甘肃神经酸的功能及提纯工艺研究进展

      2 神经酸的功能

      2.1 治 疗脑部疾病

      随着年龄的增长，机体中神经酸的缺乏将会增加脑中风后遗症、老年痴呆、脑瘫、记忆力减退等脑病的发生率。研究证明，神经酸能够恢复神经末稍活性，促进神经细胞生长和发育。神经酸是脑神经细胞膜的重要组成部分，能够调节细胞膜上的离子通道和受体，激 活受损、病变及休眠的神经细胞，修复脑细胞膜结构，促进神经网络的重建，并且神经酸可诱导神经纤维自我生长及分裂，修复堵塞、扭曲、凝聚及断裂的神经纤维，增强大脑各区域神经组织间的信号传导，使损伤的胞体存活和恢复语言、记忆、感觉、肢体等方面的功能；同时神经酸还能够完整地透过血脑屏障，干预神经干细胞在脑内增殖、分化、迁移和存活，促使脑内ADP转化为ATP，促进乙酰胆碱合成，增加多巴胺的释放，并增强神经兴奋的传递，改善脑内新陈代谢状况。

     印度学者发现，营养不良及饥饿儿童的大脑和小脑细胞中神经酸含量远低于正常儿童；法国科学家研究表明如果在怀孕期或婴儿期摄入一定量的神经酸，将会加快脑部的发育。王建民等对神经酸功能进行了研究，动物试验结果表明，神经酸各剂量组与对照组相比存在显著性差异（P<0.05）；人体试验结果表明，试验组各项测试指标与对照组相比，心智、图片、再认、联想、触觉、理解和IQ值均有显著提高；说明神经酸能够显著改善记忆能力，提高IQ值。

      2.2 改善中枢 神经系统

      多发性硬化是一种发生于中枢 神经系统的脱髓鞘疾病，因神经纤维的鞘磷脂被破坏，导致神经纤维髓鞘呈块状脱落，使神经传输中断，出现视力模糊、站立不稳、语言受阻、烦躁、失 眠等症状。由于中枢 神经系统由白质、灰质组成，而神经酸是白质的组成部分，是脑白质的结构性成分，能在体内合成神经节苷脂、脑苷脂和鞘磷脂，可改善髓质营养不良，抑制髓鞘受损与脱失，改善多发性硬化症状。Sargent等在动物试验中发现，老鼠体内的神经酸不足，会导致髓鞘形成受损，而饮食中加入神经酸，则对治 疗多发性硬化有益；且人体试验表明，神经酸的摄入可促进体内鞘糖脂和鞘磷脂的合成，进而促进神经纤维髓鞘化，使脱落的髓鞘再生，改善多发性硬化症状。

     肾上腺脑白质病，是由于长链脂肪酸分解酶缺乏，过多地结合了长链饱和脂肪酸，引起中枢 神经系统进行性脱髓鞘病变，主要累及肾上腺和脑白质，主要表现为进行性的精神运动障碍，视力及听力下降和肾上腺皮质功能低下。试验证明，用富含神经酸的植物油进行“食用疗法”，对肾上腺脑白质萎缩症病人是有益的。

      2.3 调节血糖血脂

      神经酸可以改善血液微循环，对高血脂、高血压、高血糖、动脉粥样硬化等症状有明显的效果。神经酸作为一种长链脂肪酸，通过促使人体必需脂肪酸ω-3和ω-6正常代谢，二者协同作用，能迅速降低血液中低密度脂蛋白胆固醇含量，升高高密度脂蛋白胆固醇含量，降低血清中总胆固醇含量，降低血液黏稠度，降低血压，舒张血管，清 除血管中多余的脂肪，抑制血小板聚集，能促进胰岛β-细胞分泌胰岛素。蔡晓琴等探讨了血浆二十四碳烯酸(C24∶ 1)水平与急性缺血性脑卒中发病的关系，结果表明高浓度的血浆C24∶ 1水平可以降低急性缺血性脑卒中的发病风险。

