dāng)萃余液中剛開始出現(xiàn)目標(biāo)組分時，停止進(jìn)料，并將原料液換成溶液1從進(jìn)料口流入模擬移動床，溶液2仍從洗脫液入口流入模擬移動床，與此同時，分別從萃余液出口4收集前雜、萃取液出口2收集后雜，當(dāng)模擬移動床內(nèi)部的前雜和后雜全部去除干凈直到萃余液和萃取液中的前雜和后雜含量均為0時，停止去除前雜和后雜的操作；

2)回收epa酯和dha酯：調(diào)整ii區(qū)和iii區(qū)的流量或切換時間，使中雜仍被截留在系統(tǒng)內(nèi)，epa酯跟隨液相前移而從萃余液出口流出，dha酯跟隨柱子切換后退而從萃取液出口流出。

3)回收中雜：將截留在模擬移動床內(nèi)部的目標(biāo)組分沖洗出模擬移動床進(jìn)行回收。

上述步驟1～3完成后，重新開始第二批次的分離，即去除前、后雜--回收epa和dha--回收中雜--去除前、后雜--回收epa和dha--回收中雜，如此輪回操作。

3.成品檢驗

高效液相色譜分析產(chǎn)品純度。高效液相色譜系統(tǒng)組成：knauerk501泵，agilenttc-c18柱(4.6×150mm，5μm)，knauerk2501檢測器；液相色譜分析條件：流動相為甲醇/水(體積比90/10)，流速1.0ml/min，檢測波長210nm，柱溫：30℃。

下面通過具體實施例對本發(fā)明給予進(jìn)一步說明。實施例中，模擬移動床色譜使用的色譜柱直徑1cm，長度10cm，填料為日本富士公司產(chǎn)c18硅膠，粒徑10～20μm。分別配制兩種溶液，其中溶液1為甲醇/水(體積比88/12)，溶液2為甲醇/水(體積比95/5)，溶液3為純甲醇。將酯型魚油溶于溶液1至飽和，制得濃度約25mg/ml的原料液。

實施例1(見圖1所示)

i區(qū)、ii區(qū)、iii區(qū)各安排2根柱子。并停用如圖3所示的傳統(tǒng)模擬移動床設(shè)備的iv區(qū)循環(huán)泵p4(相當(dāng)于iv區(qū)不使用，僅為具有三個區(qū)的開環(huán)模擬移動床)。

步驟1—去除前雜和后雜進(jìn)料：將原料液和溶液2分別以1ml/min和4ml/min的流量從進(jìn)料口3和洗脫液入口1同時泵入模擬移動床分離系統(tǒng)；ii區(qū)流量控制為3ml/min，每隔5分鐘，洗脫液入口1和進(jìn)料口3均沿液體流動方向切換至下一根柱子入口，而萃余液出口4和萃取液出口2沿液體流動方向移動至下一根柱子出口。分別用高效液相色譜分析萃余液和萃取液組成，結(jié)果表明萃余液和萃取液中分別含有前雜和后雜，但均不含epa酯和dha酯以及中雜，表明這三個組分已被有效地截留在系統(tǒng)的ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部。當(dāng)運(yùn)行17次切換(即85分鐘)后，萃余液中開始有目標(biāo)組分流出，表明色譜柱已達(dá)到吸附飽和，此時停止進(jìn)料，將原料液換為溶液1，流速仍為1ml/min，其余條件不變，分別用高效液相色譜分析萃余液和萃取液組成，發(fā)現(xiàn)到第22次切換時(即110分鐘)，萃余液和萃取液中前雜和后雜含量為0，表明前雜和后雜已去除完全。

步驟2----回收dha和epa：將切換時間縮短至4分鐘，并將溶液1的流量從1ml/min降至0.3ml/min。分別用高效液相色譜分析萃取液和萃余液組成，經(jīng)8次切換(即40分鐘)即可將截留在ii區(qū)和iii區(qū)內(nèi)部的dha酯和epa酯分別從萃取液和萃余液中回收。液相分析結(jié)果顯示，萃取液和萃余液中的dha酯和epa酯純度按面積歸一法計算，分別為99.8％和99.9％。

步驟3----回收中雜：停止泵3和泵2，溶液2經(jīng)泵1流入i區(qū)，流量5ml/min，切換時間2min，依次回收各根柱內(nèi)的中雜，再生色譜柱。

色譜柱再生完畢后，重新開始步驟1--步驟2--步驟3，如此輪回操作。

實施例2(見圖2所示)

采用實施例1中的模擬移動床，但斷開其中的i區(qū)和ii區(qū)，將溶液2通過ii區(qū)入口5直接流入ii區(qū)，而用純甲醇沖洗i區(qū)，并將i區(qū)流出液全部收集為萃取液。其余操作條件與操作步驟與實施例1相同。實驗結(jié)果表明，產(chǎn)品分離純度不變化。

以上實施例是對本發(fā)明的說明和進(jìn)一步解釋，而不是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)所做的任何修改，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。