神經(jīng)酸的功能及提純工藝研究進展
作者：劉速速、周慶禮等注：原文來自《中國油脂》2019年第44卷第10期第142-145頁，對原文略有改動。 神經(jīng)酸（NA）Z早發(fā)現(xiàn)于哺乳動物的神經(jīng)組織中，因此命名為神經(jīng)酸；又因其Z早是從鯊魚腦組織中分離出來，故又名鯊魚酸。神經(jīng)酸是一種ω-9型長鏈單不飽和脂肪酸，其化學名為順-15-二十四碳單烯酸，化學結構式為CH3—(CH2)7—CHCH—(CH2)13—COOH，分子式為C24H46O2，相對分子質量為366.6，純品在常溫下為白色片狀晶體，溶于醇但不溶于水。 神經(jīng)酸是大腦神經(jīng)組織和神經(jīng)細胞的核心天然成分，是目前為止發(fā)現(xiàn)的能促進受損神經(jīng)組織修復和再生的TX物質，對于提高腦神經(jīng)的活躍，防止腦神經(jīng)衰老有很大作用。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)一些植物的果實和種子油中富含神經(jīng)酸，引起了許多研究者的廣泛關注。本文就神經(jīng)酸的來源、功能及提純工藝進行綜述，為神經(jīng)酸產(chǎn)品的開發(fā)和應用提供參考。 1 神經(jīng)酸的來源 1.1 動物來源 1925年，Klenk從人和動物的大腦里分離出腦苷脂，腦苷脂水解為半乳糖、脂氨醇和不飽和脂肪酸3部分，并從不飽和脂肪酸中分離出一種熔點為41 ℃的單不飽和脂肪酸，并推導出其分子式，即為神經(jīng)酸。1926年，Tsujimoto等從鯊魚油中分離出神經(jīng)酸，并確定神經(jīng)酸結構為順式結構。1972年，Sinclar等發(fā)現(xiàn)當鯊魚的腦部在受到傷害后會自行修復，于是專家們推斷神經(jīng)酸能夠修復大腦神經(jīng)組織。 1.2 植物來源 迄今為止，在我國含有神經(jīng)酸的植物有31種，神經(jīng)酸含量在2%以上的木本植物10種、草本植物5種。我國含神經(jīng)酸植物種類中，蒜頭果是含神經(jīng)酸植物之冠，但適生區(qū)范圍較小，且資源量少。以元寶楓為代表的槭屬，雖然神經(jīng)酸含量較蒜頭果等相對較低，但槭屬樹種結實量大，并且適生能力非常強，因此具有較大的發(fā)展?jié)摿Α６羲{菜果實的神經(jīng)酸含量(≥3.66%)是僅次于蒜頭果和盾葉木的十字花科植物，也是果實中神經(jīng)酸含量Z高的草本植物。蒜頭果、盾葉木和遏藍菜果實的神經(jīng)酸含量均大于3%，是自然界富含神經(jīng)酸的3種植物資源（詳見附表1）。 2 神經(jīng)酸的功能 2.1 治 療腦部疾病 隨著年齡的增長，機體中神經(jīng)酸的缺乏將會增加腦中風后遺癥、老年癡呆、腦癱、記憶力減退等腦病的發(fā)生率。研究證明，神經(jīng)酸能夠恢復神經(jīng)末稍活性，促進神經(jīng)細胞生長和發(fā)育。神經(jīng)酸是腦神經(jīng)細胞膜的重要組成部分，能夠調(diào)節(jié)細胞膜上的離子通道和受體，激 活受損、病變及休眠的神經(jīng)細胞，修復腦細胞膜結構，促進神經(jīng)網(wǎng)絡的重建，并且神經(jīng)酸可誘導神經(jīng)纖維自我生長及分裂，修復堵塞、扭曲、凝聚及斷裂的神經(jīng)纖維，增強大腦各區(qū)域神經(jīng)組織間的信號傳導，使損傷的胞體存活和恢復語言、記憶、感覺、肢體等方面的功能；同時神經(jīng)酸還能夠完整地透過血腦屏障，干預神經(jīng)干細胞在腦內(nèi)增殖、分化、遷移和存活，促使腦內(nèi)ADP轉化為ATP，促進乙酰膽堿合成，增加多巴胺的釋放，并增強神經(jīng)興奮的傳遞，改善腦內(nèi)新陳代謝狀況。 