乙醇鉀催化紅花籽油乙酯制備共軛亞油酸乙酯及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表征

畢艷蘭，張飛鴻，徐廣維，劉 偉，楊國(guó)龍

（河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

共軛亞油酸（conjugated linoleic acid，CLA）是亞油酸（linoleic acid，LA）的同分異構(gòu)體，主要有4 種（c9,t11-CLA、t10,c12-CLA、t9,t11-CLA、t10,t12-CLA），其中t10,c12-CLA和c9,t11-CLA具有較好的生理活性，如降低人體膽固醇含量[1-2]、抗癌[3-4]、抗動(dòng)脈粥樣硬化[5]、提高人體免疫力[6-7]、減少體內(nèi)脂肪和抗炎[8-10]等；而t9,t11-CLA與t10,t12-CLA等雙反式CLA可能對(duì)人體的免疫系統(tǒng)及心血管等方面具有不利影響[11-13]，因此衛(wèi)生部規(guī)定（衛(wèi)生部公告-2009年第12號(hào)）在CLA產(chǎn)品中雙反式CLA相對(duì)含量不得超過(guò)1%。以游離脂肪酸形式銷(xiāo)售的CLA產(chǎn)品易氧化，所以其在實(shí)際使用中受到一定的限制[14]。研究者發(fā)現(xiàn)共軛亞油酸乙酯（conjugated linoleic acid ethyl ester，CLAEE）和CLA具有同樣的生理功能，并且CLAEE較CLA更穩(wěn)定，更易吸收，逐步得到人們的重視[15]。

堿催化法是工業(yè)上常用制備CLA產(chǎn)品的方法，具有污染少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。Wang Quanyi等[16]以毛葉山桐子油作為原料，在乙二醇溶劑體系下利用KOH對(duì)原料進(jìn)行堿性異構(gòu)化得到CLA產(chǎn)品，在最佳條件下CLA轉(zhuǎn)化率和得率分別僅為78.53%和30.84%。Yang Lin等[17]以KOH在乙二醇中催化脂肪酸（大豆油皂化酸解所制）制備CLA，雖然轉(zhuǎn)化率為90%，但得率只有18%。上述2 種方法都采用了乙二醇作為反應(yīng)溶劑，這會(huì)對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)及后續(xù)處理造成一定的影響和困難，在工業(yè)化生產(chǎn)中沒(méi)有廣泛的適用性。

徐廣維等[18]在無(wú)溶劑條件下利用乙醇鈉催化紅花籽油乙酯制備CLAEE，雖然在最優(yōu)條件下CLAEE產(chǎn)品得率達(dá)到60%，但最終產(chǎn)物中活性CLAEE的總含量?jī)H為70%，低于目前市場(chǎng)產(chǎn)品含量[19]，而造成這一結(jié)果的主要原因是乙醇鈉的催化活性不足。乙醇鉀和乙醇鈉是同類型堿性催化劑，其催化活性高于乙醇鈉，因此可以嘗試采用乙醇鉀代替乙醇鈉制備活性CLAEE含量更高的產(chǎn)品。姜偉等[20]通過(guò)乙醇鉀在無(wú)溶劑條件下催化紅花籽油乙酯制備CLAEE，發(fā)現(xiàn)所制備的產(chǎn)品中c9,t11-CLAEE與t10,c12-CLAEE為主要成分，但該研究只對(duì)產(chǎn)品的共軛轉(zhuǎn)化率進(jìn)行計(jì)算，沒(méi)有對(duì)雙反式CLAEE進(jìn)行分析，而且產(chǎn)品的得率也沒(méi)有給出。

紅花籽油來(lái)源于紅花的種子，紅花籽含油率高達(dá)24%以上[21-22]。紅花在我國(guó)新疆、西藏等地有大面積種植，來(lái)源十分廣泛[23]。紅花籽油是衛(wèi)生部規(guī)定（衛(wèi)生部公告-2009年第12號(hào)）的CLA來(lái)源的食品原料，也是目前已知LA含量最高的天然油脂，其LA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.8%～83.2%（GB/T 22465—2008《紅花籽油》）。

