本发明涉及鱼油成分提纯技术领域，具体而言，涉及一种提高鱼油中二十碳五烯酸乙酯的纯度的方法。
背景技术：
粗鱼油中富含w-3多不饱和脂肪酸，其中以二十碳五烯酸(EPA)，二十二碳六烯酸(DHA)含量为主，但EPA和DHA有各自不同的应用领域：EPA主要应用于降血脂、降血压、防止动脉粥样硬化；DHA主要应用于增强记忆、预防近视，EPA和DHA在鱼油产品中以EPA乙酯和DHA乙酯的形式存在，从而提纯和分离鱼油中的EPA乙酯和DHA乙酯便是当下研究的热点。但由于EPA乙酯和DHA乙酯均为多不饱和脂肪酸乙酯，碳原子个数相近、沸点相近、化学性质相近、一般的提纯分离方法有尿素包合法、分子蒸馏法、金属盐冷冻法、法超临界法、硝酸银层析法等，这些方法无论是一种或几种结合都无法完全分离EPA乙酯和DHA乙酯。其中，HPLC法能实现完全分离，但HPLC的固定相造价昂贵，不能无限次重复利用，且分离时需使用大量的流动相溶剂且产量有限，致使成本过高，无法进行工业化生产，从而其不是一种理想的生产技术。因此，上述EPA乙酯和DHA乙酯的提纯分离方法普遍存在分离效果不好，工艺复杂，成本较高的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种提高鱼油二十碳五烯酸乙酯的纯度的方法，以通过简单的工艺方法提高鱼油中的二十碳五烯酸乙酯的含量，同时降低二十二碳六烯酸乙酯的含量，且分离效果好，使其能够更好地进行工业化生产。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种提高鱼油中二十碳五烯酸乙酯的纯度的方法，包括：将鱼油进行转酯化反应，得到脂肪酸乙酯化产物。将脂肪酸乙酯化产物进行尿素包合，得到尿素包合混合物。将尿素包合混合物进行至少3级分子蒸馏，得到分子蒸馏产物。将分子蒸馏产物进行精馏。
进一步地，本发明较佳的实施例中，上述转酯化反应是将鱼油、无水乙醇和乙醇钠混合，在60～80℃的温度下进行搅拌3～6h。
进一步地，本发明较佳的实施例中，上述鱼油、无水乙醇和乙醇钠的质量比为1：2～3：0.005～0.01。
进一步地，本发明较佳的实施例中，上述鱼油的酸价小于3.0mgKOH/g。
进一步地，本发明较佳的实施例中，上述提高鱼油中二十碳五烯酸乙酯的纯度的方法还包括在转酯化反应后将转酯化反应所得的混合液静置分层，取上层液体在真空度为-0.08MPa～-0.09MPa，温度为55～65℃的条件下回收无水乙醇，再加入蒸馏水进行洗涤，分离油层，得到脂肪酸乙酯化产物。
进一步地，本发明较佳的实施例中，上述尿素包合是将脂肪酸乙酯化产物与以乙醇为溶剂的尿素溶液混合搅拌后进行结晶，再过滤，所得滤液为尿素包合混合物。
进一步地，本发明较佳的实施例中，上述进行混合搅拌的温度为70～80℃。
进一步地，本发明较佳的实施例中，上述脂肪酸乙酯化产物与尿素溶液的体积比为1：4.5～5.5，尿素溶液中尿素与乙醇的体积比为1：3～4。
进一步地，本发明较佳的实施例中，上述至少3级分子蒸馏为5级分子蒸馏，5级分子蒸馏的真空度为0.01～100Pa，5级分子蒸馏的蒸馏温度依次为110～115℃、115～120℃、120～125℃、145～150℃、155～165℃。
进一步地，本发明较佳的实施例中，上述进行精馏的真空度为0～100Pa，精馏柱理论塔板数大于20，回流比6：1，釜底加热温度为190～200℃，塔身温度180～190℃。