      2.4 提高免疫功能

      神经酸能促进脾淋巴细胞的增殖转化，提高抗体生成细胞数量和NK细胞活性，提高机体M疫力。膳食中添加神经酸还能够改善多囊卵巢综合征。贺浪冲等对艾氏腹水癌小鼠灌胃含神经酸的元宝枫油，结果表明小鼠的生命延长了81.9%。王熙才等探讨了含有神经酸的元宝枫油对小鼠免疫系统的影响及其增强M疫力的作用。试验结果表明用元宝枫油制成的艾舍尔软胶囊各剂量组小鼠的淋巴细胞转化能力、抗体生成细胞数均高于阴性对照组(P<0.05)；高、中剂量组NK细胞活性高于阴性对照组(P<0.01)。说明用元宝枫油制成的艾舍尔软胶囊能提高小鼠的抗体生成细胞数和血清溶血素水平以及小鼠NK细胞活性，具有增强免疫力的作用。

      2.5 食品添加剂

      1993年在瑞士召开的D一届国 际脂肪酸及脂质研究会上指出，长链的不饱和脂肪酸是胎儿和新生儿发育必不可少的营养物质。而神经酸是长链不饱和脂肪酸，其主要通过人体内的鞘磷脂和鞘糖脂来达到改善生物膜组成、结构和功能，从而提高细胞活力，增强人类正常生命活动的能力。早在20世纪90年代，欧美发达国家的科学家就提倡将神经酸添加到奶粉中，以促进婴儿智力发育，提高国民素质。神经酸也可以作为即食水溶液形式，在加工过的肉、蔬菜、鱼中添加，亦可以添加在婴儿奶粉、婴儿米粉、婴儿饼干中。研究发现，对孕妇和哺乳期的妇女添加8~32 mg/d的神经酸，可以促进婴儿智力发育。王建民等通过动物试验和人体试验，得出神经酸能够改善人的记忆能力，并提出了将其作为添加剂添加到婴幼儿Y智食品中的建议，对促进婴幼儿的大脑发育，提高智力水平具有重要意义。

      2.6 皮肤护理

      角质层的结构和皮脂防护层的亲油性，一方面可以防止皮肤过度失水，另一方面可以防止自然环境中异物侵入皮肤。科学家研究发现，神经酸可加强角质层的防护作用，并提高皮肤水分含量，角质层对水溶性维生素几乎是一个无法逾越的屏障，只有借助神经酸这样的载体物质，水溶性维生素才能穿透角质层。用元宝枫油配制的化妆品，对皮肤表现出有益的生理功能，渗透快，无油腻发黏的感觉，无刺激和敏感性，配制的化妆品保湿性好，可减缓皮肤表面的水分蒸发，对皮肤的柔软性、平滑性和弹性具有一定作用。王性炎在试验中发现含神经酸的元宝枫油对皮肤病有治 疗作用，并研制了元宝美容霜、元宝洗面奶等。

       3 神经酸的提取工艺

      3.1 去壳

元宝枫、文冠果、蒜头果等种子或果实，都被外壳包裹，首先要去除外壳，提高富含神经酸油脂的得率。

3.2低温压榨

这是获取富含神经酸油脂的重要一步，为了防止神经酸氧化，一般采用物理液压压榨的方式，物料受压出油，料温没有变化。

只采用压榨的方式，因压榨机及物料特性，料渣内还含有8-12%的油没有被挤压出来，如果饼渣不进一步提取的话，神经酸收率太低，资源浪费严重。

3.3低温萃取

安阳市晶华油脂工程有限公司的甘肃低温萃取成套设备非常成熟，早就应用于万寿菊叶黄素、辣椒的红辣素提取，DHA、ARA、虾青素、番茄红素、鹰嘴豆等保质萃取，以及在花椒油、姜油树脂等甘肃调味品提取方面也独树一帜，在亚麻籽油、紫苏籽油等亚麻酸的提取纯化方面也有不错的业绩。