因此，本研究將選用紅花籽油作為原料，在無(wú)溶劑條件下，優(yōu)化乙醇鉀催化紅花籽油乙酯制備CLAEE的工藝條件并對(duì)CLAEE產(chǎn)品進(jìn)行組成分析和結(jié)構(gòu)表征。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅花籽油乙酯 自制；乙醇鉀 山東泰安康普司化工有限公司；CLAEE標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥99%） 美國(guó)NU-CHEK有限公司。

正己烷（分析純、色譜純）、無(wú)水乙醇、95%乙醇、氫氧化鉀、酚酞、鄰苯二甲酸氫鉀、乙醚、氯仿、冰乙酸、淀粉，碘化鉀、無(wú)水硫酸鈉、硫代硫酸鈉、蒸餾水、溴化鉀、氘代氯仿，除特殊備注外，試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

LD5-10A高速離心機(jī) 北京京立離心機(jī)有限公司；DT電子天平（0.01 g） 常熟市金羊砝碼儀器有限公司；6890N型氣相色譜儀、7890B型氣相色譜儀 美國(guó)Agilent科技有限公司；BSA224S分析天平（0.000 1 g） 北京Sartorius科學(xué)儀器有限公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；TU-1810紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；Avance 500MHz核磁共振儀 德國(guó)Bruker科技有限公司；WQF-510傅里轉(zhuǎn)換紅外線光譜分析儀 北京北分瑞利分析儀器（集團(tuán)）公司；GC-2000/Trace氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Finnigan公司。

1.3 方法

1.3.1 紅花籽油乙酯及CLAEE的制備

1.3.1.1 紅花籽油乙酯的制備

參照劉潤(rùn)哲等[24]的方法。稱取0.5%（占原料質(zhì)量）的NaOH于三口燒瓶中，按醇油物質(zhì)的量比7.5∶1加入無(wú)水乙醇與紅花籽油，加熱反應(yīng)60 min，反應(yīng)溫度75 ℃，反應(yīng)結(jié)束后通過(guò)分液除去甘油，再真空脫溶并水洗至中性，干燥制得紅花籽油乙酯。

1.3.1.2 CLAEE的制備

稱取20 g紅花籽油乙酯于100 mL三口燒瓶中，加入一定質(zhì)量的乙醇鉀，同時(shí)放入梭形轉(zhuǎn)子并且抽真空（-0.1 MPa），調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（60 r/min）進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，用正己烷萃取反應(yīng)產(chǎn)物，然后2 500 r/min離心分離，取上清液水洗除皂并通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，得到CLAEE產(chǎn)品。下層皂用于制備CLA產(chǎn)品。反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行工藝平行實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 CLA的制備

將離心分離回收的反應(yīng)副產(chǎn)物皂利用過(guò)量濃鹽酸溶液進(jìn)行酸解，后水洗除去殘留的鹽酸，再進(jìn)行脫水干燥處理，得到CLA產(chǎn)品。

1.3.3 紅花籽油乙酯中乙酯和脂肪酸、甘油酯組成分析

取適量樣品，用正己烷（色譜純）充分溶解，除去痕量水分并過(guò)濾膜后進(jìn)行氣相色譜分析，采用面積歸一化法計(jì)算各組分相對(duì)含量。

具體氣相色譜分析條件參考徐廣維等[25]的方法，由于氣相色譜不能將脂肪酸及脂肪酸乙酯分離，所以脂肪酸含量參照文獻(xiàn)[26]進(jìn)行計(jì)算。

1.3.4 紅花籽油乙酯及自制產(chǎn)品（CLAEE、CLA）的脂肪酸組成分析

紅花籽油乙酯及自制CLAEE產(chǎn)品的脂肪酸組成分析：樣品處理及分析方法同1.3.3節(jié)。

自制CLA產(chǎn)品的脂肪酸組成分析：取適量樣品，進(jìn)行甲酯化（具體方法參照GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的測(cè)定》）后取樣進(jìn)行氣相色譜分析，采用面積歸一化法計(jì)算各脂肪酸相對(duì)含量。