本发明实施例的一种提高鱼油二十碳五烯酸乙酯的纯度的方法的有益效果是：通过将鱼油先进行转酯化反应，得到脂肪酸乙酯化产物，使得EPA和DHA以EPA乙酯和DHA乙酯的形式在鱼油中存在，并且有利于后续进行分离纯化操作，再将脂肪酸乙酯化产物进行尿素包合，从而有效地去除饱和脂肪酸乙酯，进步提高鱼油中EPA乙酯和DHA乙酯的含量。将尿素包合后形成的尿素包合混合物进行至少3级分子蒸馏，得到分子蒸馏产物，通过EPA乙酯和DHA乙酯以及其他脂肪酸酯类在高真空下沸点的不同，除去部分DHA乙酯和饱和脂肪酸乙酯以及其他低沸点的脂肪酸乙酯，也同时除去了产物中的色素、部分脂肪酮、固体杂质以及聚合物等，进而提高了EPA乙酯在产物中的含量，再将经过至少3级分子蒸馏后形成的分子蒸馏产物进行精馏，利用分子蒸馏产物中各组分挥发度的不同，提高EPA乙酯的含量，同时减小DHA乙酯的含量，以达到进一步将鱼油中EPA乙酯的含量提高到大于90％。上述提高鱼油中EPA乙酯的纯度的方法，工艺简单，成本较低，耗时较短，并达到了很好的分离纯化效果，适合大规模的生产利用，克服了安全性难以保证的问题。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种提高鱼油二十碳五烯酸乙酯的纯度的方法进行具体说明。
一种提高鱼油中二十碳五烯酸乙酯的纯度的方法，包括：
第一步，将鱼油进行转酯化反应，得到脂肪酸乙酯化产物。
具体地，转酯化反应的步骤是：将无水乙醇和乙醇钠混合均匀后加入装有鱼油的反应釜中或者直接将无水乙醇加入鱼油中再加入乙醇钠，在60～80℃的温度下进行搅拌3～6h。其中，鱼油、无水乙醇和乙醇钠的质量比为1：2～3：0.005～0.01。
在上述转酯化反应过程中，乙醇钠作为催化剂参与反应，整个过程为碱催化酯化。鱼油乙酯化的催化方法很多，一般有酸催化，碱催化、固体酸催化，酶催化等。采用酸催化工艺，反应温度高，产品容易氧化，产生聚合物，废水量大，乙醇回收困难、产品颜色深、容易碳化、结焦。采用酶催化工艺，反应时间长，转化率低，催化剂价格高，纯化处理困难。本发明的实施例中采用碱催化工艺，其反应温度低，催化剂价格低，废水量小，反应时间短，反应过程中产品不氧化。乙醇回收简单，不需进行精馏处理。
优选地，鱼油的酸价小于3.0mgKOH/g。该范围值内的低酸价的鱼油进行上述转酯化反应，可以使得酯化率大大提高，达到98％以上。从而有利于后续对EPA乙酯的纯度的提高。
在转酯化反应后将转酯化反应所得的混合液静置分层，取上层液体在真空度为-0.08MPa～-0.09MPa，温度为55～65℃的条件下浓缩回收无水乙醇，再加入蒸馏水进行洗涤，分离油层，从而得到脂肪酸乙酯化产物。
第二步，将脂肪酸乙酯化产物进行尿素包合，得到尿素包合混合物。
具体地，先将乙醇装入尿包罐中，然后再加入尿素，搅拌溶解后形成尿素溶液，再往尿素溶液中加入脂肪酸乙酯化产物，在70～80℃条件下搅拌1～2h，然后冷却结晶，再结晶后的混合物过滤，所得滤液为尿素包合混合物。在将乙醇放入尿素中进行搅拌溶解时的温度也为70～80℃。
其中，脂肪酸乙酯化产物与尿素溶液的体积比为1：4.5～5.5，尿素溶液中尿素与乙醇的体积比为1：3～4。通过上述过程和成分比例的设置，使得能够对脂肪酸乙酯化产物达到很好地尿素包合效果。尿素为食品级，乙醇为食品级，乙醇质量百分比含量超过95％。
尿素包合法的原理是尿素分子在结晶过程中与饱和脂肪酸乙酯或单不饱和脂酸乙酯形成较稳定的晶体包合物析出，而多不饱和脂肪酸乙酯由于双键较多，碳链弯曲，具有一定的空间构型，不易被尿素包合。从而在尿素包合过程中，以EPA乙酯和DHA乙酯为主的多不饱和脂肪酸乙酯不会与尿素形成包合物。。通过上述的尿素包合可以使得脂肪酸乙酯化产物中的饱和脂肪酸以及单不饱和脂酸乙酯分别和尿素进行包合结晶，并通过过滤的方式除去，就可得到较高纯度的多不饱和脂肪酸乙酯，从而提高了EPA乙酯和DHA乙酯的含量，使得得到的尿素包合混合物中的EPA乙酯和DHA乙酯的总含量在58～62％之间。
