基于不同来源鱼油废液中胆固醇的超声萃取-定量检测研究_刘小培.pdf

第41卷 第4期2023年4月河 南 科 学HENAN SCIENCEVol.41 No.4Apr.2023收稿日期：2023-01-06基金项目：中国石油和化学工业联合会科技指导计划项目（中石化联科发2021-139号）作者简介：刘小培（1983-），女，副研究员，硕士，主要研究方向为高分子材料合成及精细化工通信作者：李中贤（1981-），男，研究员，博士，主要研究方向为有机合成及精细化工文章编号：1004-3918（2023）04-0511-05基于不同来源鱼油废液中胆固醇的超声萃取-定量检测研究刘小培1，赵俊宏2，王俊伟1，宋跃1，李中贤1，余学军1（1.河南省科学院 高新技术研究中心 河南省精细化工重点实验室，郑州450002；2.河南省科学院 化学研究所有限公司，郑州450002）摘要：为实现鱼油废液的高效利用及高附加值胆固醇的生产，收集了不同地区、不同厂家的鱼油废液，对其皂化值、酸值、干燥失重、黏度、灼烧残渣等基本参数进行比较，并采用超声萃取-比色法和高效液相色谱法测定了胆固醇含量.研究表明：不同来源鱼油废液中的基本参数均有差别，其胆固醇的质量分数（2.36%10.03%），与过去常用的羊毛脂原料中胆固醇的质量分数（10%20%）不同，胆固醇含量检测及提取也与从羊毛脂中提取胆固醇的惯用方法不同.进一步研究发现，用比色法测得的同一样品胆固醇含量高于高效液相色谱法.关键词：鱼油废液；胆固醇；超声萃取；定量检测中图分类号：O 629.9文献标识码：AUltrasonic Extraction-Quantitative Detection of Cholesterol inFish Oil Residue from Different SourcesLIU Xiaopei1，ZHAO Junhong2，WANG Junwei1，SONG Yue1，LI Zhongxian1，YU Xuejun1（1.Henan Key Laboratory of Fine Chemicals，High and New Technology Research Center，Henan Academy of Sciences，Zhengzhou 450002，China；2.Institute of Chemistry Co.Ltd.，Henan Academy of Sciences，Zhengzhou 450002，China）Abstract：The basic parameters，such as saponification value，acid value，dry weight loss，viscosity，burning residueof a series of fish oil residue collected from different places and factories were compared.Cholesterol content wasalso determined by ultrasonic extraction-colorimetric and high-performance liquid chromatography methods.Theresults showed that the basic parameters of fish oil residue from different sources are different.Its cholesterolcontent（2.36%-10.03%）is different from the common lanolin raw material with cholesterol（10%-20%）.Thedetection and extraction of cholesterol from fish oil residue are also different with the conventional method ofcholesterol extraction from lanolin.The cholesterol content measured by colorimetric method in the same samplewas higher than that of high-performance liquid chromatography.Key words：fish oil residue；cholesterol；ultrasonic extraction；quantitative detection胆固醇（Cholesterol）又名胆甾醇，分子式C22H46O，是一种重要的医药中间体，主要用于维生素D2、D3及人工牛黄、合成激素、抗癌药物、液晶材料等的生产，还可作为虾的蜕皮激素、养殖饲料的添加剂1-3.目前，胆固醇真正具备工业化生产可能的只有从动物脑干和脊髓提取，或从羊毛脂中提取两种方法.但这两种途径都受到原料来源有限、生产成本高等缺点的制约，而且制备的胆固醇中结构相近的24-脱氢胆固醇、7-烯胆烷醇、二氢胆固醇等杂质含量较高4-10.鱼油是一种从多脂鱼类中提取的油脂，富含二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA，俗称脑黄金）.鱼油废液为多脂鱼类中提取鱼油后的残余物，在过去很长一段时间里没有得到很好的开发利用，不仅浪费资源，而且污染环境11-16.