CLAEE及CLA產(chǎn)品脂肪酸組成的具體色譜分析條件參考許慶炎等[27]的方法。

1.3.5 原料及產(chǎn)品（CLAEE、CLA）理化指標(biāo)的測(cè)定

酸價(jià)的測(cè)定參照GB 5009.229—2016《食品中酸價(jià)的測(cè)定》；過(guò)氧化值的測(cè)定參照GB 5009.227—2016《食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》；水分及揮發(fā)物含量的測(cè)定參照GB 5009.236—2016《動(dòng)植物油脂水分及揮發(fā)物的測(cè)定》。

1.3.6 產(chǎn)品（CLAEE、CLA）得率的計(jì)算

產(chǎn)品制備后稱質(zhì)量，按下式計(jì)算得率：

1.3.7 CLAEE產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)表征

1.3.7.1 紫外光譜分析

將適量樣品移至1 cm×1 cm石英比色皿中，在波長(zhǎng)范圍為200～400 nm光譜條件下進(jìn)行掃描。

1.3.7.2 紅外光譜分析

將適量樣品滴在溴化鉀薄片上，在波數(shù)范圍400～4 000 cm-1、分辨率8 cm-1條件下掃描。

1.3.7.3 氣相色譜-質(zhì)譜分析

參照許慶炎等[27]的方法。用滴管吸取20 mg樣品于干凈試管中，加入1 mL正己烷（色譜純）充分溶解樣品，然后加入適量無(wú)水硫酸鈉除去痕量水分，靜置，進(jìn)氣相色譜-質(zhì)譜分析，使用面積歸一化法計(jì)算。

1.3.7.4 核磁共振分析

樣品制備：將50 μL樣品用450 μL CDCl3溶解，轉(zhuǎn)移至核磁管中進(jìn)行測(cè)定。

分析條件：采用Bruker 500 MHz Avance進(jìn)行采集，實(shí)驗(yàn)溫度為30 ℃；一維氫譜采用30°小角度激發(fā)，空掃2 次，采樣掃描128 次；一維碳譜采用組合脈沖去耦，空掃4 次，采樣掃描次數(shù)1 024 次，使用脈沖序列均為Bruker自帶標(biāo)準(zhǔn)序列。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有測(cè)定進(jìn)行工藝平行實(shí)驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)以 ±s表示，并通過(guò)SPSS進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅花籽油乙酯的組成及品質(zhì)分析

2.1.1 紅花籽油乙酯的組成分析

圖 1 紅花籽油乙酯中乙酯及脂肪酸、甘油酯組成氣相色譜圖Fig. 1 Gas chromatograms of ethyl ester, fatty acid and glyceride in safflower seed oil ethyl ester

表 1 紅花籽油乙酯組成成分Table 1 Constituents of safflower seed oil ethyl ester

從表1和圖1可以看出，制備的原料中紅花籽油乙酯相對(duì)含量高達(dá)（98.61±0.10）%，只含有極少量的甘一酯（（1.34±0.01）%）和脂肪酸（（0.05±0.03）%），不含甘二酯和甘三酯，滿足實(shí)驗(yàn)需求。

2.1.2 紅花籽油乙酯的脂肪酸組成分析

表 2 紅花籽油乙酯的脂肪酸組成及含量Table 2 Fatty acid composition of safflower seed oil ethyl ester

由表2可知，制備的紅花籽油乙酯中亞油酸乙酯相對(duì)含量為（79.13±0.03）%，非常利于制備高純度的CLAEE產(chǎn)品。

2.1.3 紅花籽油乙酯的主要理化指標(biāo)

制備的紅花籽油乙酯酸價(jià)為（0.10±0.06）mg/g，過(guò)氧化值為（2.68±0.10）mmol/kg，水分及揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（0.08±0.02）%，品質(zhì)較好。

2.2 乙醇鉀催化紅花籽油乙酯制備CLAEE單因素試驗(yàn)