印度學者發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)不良及饑餓兒童的大腦和小腦細胞中神經(jīng)酸含量遠低于正常兒童；法國科學家研究表明如果在懷孕期或嬰兒期攝入一定量的神經(jīng)酸，將會加快腦部的發(fā)育。王建民等對神經(jīng)酸功能進行了研究，動物試驗結果表明，神經(jīng)酸各劑量組與對照組相比存在顯著性差異（P<0.05）；人體試驗結果表明，試驗組各項測試指標與對照組相比，心智、圖片、再認、聯(lián)想、觸覺、理解和IQ值均有顯著提高；說明神經(jīng)酸能夠顯著改善記憶能力，提高IQ值。 2.2 改善中樞 神經(jīng)系統(tǒng) 多發(fā)性硬化是一種發(fā)生于中樞 神經(jīng)系統(tǒng)的脫髓鞘疾病，因神經(jīng)纖維的鞘磷脂被破壞，導致神經(jīng)纖維髓鞘呈塊狀脫落，使神經(jīng)傳輸中斷，出現(xiàn)視力模糊、站立不穩(wěn)、語言受阻、煩躁、失 眠等癥狀。由于中樞 神經(jīng)系統(tǒng)由白質、灰質組成，而神經(jīng)酸是白質的組成部分，是腦白質的結構性成分，能在體內(nèi)合成神經(jīng)節(jié)苷脂、腦苷脂和鞘磷脂，可改善髓質營養(yǎng)不良，抑制髓鞘受損與脫失，改善多發(fā)性硬化癥狀。Sargent等在動物試驗中發(fā)現(xiàn)，老鼠體內(nèi)的神經(jīng)酸不足，會導致髓鞘形成受損，而飲食中加入神經(jīng)酸，則對治 療多發(fā)性硬化有益；且人體試驗表明，神經(jīng)酸的攝入可促進體內(nèi)鞘糖脂和鞘磷脂的合成，進而促進神經(jīng)纖維髓鞘化，使脫落的髓鞘再生，改善多發(fā)性硬化癥狀。 腎上腺腦白質病，是由于長鏈脂肪酸分解酶缺乏，過多地結合了長鏈飽和脂肪酸，引起中樞 神經(jīng)系統(tǒng)進行性脫髓鞘病變，主要累及腎上腺和腦白質，主要表現(xiàn)為進行性的精神運動障礙，視力及聽力下降和腎上腺皮質功能低下。試驗證明，用富含神經(jīng)酸的植物油進行“食用療法”，對腎上腺腦白質萎縮癥病人是有益的。 2.3 調(diào)節(jié)血糖血脂 神經(jīng)酸可以改善血液微循環(huán)，對高血脂、高血壓、高血糖、動脈粥樣硬化等癥狀有明顯的效果。神經(jīng)酸作為一種長鏈脂肪酸，通過促使人體必需脂肪酸ω-3和ω-6正常代謝，二者協(xié)同作用，能迅速降低血液中低密度脂蛋白膽固醇含量，升高高密度脂蛋白膽固醇含量，降低血清中總膽固醇含量，降低血液黏稠度，降低血壓，舒張血管，清 除血管中多余的脂肪，抑制血小板聚集，能促進胰島β-細胞分泌胰島素。蔡曉琴等探討了血漿二十四碳烯酸(C24∶ 1)水平與急性缺血性腦卒中發(fā)病的關系，結果表明高濃度的血漿C24∶ 1水平可以降低急性缺血性腦卒中的發(fā)病風險。 2.4 提高免疫功能 神經(jīng)酸能促進脾淋巴細胞的增殖轉化，提高抗體生成細胞數(shù)量和NK細胞活性，提高機體M疫力。膳食中添加神經(jīng)酸還能夠改善多囊卵巢綜合征。賀浪沖等對艾氏腹水癌小鼠灌胃含神經(jīng)酸的元寶楓油，結果表明小鼠的生命延長了81.9%。王熙才等探討了含有神經(jīng)酸的元寶楓油對小鼠免疫系統(tǒng)的影響及其增強M疫力的作用。試驗結果表明用元寶楓油制成的艾舍爾軟膠囊各劑量組小鼠的淋巴細胞轉化能力、抗體生成細胞數(shù)均高于陰性對照組(P<0.05)；高、中劑量組NK細胞活性高于陰性對照組(P<0.01)。說明用元寶楓油制成的艾舍爾軟膠囊能提高小鼠的抗體生成細胞數(shù)和血清溶血素水平以及小鼠NK細胞活性，具有增強免疫力的作用。 2.5 食品添加劑 1993年在瑞士召開的D一屆國 際脂肪酸及脂質研究會上指出，長鏈的不飽和脂肪酸是胎兒和新生兒發(fā)育必不可少的營養(yǎng)物質。