液压后的饼经过适当破碎，进入甘肃低温萃取设备，萃取分离温度不高于45℃，保护了神经酸不被破坏，提取后饼渣中残油低于1%，神经酸收率提高8-10%。

3.4精制

压榨或低温萃取出来的富含神经酸的油中还含有大量的杂质、胶体等，酸价高、含水量高也会影响下一步提纯。

精制主要包括：过滤除固杂、脱胶体物质、降低酸价、脱去水分、以及降低蜡质等。

以上这些步骤只是得到富含神经酸的油，其中神经酸的含量与原料种类、品质有关，想要富集神经酸，提高神经酸的单位含量，必须经过纯化。

4 神经酸的提纯工艺

      4.1 结晶法

      结晶法是利用脂肪酸在溶剂中的溶解度和凝固点不同进行富集纯化的。一般来说,脂肪酸在有机溶剂中的溶解度随碳链长度的增加而减少,随双键数的增加而增加。这种溶解度的差异随温度的降低表现更为显著。所以将混合脂肪酸溶解于有机溶剂,通过降低温度可实现饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的分离。

     郝旭亚通过对脂肪酸进行3次重结晶，可得质量分数为82.99%的神经酸晶体,回收率为51.91%，得率为20.98%。熊德元等通过用石油醚与10%无水乙醇的混合液为溶剂对蒜头果油进行低温结晶，结晶温度-12 ℃，结晶时间2 h，得到神经酸的质量分数为75.39%，回收率为59.74%，其中油酸含量从27.19%降到7.94%，芥酸含量从14.83%降到5.13%。呼晓姝对元宝枫油中的神经酸进行重结晶，试验结果表明，结晶温度在-25 ℃，结晶时间3 h时，神经酸纯度达到Z大值，神经酸收率为36.4%，所得神经酸纯度不高，收率较低。

      4.2 尿素包合法

      尿素的结晶为六面体，当利用尿素溶解在有机溶剂中，遇到脂肪化合物时，尿素分子间以氢键结合形成六面体，直链饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的直径小于形成的六面体的自由体积，在结晶过程中就可以进入到晶胞内，形成尿素包合物析出，进而将饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸分开。

     徐文晖等用元宝枫油制成混合脂肪酸甲酯，再用尿素包合法对其中的神经酸甲酯进行分离。结果显示，在m（脂肪酸甲酯）∶ m（尿素)∶ V(甲醇)为1∶ 3∶ 9、包合温度-10 ℃、包合时间20 h的条件下，神经酸甲酯的分离效果Z佳，通过2次尿素包合处理后神经酸甲酯的相对含量从5.484%提高到17.103%，提高了2倍多。郭莹莹等以文冠果油为原料，在尿脂比1∶ 1、料液比1∶ 10、包合温度10 ℃、包合时间8 h的优化工艺条件下，文冠果油中的神经酸含量从2.59%升高到9.49%，神经酸含量提高了约3倍，且回收率也较高，可达到74.01%。

     芥酸与神经酸均为ω-9型长链单烯脂肪酸,结构相近,因此神经酸提纯难点之处就是将其与芥酸分离。张元等通过二级分子蒸馏得到的神经酸乙酯初级产品中神经酸乙酯与芥酸乙酯含量分别为48.79%和46.80%，然后将二级分子蒸馏后的脂肪酸乙酯进行尿素包合，在m(脂肪酸乙酯)∶ m(尿素)∶ V(甲醇)为1∶ 5∶ 35、包合温度35 ℃、包合时间8 h条件下，经过二次尿素包合处理，得到神经酸乙酯含量为66.21%的产品，神经酸乙酯的收率为12.73%，其中芥酸含量降到33.28%。尿素包合法简便、经济，适合工业化生产。尿素包含法分离神经酸后，产品中的神经酸相对含量并不高，且存在溶剂残留问题。

      4.3 薄层层析法

      薄层层析法主要是利用吸附剂对不同成分的吸附能力不同，以及展开剂对其解吸附能力的不同而实现分离。薄层层析法是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术，属固-液吸附色谱。王娟等将蒜头果油直接上样于硅胶G板上，用石油醚-乙酸乙酯洗脱剂进行梯度洗脱，经检测后收集体积比为50∶ 1~30∶ 1洗脱液，减压浓缩后得到神经酸结晶，含量达到95%，得率为10%。王性炎等首先将元宝枫油制备成混合脂肪酸，用硅胶柱对神经酸进行吸附，采用专用洗脱剂进行洗脱，收集含神经酸部分，经检测神经酸含量由5.5%提高到90%以上。薄层层析法虽然分离纯度高，但条件精密，仅适用于实验室制取，很难实现工业化生产。