2.2.1 反應(yīng)溫度對(duì)活性CLAEE及雙反式CLAEE含量的影響

乙醇鉀添加量5%（m/m），反應(yīng)時(shí)間3 h，真空度-0.1 MPa，轉(zhuǎn)速60 r/min，測(cè)定反應(yīng)溫度的影響。由圖2可知，當(dāng)溫度由70 ℃升至110 ℃時(shí)，活性CLAEE相對(duì)含量隨著反應(yīng)溫度升高呈線性增長(zhǎng)，由（31.59±3.59）%顯著升高至（75.44±1.18）%（P＜0.05），增長(zhǎng)趨勢(shì)方程為y=1.146 2x-48.666，R2=0.989 1（y為活性CLAEE相對(duì)含量/%，x為反應(yīng)溫度/℃）；而在110～140 ℃溫度范圍內(nèi)，由于共軛化反應(yīng)進(jìn)行得比較完全，活性CLAEE相對(duì)含量穩(wěn)定在75%左右，溫度對(duì)其沒(méi)有顯著性影響（P＞0.05）。雖然在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，隨著反應(yīng)溫度的升高，雙反式CLAEE相對(duì)含量顯著升高（P＜0.05），但其相對(duì)含量始終低于1%，符合市場(chǎng)產(chǎn)品要求。綜合考慮，選取110 ℃為較適宜反應(yīng)溫度。

圖 2 反應(yīng)溫度對(duì)活性CLAEE及雙反式CLAEE含量的影響Fig. 2 Effect of reaction temperature on the contents of active and inactive conjugated linoleate ethyl ester

2.2.2 乙醇鉀添加量對(duì)活性CLAEE及雙反式CLAEE含量的影響

圖 3 乙醇鉀添加量對(duì)活性CLAEE及雙反式CLAEE含量的影響Fig. 3 Effect of catalyst addition on the contents of active and inactive conjugated linoleate ethyl ester

反應(yīng)溫度110 ℃，反應(yīng)時(shí)間3 h，真空度-0.1 MPa，轉(zhuǎn)速60 r/min，測(cè)定乙醇鉀添加量的影響。由圖3可以看出，乙醇鉀添加量不大于2%時(shí)，在反應(yīng)產(chǎn)物中幾乎檢測(cè)不到CLAEE；當(dāng)乙醇鉀添加量達(dá)到3%時(shí)，活性CLAEE相對(duì)含量突然升高至（51.01±0.27）%；隨著乙醇鉀添加量增加至5%時(shí)，活性CLAEE相對(duì)含量有顯著性變化（P＜0.05），由（51.01±0.27）%增加至（75.44±1.18）%；乙醇鉀添加量繼續(xù)升高至9%時(shí)，活性CLAEE相對(duì)含量不發(fā)生顯著性變化（P＞0.05），為（75.55±0.28）%。在乙醇鉀添加量為1%～9%時(shí)，雙反式CLAEE相對(duì)含量無(wú)顯著性變化（P＞0.05），均小于1%，符合市場(chǎng)產(chǎn)品要求。綜合考察，選擇乙醇鉀添加量5%為較適宜添加量。

2.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)活性CLAEE及雙反式CLAEE含量的影響

圖 4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)活性CLAEE及雙反式CLAEE含量的影響Fig. 4 Effect of reaction time on the contents of active and inactive conjugated linoleate ethyl ester

反應(yīng)溫度110 ℃，乙醇鉀添加量5%，真空度-0.1 MPa，轉(zhuǎn)速60 r/min，測(cè)定反應(yīng)時(shí)間的影響。由圖4可以看出，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間不大于3 h時(shí)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，活性CLAEE相對(duì)含量顯著升高（P＜0.05），從0%（0 h）增加至（75.44±1.18）%（3 h）；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)至7 h時(shí)，活性CLAEE相對(duì)含量保持在（77.17±0.00）%左右，沒(méi)有發(fā)生顯著性變化（P＞0.05）。同時(shí)，雙反式CLAEE含量在實(shí)驗(yàn)探究的時(shí)間范圍內(nèi)始終沒(méi)有發(fā)生顯著性變化（P＞0.05），一直小于1%，符合市場(chǎng)產(chǎn)品的要求。綜合考慮，選擇3 h為較適宜反應(yīng)時(shí)間。