而神經(jīng)酸是長鏈不飽和脂肪酸，其主要通過人體內(nèi)的鞘磷脂和鞘糖脂來達到改善生物膜組成、結構和功能，從而提高細胞活力，增強人類正常生命活動的能力。早在20世紀90年代，歐美發(fā)達國家的科學家就提倡將神經(jīng)酸添加到奶粉中，以促進嬰兒智力發(fā)育，提高國民素質。神經(jīng)酸也可以作為即食水溶液形式，在加工過的肉、蔬菜、魚中添加，亦可以添加在嬰兒奶粉、嬰兒米粉、嬰兒餅干中。研究發(fā)現(xiàn)，對孕婦和哺乳期的婦女添加8~32 mg/d的神經(jīng)酸，可以促進嬰兒智力發(fā)育。王建民等通過動物試驗和人體試驗，得出神經(jīng)酸能夠改善人的記憶能力，并提出了將其作為添加劑添加到嬰幼兒Y智食品中的建議，對促進嬰幼兒的大腦發(fā)育，提高智力水平具有重要意義。 2.6 皮膚護理 角質層的結構和皮脂防護層的親油性，一方面可以防止皮膚過度失水，另一方面可以防止自然環(huán)境中異物侵入皮膚。科學家研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)酸可加強角質層的防護作用，并提高皮膚水分含量，角質層對水溶性維生素幾乎是一個無法逾越的屏障，只有借助神經(jīng)酸這樣的載體物質，水溶性維生素才能穿透角質層。用元寶楓油配制的化妝品，對皮膚表現(xiàn)出有益的生理功能，滲透快，無油膩發(fā)黏的感覺，無刺激和敏感性，配制的化妝品保濕性好，可減緩皮膚表面的水分蒸發(fā)，對皮膚的柔軟性、平滑性和彈性具有一定作用。王性炎在試驗中發(fā)現(xiàn)含神經(jīng)酸的元寶楓油對皮膚病有治 療作用，并研制了元寶美容霜、元寶洗面奶等。 3 神經(jīng)酸的提取工藝 3.1 去殼元寶楓、文冠果、蒜頭果等種子或果實，都被外殼包裹，首先要去除外殼，提高富含神經(jīng)酸油脂的得率。3.2低溫壓榨這是獲取富含神經(jīng)酸油脂的重要一步，為了防止神經(jīng)酸氧化，一般采用物理液壓壓榨的方式，物料受壓出油，料溫沒有變化。只采用壓榨的方式，因壓榨機及物料特性，料渣內(nèi)還含有8-12%的油沒有被擠壓出來，如果餅渣不進一步提取的話，神經(jīng)酸收率太低，資源浪費嚴重。3.3低溫萃取安陽市晶華油脂工程有限公司的低溫萃取成套設備非常成熟，早就應用于萬壽菊葉黃素、辣椒的紅辣素提取，DHA、ARA、蝦青素、番茄紅素、鷹嘴豆等保質萃取，以及在花椒油、姜油樹脂等調(diào)味品提取方面也獨樹一幟，在亞麻籽油、紫蘇籽油等亞麻酸的提取純化方面也有不錯的業(yè)績。液壓后的餅經(jīng)過適當破碎，進入低溫萃取設備，萃取分離溫度不高于45℃，保護了神經(jīng)酸不被破壞，提取后餅渣中殘油低于1%，神經(jīng)酸收率提高8-10%。3.4精制壓榨或低溫萃取出來的富含神經(jīng)酸的油中還含有大量的雜質、膠體等，酸價高、含水量高也會影響下一步提純。精制主要包括：過濾除固雜、脫膠體物質、降低酸價、脫去水分、以及降低蠟質等。以上這些步驟只是得到富含神經(jīng)酸的油，其中神經(jīng)酸的含量與原料種類、品質有關，想要富集神經(jīng)酸，提高神經(jīng)酸的單位含量，必須經(jīng)過純化。4 神經(jīng)酸的提純工藝 4.1 結晶法 結晶法是利用脂肪酸在溶劑中的溶解度和凝固點不同進行富集純化的。一般來說,脂肪酸在有機溶劑中的溶解度隨碳鏈長度的增加而減少,隨雙鍵數(shù)的增加而增加。這種溶解度的差異隨溫度的降低表現(xiàn)更為顯著。所以將混合脂肪酸溶解于有機溶劑,通過降低溫度可實現(xiàn)飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的分離。 郝旭亞通過對脂肪酸進行3次重結晶，可得質量分數(shù)為82.99%的神經(jīng)酸晶體,回收率為51.91%，得率為20.98%。