第三步，将尿素包合混合物进行至少3级分子蒸馏，得到分子蒸馏产物。
分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法，蒸馏操作时蒸汽分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离，从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异，对液体混合物进行分离。
至少3级分子蒸馏优选为5级分子蒸馏，5级分子蒸馏的真空度为0.01～100Pa，5级分子蒸馏的蒸馏温度依次为110～115℃、115～120℃、120～125℃、145～150℃、155～165℃。
将尿素混合物依次通过1～5级分子蒸馏的蒸馏器中依次进行分子蒸馏，最终得到分子蒸馏产物，后一级的蒸馏温度高于前一级的蒸馏温度。
当然，至少3级分子蒸馏也可以是3级、4级或者6级分子蒸馏。
通过至少3级的分子蒸馏大大提高了EPA乙酯的含量降低了DHA乙酯和其他脂肪酸乙酯以及部分甘油酮、固体杂质、聚合物等，从而得到分子蒸馏产物。
第四步，将分子蒸馏产物进行精馏。
具体地，将分子蒸馏产物通入精馏塔中进行精馏，精馏塔的真空度为0～100Pa，精馏柱理论塔板数大于20，回流比6：1，釜底加热温度为190～200℃，塔身温度180～190℃。
精馏是利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分(轻组分)不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离的过程。
通过上述精馏过程可以利用分子蒸馏产物中各组分挥发度的不同，提高EPA乙酯的含量，同时减小DHA乙酯的含量，使得EPA乙酯的含量达到90％以上，而DHA乙酯的含量小于1％。
其中，EPA乙酯和DHA乙酯的含量的检测可以通过高效液相色谱质谱联用等常规方法进行检测。
上述提高鱼油中EPA乙酯的纯度的方法，工艺简单，成本较低，耗时较短，并达到了很好的分离纯化效果，适合大规模的生产利用，产品无溶剂残留，克服了安全性难以保证的问题。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
首先，将无水乙醇和乙醇钠混合均匀后加入装有鱼油的反应釜中，在68℃的温度下进行搅拌6h，进行转酯化反应。其中，鱼油、无水乙醇和乙醇钠的质量比为1：3：0.01；鱼油的酸价为2.9mgKOH/g。
其次，对转酯化所得的混合液静置分层，取上层液体在真空度为-0.09MPa，温度为65℃的条件下浓缩回收无水乙醇，再加入蒸馏水进行洗涤，分离油层，从而得到脂肪酸乙酯化产物。
之后，先将乙醇装入尿包罐中，然后再加入尿素，搅拌溶解后形成尿素溶液，再往尿素溶液中加入脂肪酸乙酯化产物，在80℃条件下搅拌2h，然后冷却结晶，再结晶后的混合物过滤，所得滤液为EPA乙酯和DHA乙酯的总含量为62％的尿素包合混合物。其中，脂肪酸乙酯化产物与尿素溶液的体积比为1：5.5，尿素溶液中尿素与乙醇的体积比为1：4。
之后，将尿素包合混合物进行5级分子蒸馏，得到EPA乙酯含量为72.5％，DHA乙酯含量为8％的分子蒸馏产物。其中，5级分子蒸馏的真空度为3Pa，5级分子蒸馏的蒸馏温度依次为115℃、120℃、125℃、150℃、165℃。