綜上所述，乙醇鉀催化紅花籽油乙酯制備CLAEE單因素研究的最佳反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度110 ℃，乙醇鉀添加量5%，反應(yīng)時(shí)間3 h。

2.3 CLAEE及CLA產(chǎn)品的得率

利用單因素試驗(yàn)得到的最優(yōu)工藝條件制備CLAEE產(chǎn)品，并將過(guò)程中產(chǎn)生的皂通過(guò)鹽酸酸解，水洗脫水后制得CLA產(chǎn)品。CLAEE產(chǎn)品得率為（69.50±3.09）%，遠(yuǎn)高于CLA產(chǎn)品的得率（（20.70±2.19）%），同時(shí)綜合2 種產(chǎn)品的總得率可達(dá)到90%。

2.4 CLAEE及CLA產(chǎn)品的主要理化指標(biāo)及脂肪酸組成分析

2.4.1 CLAEE及CLA產(chǎn)品的主要理化指標(biāo)

由表3可以看出，CLAEE及CLA產(chǎn)品主要理化指標(biāo)均符合GB 2716—2005《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于酸價(jià)和過(guò)氧化值的規(guī)定。

表 3 CLAEE及CLA產(chǎn)品理化指標(biāo)Table 3 Physicochemical indicators of conjugated linoleic acid ethyl ester and conjugated linoleic acid

2.4.2 CLAEE及CLA產(chǎn)品的脂肪酸組成分析

圖 5 CLAEE標(biāo)準(zhǔn)品（A）、自制CLAEE產(chǎn)品（B）及自制CLA產(chǎn)品（C）氣相色譜圖Fig. 5 Gas chromatograms of CLAEE standard (A) and laboratory prepared CLAEE (B) and CLA (C)

表 4 紅花籽油乙酯、CLA和CLAEE產(chǎn)品的脂肪酸組成對(duì)比Table 4 Comparison of fatty acid composition between safflower seed oil ethyl ester and laboratory prepared CLA and CLAEE

在反應(yīng)溫度140 ℃、催化劑添加量5%、反應(yīng)時(shí)間40 min、真空度-0.1 MPa、轉(zhuǎn)速60 r/min條件下，測(cè)定CLAEE標(biāo)準(zhǔn)品、自制CLAEE產(chǎn)品及自制CLA產(chǎn)品氣相色譜。由圖5可知，CLAEE標(biāo)準(zhǔn)品主要為c9,t11-CLAEE和t10,c12-CLAEE 2 種構(gòu)型，同時(shí)結(jié)合表4分析可以看出，CLAEE產(chǎn)品與CLA產(chǎn)品的脂肪酸組成基本相同，2 種產(chǎn)品的CLA轉(zhuǎn)化率都達(dá)到了95%以上，且CLA中99%以上都為活性CLA，反應(yīng)效率較高。

2.5 CLAEE產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)表征

2.5.1 紫外光譜分析自制紅花籽油乙酯、CLAEE產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

圖 6 自制紅花籽油乙酯、CLAEE標(biāo)準(zhǔn)品及自制CLAEE產(chǎn)品紫外光譜圖Fig. 6 UV absorption spectra of laboratory prepared safflower seed oil ethyl ester, CLAEE standard and laboratory prepared CLAEE

由圖6對(duì)比可知，自制CLAEE產(chǎn)品及CLAEE標(biāo)準(zhǔn)品由于含有共軛雙鍵，能產(chǎn)生π-π共軛效應(yīng)，在波長(zhǎng)234 nm處均有強(qiáng)吸收峰，而紅花籽油乙酯因不含有共軛雙鍵，所以在波長(zhǎng)234 nm處沒(méi)有強(qiáng)吸收峰[28-29]。雖然采用紫外光譜法能檢測(cè)出自制CLAEE產(chǎn)品中含有共軛雙鍵，但CLAEE各異構(gòu)體種類與含量需要進(jìn)一步分析。