熊德元等通過用石油醚與10%無水乙醇的混合液為溶劑對蒜頭果油進行低溫結晶，結晶溫度-12 ℃，結晶時間2 h，得到神經(jīng)酸的質量分數(shù)為75.39%，回收率為59.74%，其中油酸含量從27.19%降到7.94%，芥酸含量從14.83%降到5.13%。呼曉姝對元寶楓油中的神經(jīng)酸進行重結晶，試驗結果表明，結晶溫度在-25 ℃，結晶時間3 h時，神經(jīng)酸純度達到Z大值，神經(jīng)酸收率為36.4%，所得神經(jīng)酸純度不高，收率較低。 4.2 尿素包合法 尿素的結晶為六面體，當利用尿素溶解在有機溶劑中，遇到脂肪化合物時，尿素分子間以氫鍵結合形成六面體，直鏈飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸的直徑小于形成的六面體的自由體積，在結晶過程中就可以進入到晶胞內(nèi)，形成尿素包合物析出，進而將飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸分開。 徐文暉等用元寶楓油制成混合脂肪酸甲酯，再用尿素包合法對其中的神經(jīng)酸甲酯進行分離。結果顯示，在m（脂肪酸甲酯）∶ m（尿素)∶ V(甲醇)為1∶ 3∶ 9、包合溫度-10 ℃、包合時間20 h的條件下，神經(jīng)酸甲酯的分離效果Z佳，通過2次尿素包合處理后神經(jīng)酸甲酯的相對含量從5.484%提高到17.103%，提高了2倍多。郭瑩瑩等以文冠果油為原料，在尿脂比1∶ 1、料液比1∶ 10、包合溫度10 ℃、包合時間8 h的優(yōu)化工藝條件下，文冠果油中的神經(jīng)酸含量從2.59%升高到9.49%，神經(jīng)酸含量提高了約3倍，且回收率也較高，可達到74.01%。 芥酸與神經(jīng)酸均為ω-9型長鏈單烯脂肪酸,結構相近,因此神經(jīng)酸提純難點之處就是將其與芥酸分離。張元等通過二級分子蒸餾得到的神經(jīng)酸乙酯初級產(chǎn)品中神經(jīng)酸乙酯與芥酸乙酯含量分別為48.79%和46.80%，然后將二級分子蒸餾后的脂肪酸乙酯進行尿素包合，在m(脂肪酸乙酯)∶ m(尿素)∶ V(甲醇)為1∶ 5∶ 35、包合溫度35 ℃、包合時間8 h條件下，經(jīng)過二次尿素包合處理，得到神經(jīng)酸乙酯含量為66.21%的產(chǎn)品，神經(jīng)酸乙酯的收率為12.73%，其中芥酸含量降到33.28%。尿素包合法簡便、經(jīng)濟，適合工業(yè)化生產(chǎn)。尿素包含法分離神經(jīng)酸后，產(chǎn)品中的神經(jīng)酸相對含量并不高，且存在溶劑殘留問題。 4.3 薄層層析法 薄層層析法主要是利用吸附劑對不同成分的吸附能力不同，以及展開劑對其解吸附能力的不同而實現(xiàn)分離。薄層層析法是快速分離和定性分析少量物質的一種很重要的實驗技術，屬固-液吸附色譜。王娟等將蒜頭果油直接上樣于硅膠G板上，用石油醚-乙酸乙酯洗脫劑進行梯度洗脫，經(jīng)檢測后收集體積比為50∶ 1~30∶ 1洗脫液，減壓濃縮后得到神經(jīng)酸結晶，含量達到95%，得率為10%。王性炎等首先將元寶楓油制備成混合脂肪酸，用硅膠柱對神經(jīng)酸進行吸附，采用專用洗脫劑進行洗脫，收集含神經(jīng)酸部分，經(jīng)檢測神經(jīng)酸含量由5.5%提高到90%以上。薄層層析法雖然分離純度高，但條件精密，僅適用于實驗室制取，很難實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。 4.4 分子蒸餾法 分子蒸餾主要是通過物質分子運動的平均自由程的不同進行分離的。當物料加熱流動時，由于輕、重組分的自由程不同，輕組分會Z先從液體中揮發(fā)到冷凝管上而被收集，重組分達不到冷凝管而沿壁流出，因而實現(xiàn)不同物質的分離。 