然后，将分子蒸馏产物通入精馏塔中进行精馏，其中，精馏塔的真空度为100Pa，精馏柱理论塔板数为23，回流比6：1，釜底加热温度为200℃，塔身温度190℃。蒸馏后得到的鱼油产品中EPA乙酯的含量为91.7％，而DHA乙酯的含量为0.85％。
实施例2
首先，将无水乙醇加入装有鱼油的反应釜中，再加入乙醇钠，再在68℃的温度下进行搅拌3h，进行转酯化反应。其中，鱼油、无水乙醇和乙醇钠的质量比为1：2：0.005；鱼油的酸价为2.0mgKOH/g。
其次，对转酯化所得的混合液静置分层，取上层液体在真空度为-0.08MPa，温度为55℃的条件下浓缩回收无水乙醇，再加入蒸馏水进行洗涤，分离油层，从而得到脂肪酸乙酯化产物。
之后，先将乙醇装入尿包罐中，然后再加入尿素，搅拌溶解后形成尿素溶液，再往尿素溶液中加入脂肪酸乙酯化产物，在70℃条件下搅拌1h，然后冷却结晶，再结晶后的混合物过滤，所得滤液为EPA乙酯和DHA乙酯的总含量为58％的尿素包合混合物。其中，脂肪酸乙酯化产物与尿素溶液的体积比为1：4.5，尿素溶液中尿素与乙醇的体积比为1：3。
之后，将尿素包合混合物进行5级分子蒸馏，得到EPA乙酯含量为71％，DHA乙酯含量为9％的分子蒸馏产物。其中，5级分子蒸馏的真空度为0.01Pa，5级分子蒸馏的蒸馏温度依次为110℃、115℃、120℃、145℃、155℃。
然后，将分子蒸馏产物通入精馏塔中进行精馏，其中，精馏塔的真空度为0Pa，精馏柱理论塔板数为21，回流比6：1，釜底加热温度为190℃，塔身温度180℃。蒸馏后得到的鱼油产品中EPA乙酯的含量为91.2％，而DHA乙酯的含量为0.9％。
实施例3
首先，将无水乙醇加入装有鱼油的反应釜中，再加入乙醇钠，再在68℃的温度下进行搅拌4h，进行转酯化反应。其中，鱼油、无水乙醇和乙醇钠的质量比为1：2.5：0.008；鱼油的酸价为1.5mgKOH/g。
其次，对转酯化所得的混合液静置分层，取上层液体在真空度为-0.08MPa，温度为60℃的条件下浓缩回收无水乙醇，再加入蒸馏水进行洗涤，分离油层，从而得到脂肪酸乙酯化产物。
之后，先将乙醇装入尿包罐中，然后再加入尿素，搅拌溶解后形成尿素溶液，再往尿素溶液中加入脂肪酸乙酯化产物，在75℃条件下搅拌1.5h，然后冷却结晶，再结晶后的混合物过滤，所得滤液为EPA乙酯和DHA乙酯的总含量为60％的尿素包合混合物。其中，脂肪酸乙酯化产物与尿素溶液的体积比为1：5，尿素溶液中尿素与乙醇的体积比为1：3.5。
之后，将尿素包合混合物进行5级分子蒸馏，得到EPA乙酯含量为72％，DHA乙酯含量为8.5％的分子蒸馏产物。其中，5级分子蒸馏的真空度为15Pa，5级分子蒸馏的蒸馏温度依次为113℃、119℃、123℃、148℃、159℃。
然后，将分子蒸馏产物通入精馏塔中进行精馏，其中，精馏塔的真空度为50Pa，精馏柱理论塔板数为25，回流比6：1，釜底加热温度为195℃，塔身温度185℃。蒸馏后得到的鱼油产品中EPA乙酯的含量为90.8％，而DHA乙酯的含量为0.87％。
实施例4
首先，将无水乙醇加入装有鱼油的反应釜中，再加入乙醇钠，再在72℃的温度下进行搅拌5h，进行转酯化反应。其中，鱼油、无水乙醇和乙醇钠的质量比为1：2.6：0.006；鱼油的酸价为1.3mgKOH/g。
其次，对转酯化所得的混合液静置分层，取上层液体在真空度为-0.09MPa，温度为61℃的条件下浓缩回收无水乙醇，再加入蒸馏水进行洗涤，分离油层，从而得到脂肪酸乙酯化产物。