2.5.2 紅外光譜分析自制紅花籽油乙酯、CLAEE產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

圖 7 紅花籽油乙酯（A）、CLA標(biāo)準(zhǔn)品（B）及自制CLAEE（C）紅外光譜圖Fig. 7 Infrared spectra of laboratory prepared safflower seed oil ethyl ester (A), CLA standard (B) and laboratory prepared CLAEE (C)

圖 8 樣品紅外光譜局部對(duì)比圖Fig. 8 Partial comparison of infrared spectra of samples

由圖7可以看出，在3 018 cm-1處的吸收峰為不飽和碳?xì)涞纳炜s振動(dòng)峰，1 750～1 700 cm-1處的吸收峰為酯的特征吸收峰；由圖8對(duì)比可以看出，自制CLAEE在982 cm-1和946 cm-1處出現(xiàn)2 個(gè)＝C—H面外彎曲振動(dòng)峰，分別對(duì)應(yīng)順-反構(gòu)型CLAEE和反-順構(gòu)型CLAEE，CLA標(biāo)準(zhǔn)品在此處同樣也有明顯的振動(dòng)峰，而紅花籽油乙酯沒(méi)有此特征峰。因此，通過(guò)紅外光譜分析可知自制CLAEE產(chǎn)品中含有反式共軛雙鍵。

2.5.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析自制CLAEE產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

圖 9 自制CLAEE產(chǎn)品總離子流色譜圖Fig. 9 Total ion chromatogram of laboratory prepared CLAEE

圖 10 自制CLAEE產(chǎn)品氣相色譜-質(zhì)譜圖Fig. 10 GC-MS profile of laboratory prepared CLAEE

圖 11 亞油酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品、CLAEE標(biāo)準(zhǔn)品及自制CLAEE產(chǎn)品1H-NMR圖Fig. 11 1H-NMR spectra of linoleic ethyl esters standard, CLAEE standard and laboratory prepared CLAEE

由圖9可以看出各脂肪酸的分離規(guī)律：在飽和度方面，飽和脂肪酸先于不飽和脂肪酸出峰；對(duì)于飽和脂肪酸來(lái)說(shuō)，低碳數(shù)出峰先于高碳數(shù)；對(duì)于同碳數(shù)的不飽和脂肪酸來(lái)說(shuō)，單不飽和比多不飽和優(yōu)先出峰。這與義志忠等[30]的研究結(jié)論一致。

由圖9、10可知，在38.82、39.27、39.87 min和40.60 min的位置處出現(xiàn)了4 個(gè)相同的質(zhì)譜峰圖，表示4 種組分具有相同的分子片段，即4 種組分為同分異構(gòu)體。由圖9～13可以看出，4 種物質(zhì)m/z均為308，說(shuō)明其為亞油酸乙酯的4 種同分異構(gòu)體。同時(shí)，圖10～13均出現(xiàn)2 個(gè)雙鍵的基峰離子m/z67，且順?lè)串悩?gòu)體質(zhì)譜碎片基本一致，進(jìn)一步對(duì)比質(zhì)譜庫(kù)可以推測(cè)得到的4 種物質(zhì)為CLAEE的4 種同分異構(gòu)體（c9,t11-CLAEE、t10,c12-CLAEE、t9,t11-CLAEE、t10,t12-CLAEE）。

圖 12 CLAEE產(chǎn)品二維氫譜圖Fig. 12 Two-dimensional hydrogen spectrum of laboratory prepared CLAEE

圖 13 亞油酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品、CLAEE標(biāo)準(zhǔn)品及自制CLAEE產(chǎn)品13C-NMR圖Fig. 13 13C-NMR spectra of linoleic ethyl esters standard, CLAEE standard and laboratory prepared CLAEE

2.5.4 核磁共振分析亞油酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品、CLAEE標(biāo)準(zhǔn)品及自制CLAEE產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