徐明輝等用分子蒸餾法對神經(jīng)酸乙酯進行制取，在不同的真空度及溫度下進行六級分子蒸餾，其中在第五級分子蒸餾真空度0.1~2.0 Pa、溫度145~150 ℃的條件下，脫除芥酸和部分木焦油酸，在第六級分子蒸餾真空度0.1~2.0 Pa、溫度148~153 ℃的條件下，得到含量為50%以上的神經(jīng)酸乙酯。羅永珠等將元寶楓油乙酯化后在不同的真空度及溫度下進行了六級分子蒸餾，得到50%含量的神經(jīng)酸乙酯。郝旭亞利用分子蒸餾的去輕取重法：首先對混合脂肪酸乙酯在100 ℃、5.0 Pa下進行一級分子蒸餾得重組分，再將重組分在120 ℃、5.0 Pa下進行蒸餾得二級重組分，再在120 ℃、2.0 Pa下進行蒸餾得到三級重組分，再在120 ℃、0.1 Pa下進行四級蒸餾，所得重組分中神經(jīng)酸乙酯的質量分數(shù)為87.03%。分子蒸餾法提取神經(jīng)酸操作簡單，避免了以往工藝中水洗易乳化的問題，解決了以往技術中存在的產(chǎn)品酸價過高的問題。 4.5 制備型反相高 效液相色譜法 制備型反相高 效液相色譜法（RP-HPLC）是在分析型HPLC的基礎上發(fā)展起來的一種高 效分離純化技術。該技術是通過高負載、高分離度的制備柱實現(xiàn)高純度分離的色譜分離方法，其特點在于采用高柱效色譜柱，分離效率高，應用范圍廣，處理量大，能夠滿足不同的分離需求。 袁成凌等用RP-HPLC分離純化微生物油脂中的花生四烯酸，在制備色譜柱為μ-BondapakTM C18、流動相為甲醇-水（體積比95∶ 5）、流速為5 mL/min、柱溫為25 ℃、進樣量為2 mL的條件下，花生四烯酸甲酯質量分數(shù)達到99.5%。王學彤等用高 效液相色譜法分離魚油中的EPA和DHA，Z終得到質量分數(shù)分別為98.35%的EPA和86.59%的DHA。目前還未有文獻報道將制備型反相******液相色譜法應用于分離神經(jīng)酸。通過分析及查閱相關文獻，我們可以得出RP-HPLC對于脂肪酸具有較好的分離純化效果，神經(jīng)酸作為脂肪酸的一種，同樣也可通過RP-HPLC進行分離純化，此方法對于神經(jīng)酸的純化具有較大的發(fā)展?jié)撃堋? 5 結束語 神經(jīng)酸在預防和治 療腦部疾病，提高免疫功能，改善皮膚等問題中都發(fā)揮了重要的作用。神經(jīng)酸的來源起初是動物腦和鯊魚油，但從這些原料中提取神經(jīng)酸會有較大困難，原料缺乏，成本較高，而且來自動物的神經(jīng)酸存在一定的安全隱患。因此，從植物油中提取神經(jīng)酸是一條可持續(xù)發(fā)展的合理之路。在我國含神經(jīng)酸的植物油脂中蒜頭果、元寶楓、文冠果油發(fā)展?jié)摿艽螅獙殫魇俏覈窠?jīng)酸木本植物的一個特有物種，以元寶楓為代表的槭屬，樹種結實量大且元寶楓油中神經(jīng)酸含量較高，是神經(jīng)酸開發(fā)的有力資源，生產(chǎn)工藝采用“剝殼—低溫壓榨—低溫萃取—精制—純化”可得到富集神經(jīng)酸的油脂。 神經(jīng)酸具有較高的經(jīng)濟價值，但制備高純度的神經(jīng)酸仍面臨較大的困難。傳統(tǒng)的尿素包合法、結晶法等存在效率低等問題；*********分子蒸餾技術操作簡單，分離效率高，雖然存在成本較高等問題，但仍具有較好的發(fā)展?jié)撃埽恢苽湫头聪喔?效液相色譜法是一種快速有 效的分析分離手段，應用范圍廣，分離效率高，對于純化脂肪酸具有較大的優(yōu)勢。為了降低成本、提高 效率，可以采用先 進的提取技術與傳統(tǒng)技術相結合的方法，這樣不僅能提高神經(jīng)酸的產(chǎn)量與純度，還可以提高其生產(chǎn)效率。
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2025-08-15
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