      4.4 分子蒸馏法

      分子蒸馏主要是通过物质分子运动的平均自由程的不同进行分离的。当物料加热流动时，由于轻、重组分的自由程不同，轻组分会Z先从液体中挥发到冷凝管上而被收集，重组分达不到冷凝管而沿壁流出，因而实现不同物质的分离。

     徐明辉等用分子蒸馏法对神经酸乙酯进行制取，在不同的真空度及温度下进行六级分子蒸馏，其中在第五级分子蒸馏真空度0.1~2.0 Pa、温度145~150 ℃的条件下，脱除芥酸和部分木焦油酸，在第六级分子蒸馏真空度0.1~2.0 Pa、温度148~153 ℃的条件下，得到含量为50%以上的神经酸乙酯。罗永珠等将元宝枫油乙酯化后在不同的真空度及温度下进行了六级分子蒸馏，得到50%含量的神经酸乙酯。郝旭亚利用分子蒸馏的去轻取重法：首先对混合脂肪酸乙酯在100 ℃、5.0 Pa下进行一级分子蒸馏得重组分，再将重组分在120 ℃、5.0 Pa下进行蒸馏得二级重组分，再在120 ℃、2.0 Pa下进行蒸馏得到三级重组分，再在120 ℃、0.1 Pa下进行四级蒸馏，所得重组分中神经酸乙酯的质量分数为87.03%。分子蒸馏法提取神经酸操作简单，避免了以往工艺中水洗易乳化的问题，解决了以往技术中存在的产品酸价过高的问题。

      4.5 制备型反相高 效液相色谱法

      制备型反相高 效液相色谱法（RP-HPLC）是在分析型HPLC的基础上发展起来的一种高 效分离纯化技术。该技术是通过高负载、高分离度的制备柱实现高纯度分离的色谱分离方法，其特点在于采用高柱效色谱柱，分离效率高，应用范围广，处理量大，能够满足不同的分离需求。

     袁成凌等用RP-HPLC分离纯化微生物油脂中的花生四烯酸，在制备色谱柱为μ-BondapakTM C18、流动相为甲醇-水（体积比95∶ 5）、流速为5 mL/min、柱温为25 ℃、进样量为2 mL的条件下，花生四烯酸甲酯质量分数达到99.5%。王学彤等用高 效液相色谱法分离鱼油中的EPA和DHA，Z终得到质量分数分别为98.35%的EPA和86.59%的DHA。目前还未有文献报道将制备型反相高效液相色谱法应用于分离神经酸。通过分析及查阅相关文献，我们可以得出RP-HPLC对于脂肪酸具有较好的分离纯化效果，神经酸作为脂肪酸的一种，同样也可通过RP-HPLC进行分离纯化，此方法对于神经酸的纯化具有较大的发展潜能。

        5 结束语

        神经酸在预防和治 疗脑部疾病，提高免疫功能，改善皮肤等问题中都发挥了重要的作用。神经酸的来源起初是动物脑和鲨鱼油，但从这些原料中提取神经酸会有较大困难，原料缺乏，成本较高，而且来自动物的神经酸存在一定的安全隐患。因此，从植物油中提取神经酸是一条可持续发展的合理之路。在我国含神经酸的植物油脂中蒜头果、元宝枫、文冠果油发展潜力很大，元宝枫是我国含神经酸木本植物的一个特有物种，以元宝枫为代表的槭属，树种结实量大且元宝枫油中神经酸含量较高，是神经酸开发的有力资源，生产工艺采用“剥壳—低温压榨—低温萃取—精制—纯化”可得到富集神经酸的油脂。

       神经酸具有较高的经济价值，但制备高纯度的神经酸仍面临较大的困难。传统的尿素包合法、结晶法等存在效率低等问题；先进的分子蒸馏技术操作简单，分离效率高，虽然存在成本较高等问题，但仍具有较好的发展潜能；制备型反相高 效液相色谱法是一种快速有 效的分析分离手段，应用范围广，分离效率高，对于纯化脂肪酸具有较大的优势。为了降低成本、提高 效率，可以采用先 进的提取技术与传统技术相结合的方法，这样不仅能提高神经酸的产量与纯度，还可以提高其生产效率。