結(jié)合圖11、12可以看出，δ0.8處為疏水端甲基氫；δ1.0～1.5處為分子中亞甲基氫；δ1.6處為連接離酯基碳最近的碳上的氫；δ2.0～2.2為兩側(cè)連接共軛雙鍵的亞甲基上的氫；δ2.3～2.5處為離羧甲基碳最近的碳上的氫；而親水端上的乙基中亞甲基氫化學(xué)位移為δ4.1，甲基氫化學(xué)位移在δ1.2處。在亞油酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品中，δ5.28為碳碳雙鍵中氫的化學(xué)位移，在CLAEE產(chǎn)品中分裂為δ5.0～6.5之間的4 組峰，而δ5.0～6.5正是共軛雙鍵上氫的化學(xué)位移。在亞油酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品氫譜中，δ2.768為亞油酸乙酯中連接2 個(gè)碳碳雙鍵的亞甲基氫，此處氫在CLAEE產(chǎn)品1H-NMR測(cè)定（圖11）中消失，可以看出自制的產(chǎn)物中含有CLAEE的4 種異構(gòu)體。

由圖13可以看出，δ14.2為分子結(jié)構(gòu)上甲基碳的化學(xué)位移；δ22.0為離疏水端甲基最近的碳的化學(xué)位移；δ25.0為連接離酯基碳最近的碳的化學(xué)位移；δ25.0～40.0處為分子中亞甲基上碳的化學(xué)位移；δ60.0為親水端上的乙基碳的化學(xué)位移；溶劑CDCl3上碳的化學(xué)位移在約δ80.0處；在亞油酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品中，δ130.0附近的2 個(gè)峰為碳碳雙鍵上的碳化學(xué)位移，而在自制CLAEE產(chǎn)品中，此處分裂為4 個(gè)峰，對(duì)應(yīng)共軛雙鍵上的4 種碳；在δ175.0則為酯基碳的化學(xué)位移。結(jié)合3 種物質(zhì)的碳譜，可以看出自制的CLAEE產(chǎn)物中含有CLAEE的4 種異構(gòu)體。

綜合3 種物質(zhì)的氫譜和碳譜，并結(jié)合2.5.3節(jié)分析，可以確定自制CLAEE產(chǎn)品中的4 種同分異構(gòu)體（c9,t11-CLAEE、t10,c12-CLAEE、t9,t11-CLAEE、t10,t12-CLAEE）。

綜上所述，通過(guò)結(jié)構(gòu)表征可以確定CLAEE產(chǎn)品中有4 種主要同分異構(gòu)體，分別為c9,t11-CLAEE、t10,c12-CLAEE、t9,t11-CLAEE、t10,t12-CLAEE。

3 結(jié) 論

通過(guò)單因素試驗(yàn)對(duì)無(wú)溶劑條件下乙醇鉀催化紅花籽油乙酯制備CLAEE的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)CLAEE產(chǎn)品的主要理化指標(biāo)和脂肪酸組成進(jìn)行分析，同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明：在真空度-0.1 MPa、轉(zhuǎn)速60 r/min條件下，通過(guò)最優(yōu)工藝條件（反應(yīng)溫度110 ℃，乙醇鉀添加量5%，反應(yīng)時(shí)間3 h）可制得含有4 種同分異構(gòu)體的CLAEE產(chǎn)品，其中活性CLAEE（c9,t11-CLAEE、t10,c12-CLAEE）相對(duì)含量為（75.44±1.18）%，雙反式CLAEE（t9,t11-CLAEE、t10,t12-CLAEE）相對(duì)含量為（0.24±0.09）%，產(chǎn)品得率為（69.50±3.09）%。同時(shí)回收處理反應(yīng)副產(chǎn)物皂得到的CLA產(chǎn)品得率為（20.70±2.19）%，且CLA產(chǎn)品脂肪酸組成與CLAEE產(chǎn)品的基本相同，兩產(chǎn)品的主要理化指標(biāo)都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，綜合兩產(chǎn)品整體得率可達(dá)到90%。通過(guò)紫外、紅外、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用以及核磁共振等結(jié)構(gòu)表征方法驗(yàn)證了制得的CLAEE產(chǎn)品中存在的4 種同分異構(gòu)體，分別為c9,t11-CLAEE、t10,c12-CLAEE、t9,t11-CLAEE和t10,t12-CLAEE。