为了高效利用鱼油废液，生产高附第41卷 第4期河 南 科 学2023年4月加值产品胆固醇，本研究从全国各地及马来西亚和越南沿海地区收集鱼油废液，对其皂化值、酸值、干燥失重、黏度、灼烧残渣等基本参数及胆固醇含量进行分析检测17-18，以期对后续胆固醇提取提供参数指导，实现鱼油废液的高效利用以及高附加值胆固醇的生产.1材料与仪器1）材料：选取8种不同来源的鱼油废液，其中14号鱼油废液由河南利伟生物药业股份有限公司提供，5号鱼油废液由山东某制药企业提供，6号鱼油废液由哈尔滨某企业提供，78号鱼油废液分别由马来西亚和越南某企业提供.2）试剂：胆固醇标准品（纯度99%），购自百灵威；乙腈，色谱级，购自Fisher；硫酸铁铵、氢氧化钾、无水乙醇、石油醚（沸点：90120）、冰醋酸、浓硫酸、85%磷酸均为分析纯，购自麦克林.3）仪器：岛津SHIMADZU UV3600 plus紫外可见近红外分光光度计；岛津SHIMADZU LC-20AT液相色谱仪；岛津SHIMADZU SPD-20A紫外可见检测器；BOSTON Uni C18-AQ 色谱柱（250 mm4.6 mm，5 m）；美诚TE-0912P陶瓷纤维马弗炉；上海一恒电热鼓风干燥箱；NDJ-79旋转式黏度计.2方法2.1皂化值、酸值等参数测定皂化值、酸值的测定参照GB/T 55342008和GB/T 55302005进行，因鱼油废液颜色较深，用电位滴定确定终点；干燥失重采用常压恒温干燥法，分别测定120 及180 的干燥失重，干燥4 h称重；黏度测定在25 恒温水浴进行，根据样品黏度大小，选择1号或者2号转子；灼烧残渣在美诚TE-0912P陶瓷纤维马弗炉进行，从30 程序升温至800 后，保温2 h.2.2比色法2.2.1标准曲线的绘制称取0.103 7 g胆固醇标准品，定容于100 mL 冰醋酸中，制备1 mg/mL胆固醇标准储备液；吸取储备液10 mL，定容于100 mL 冰醋酸中，制备成100 g/mL胆固醇标准使用液.分别准确吸取胆固醇标准使用液0.5、1.0、1.5、2.0 mL于试管中；在各试管中加入冰醋酸，使其总体积达4 mL，再加入2 mL铁矾显色液（0.447 1 g硫酸铁铵定容于10 mL 85%磷酸，而后用浓硫酸定容至100 mL），在紫外可见近红外分光光度计566 nm处显色，测吸光度.以胆固醇标准浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线.2.2.2测定方法试管内加入准确称取的鱼油废液0.2 g，再加入0.5 mL KOH（500 g/L），65 皂化1 h；冷却至室温后，用移液管准确加入3 mL NaCl（50 g/L）和10 mL石油醚，放入温度40，频率40 Hz的超声波清洗器中振摇20 min，静置分层1 h.取上层石油醚2 mL，氮气吹干，加入4 mL冰醋酸和2 mL铁矾显色液，摇匀，放置15 min后在紫外可见近红外分光光度计566 nm处显色，测吸光度，在标准曲线上查相应胆固醇含量.2.2.3结果计算胆固醇质量分数（%）=6CV1V2m106.（1）式中：C为标准曲线上查得的胆固醇质量浓度，g/mL；V1为分层后石油醚层总体积，mL；V2为移液管取出的石油醚体积，mL；m为鱼油废液质量，g.胆固醇二氢胆固醇24-脱氢胆固醇7-烯胆烷醇 HH OHHH3CH3CH3CC H3H3C HHOHHH3CH3CH3CCH3H3CH HH OHHH3CH3CH3CC H3H3C H OHHH3CH3CH3CC H3H3CH图1胆固醇及相近杂质结构Fig.1Structures of cholesterol and similar impurities-512引用格式：刘小培，赵俊宏，王俊伟，等.基于不同来源鱼油废液中胆固醇的超声萃取-定量检测研究 J.河南科学，2023，41（4）：511-515.2.3高效液相色谱法2.3.1标准曲线的绘制称取0.020 2 g胆固醇标准品加入试管中，用100 mL乙腈定容，制备成200 g/mL胆固醇标准使用液.准确移取胆固醇标准使用液5.0、2.5、1.0、0.5、0.25、0.05 mL分别加入试管中，用乙腈定容至5 mL，用液相色谱测定并绘制标准曲线.2.3.2色谱条件色谱柱：BOSTON Uni C18-AQ（250 mm4.6 mm，5 m）；流动相：乙腈；检测波长：210 nm；流速：2 mL/min；柱温：30；进样量：20 L.2.3.3测定方法准确称取鱼油废液0.2 g，加入0.5 mL KOH（500 g/L），65 皂化1 h；冷却至室温后，准确移入3 mL NaCl（50 g/L）和10 mL石油醚，放入温度40，频率40 Hz的超声波清洗器中振摇20 min，静置分层1 h.取上层石油醚2 mL，氮气吹干，用乙腈定容至10 mL，用于液相色谱测定.2.3.4结果计算胆固醇质量分数（%）=10CV1V2m106.（2）式中：C为标准曲线上查得的胆固醇含量，g/mL；V1为分层后石油醚层总体积，mL；V2为移液管取出的石油醚体积，mL；m为鱼油废液质量，g.3结果与讨论3.1皂化值、酸值等参数从表1可以看出，不同地区、不同厂家的鱼油废液均有较高的皂化值（以KOH计算，133184 mg/g）及较低的酸值（以KOH计算，0.174.1 mg/g），表明鱼油废液中的主要成分是甘油脂肪酸酯或胆固醇脂肪酸酯，而游离脂肪酸和脂肪醇含量较低.要将胆固醇从鱼油废液中提取出来，需对其进行皂化或转酯化处理.由于鱼油废液中水分含量较低，在后续的胆固醇含量检测及提取中无须进行额外的干燥预处理.不同来源的鱼油废液黏度有较大的差别，这与所用鱼的种类及身体部位以及提取鱼油所用的方法不同有关13-16，19-21，故本研究对鱼油废液基本参数的检测可以对后续鱼油废液中胆固醇含量分析及胆固醇提取参数提供参考.表1不同来源鱼油废液基本参数Tab.1Basic parameters of fish oil residue from different places and factories鱼油废液12345678皂化值/（mgg-1）159184146176136149133164酸值/（mgg-1）0.170.802.901.304.100.780.900.40干燥失重质量分数/%120 0.740.790.770.800.820.750.820.80180 4.325.714.654.695.214.614.935.01黏度/（MPas-1）150