之后，先将乙醇装入尿包罐中，然后再加入尿素，搅拌溶解后形成尿素溶液，再往尿素溶液中加入脂肪酸乙酯化产物，在73℃条件下搅拌1.3h，然后冷却结晶，再结晶后的混合物过滤，所得滤液为EPA乙酯和DHA乙酯的总含量为61％的尿素包合混合物。其中，脂肪酸乙酯化产物与尿素溶液的体积比为1：4.8，尿素溶液中尿素与乙醇的体积比为1：3.3。
之后，将尿素包合混合物进行4级分子蒸馏，得到EPA乙酯含量为70.4％，DHA乙酯含量为8.3％的分子蒸馏产物。其中，4级分子蒸馏的真空度为15Pa，5级分子蒸馏的蒸馏温度依次为112℃、118℃、124℃、147℃。
然后，将分子蒸馏产物通入精馏塔中进行精馏，其中，精馏塔的真空度为32Pa，精馏柱理论塔板数为24，回流比6：1，釜底加热温度为193℃，塔身温度187℃。蒸馏后得到的鱼油产品中EPA乙酯的含量为90.4％，而DHA乙酯的含量为0.91％。
实施例5
首先，将无水乙醇加入装有鱼油的反应釜中，再加入乙醇钠，再在80℃的温度下进行搅拌4.5h，进行转酯化反应。其中，鱼油、无水乙醇和乙醇钠的质量比为1：2.4：0.007；鱼油的酸价为1.0mgKOH/g。
其次，对转酯化所得的混合液静置分层，取上层液体在真空度为-0.09MPa，温度为62℃的条件下浓缩回收无水乙醇，再加入蒸馏水进行洗涤，分离油层，从而得到脂肪酸乙酯化产物。
之后，先将乙醇装入尿包罐中，然后再加入尿素，搅拌溶解后形成尿素溶液，再往尿素溶液中加入脂肪酸乙酯化产物，在77℃条件下搅拌1.2h，然后冷却结晶，再结晶后的混合物过滤，所得滤液为EPA乙酯和DHA乙酯的总含量为59％的尿素包合混合物。其中，脂肪酸乙酯化产物与尿素溶液的体积比为1：4.6，尿素溶液中尿素与乙醇的体积比为1：3.6。
之后，将尿素包合混合物进行5级分子蒸馏，得到EPA乙酯含量为72.4％，DHA乙酯含量为8.1％的分子蒸馏产物。其中，5级分子蒸馏的真空度为15Pa，5级分子蒸馏的蒸馏温度依次为112℃、118℃、124℃、147℃、158℃。
然后，将分子蒸馏产物通入精馏塔中进行精馏，其中，精馏塔的真空度为72Pa，精馏柱理论塔板数为29，回流比6：1，釜底加热温度为198℃，塔身温度184℃。蒸馏后得到的鱼油产品中EPA乙酯的含量为91.4％，而DHA乙酯的含量为0.85％。
综上所述，通过将鱼油先进行转酯化反应，得到脂肪酸乙酯化产物，使得EPA和DHA以EPA乙酯和DHA乙酯的形式在鱼油中存在，并且有利于后续进行分离纯化操作，再将脂肪酸乙酯化产物进行尿素包合，从而有效地去除饱和脂肪酸乙酯，进步提高鱼油中EPA乙酯和DHA乙酯的含量。将尿素包合后形成的尿素包合混合物进行至少3级分子蒸馏，得到分子蒸馏产物，通过EPA乙酯和DHA乙酯以及其他脂肪酸酯类在高真空下沸点的不同，除去部分DHA乙酯和饱和脂肪酸乙酯以及其他低沸点的脂肪酸乙酯，也同时除去了产物中的色素、部分脂肪酮、固体杂质以及聚合物等，进而提高了EPA乙酯在产物中的含量，再将经过至少3级分子蒸馏后形成的分子蒸馏产物进行精馏，利用分子蒸馏产物中各组分挥发度的不同，提高EPA乙酯的含量，同时减小DHA乙酯的含量，以达到进一步将鱼油中EPA乙酯的含量提高到大于90％。上述提高鱼油中EPA乙酯的纯度的方法，工艺简单，成本较低，耗时较短，并达到了很好的分离纯化效果，适合大规模的生产利用，产品无溶剂残留，克服了安全性难以保证的问题。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。