大蒜素

大蒜素

1.大蒜素的提取工艺

1.1 提取方法大蒜素的提取方法主要有水蒸气蒸馏法、溶剂萃取法、超临界萃取法及超声、微波辅助提取等。

1.1.1 水蒸气蒸馏法

其原理是将水蒸气通入不溶于水或难溶于水但具有一定挥发性的有机物质中( 大蒜油具有一定挥发性) , 使该有机物在低于100 ℃的温度下随水蒸气一起蒸馏出来, 再经进一步分离获得较纯物质。

本法的一般工艺流程为:大蒜去皮→洗净→加水捣碎→酶解→水蒸气蒸馏→油水分离→大蒜油孙淑爱[1]等探讨了蒸馏法提取大蒜油的适宜条件。按照大蒜油的生产步骤和影响因素, 选择大蒜的破碎粒径、蒜酶激活剂—亚铁离子的浓度、发酵温度和蒸馏提取时间这4 个因素, 在三水平下对大蒜油的产率进行比较。结果表明, 大蒜的破碎粒径为0.2 mm、亚铁离子的浓度为10 mmol/L、发酵温度在33 ℃、蒸馏提取时间为120 min 时, 大蒜油的产率最高, 为0.49 %。水蒸气蒸馏法具有设备简单, 成本低、稳定性好等特点, 是最常用的方法之一。但是因发酵和蒸馏温度相对较高, 蒜氨酸酶的活性下降, 大蒜素有损失, 使出油率较低。而且所得的蒜油有一股熟味, 不够清新。

1.1.2 溶剂萃取法

大蒜油微溶于水, 易溶于乙醇、苯、乙醚等有机溶剂, 利用这一性质可以用有机溶剂将大蒜油浸提出来。该法得到的大蒜油与水蒸气蒸馏获得的大蒜油没有明显的区别。有机溶剂的选择是关键, 要求该溶剂对大蒜油的溶解性好, 浸提结束后易于分离, 沸点差异显著,不含其它不良气味和溶剂残留。

溶剂法的一般流程为:大蒜去皮→洗净→捣碎→酶解→溶剂萃取→蒸馏分离→回收溶剂→大蒜油陈彬[2]等研究了用乙醚萃取法提取大蒜中的有机硫化物, 采用正交试验法考察了操作条件对提取物得率的影响, 确定了影响产物得率的主要因素为酶解温度、酶解时间、酶解pH、加水量以及离心pH 值。确定的最佳提取条件为: 酶解温度25 ℃, 酶解时间为60 min,酶解pH 值7.0, 加水量100mL, 离心pH 值3.2。实验还发现二次萃取可以减少产物的流失。李瑜[3]等以乙醇为溶剂, 研究了溶剂法提取大蒜油的工艺, 确定的醇提最佳工艺条件为: 30 ℃酶解11 min, 乙醇浸提时间 1.0 h,浸提温度24 ℃, V( 乙醇) : m( 大蒜) =4 mL:1 g, 大蒜油提取率可达75.03 %。有机溶剂浸提法的优点是出油率比水蒸气蒸馏法稍高, 且省去蒸气产生设备。缺点是: 由于使用有机溶剂, 成本相对较高; 其他可溶性物质的含量偏高; 要注意控制溶剂残留量。

1.1.3 超临界CO2 萃取法

超临界流体萃取技术, 是一种新型的萃取分离技术。该技术是利用流体在临界点附近某一区域内,与待分离的溶质有异常相

平衡行为和传递性能、且对溶质溶解能力随压力和温度改变、并在相当宽的范围内变动这一特性而达到溶质分离的一项技术。因CO2 无毒性, 价格便宜, 常被作为萃取剂。

超临界CO2 萃取大蒜油一般流程为:大蒜去皮→洗净→捣碎→装填萃取柱→密封→超临界萃取→降压→大蒜油。王霞[4]等研究了超临界CO2 萃取大蒜油的工艺。在对萃取压力、温度、时间、流量单因素分析的基础上, 对温度、压力、流量、时间四因素进行了正交试验, 确定了超临界萃取的最佳工艺参数为: 萃取温度35 ℃, 萃取压力15 MPa, 流量30 kg/h, 萃取时间2.5 h。梁永海[5]等通过实验确定的超临界CO2 萃取大蒜油的具体工艺为: 大蒜投料量400 g, 分离压力10 MPa, 分离温度45 ℃, 萃取时间4 h, 萃取温度45 ℃, 萃取压力15MPa,流量2 L/min, 大蒜油的收率为3.64 mg/kg。并对超临界CO2 萃取法与溶剂萃取法作了对比, 发现超临界CO2萃取的大蒜油的收率高于溶剂法, 且营养成分与风味、外观都优于溶剂法所得的大蒜油。超临界CO2 萃取法的优点是操作温度低, 产品质量好, 提取收率高。缺点是设备一次性投资较大, 装卸料都采用间歇式。

1.1.4 超声辅助提取法

超声提取在天然产物有效成分提取方面有突出作用。超声波能有效地打破细胞边界层, 使扩散速度增加, 同时提高了破碎速度, 缩短了破碎时间, 可显著地提高提取效率。浸提过程中无化学反应, 被浸提的生物活性物质活性不减。何荣海[6]等研究了超

声辅助提取大蒜素的方法, 在考察单因素对提取效果影响的基础上设计正交试验, 得出提取最优条件: 超声功率1 000W, 料液比1∶4, 提取时间60min, 工作间歇时间比2 s∶1s , 搅拌转速500 r/min, 此条件下大蒜素提取率达98.5%。与常温浸提和回流抽提方法相比, 超声辅助提取法的提取时间分别缩短5/6 和1/2, 大蒜素的提取率分别提高81.7% 和172%。与传统的提取技术相比, 超声辅助提取能明显提高大蒜油的提取率, 大大缩短提取时间。

1.1.5 微波辅助提取法

微波是一种频率范围在300 MHz～300 000 MHz 的_电磁波,极性分子在微波电场的作用下, 以每秒24.5亿次的速率不断改变其正负方向, 使分子高速的碰撞和摩擦而产生高热。为加快大蒜素的浸出速度并提高浸出效率, 不少研究者采用微波辅助提取的手段, 结果表明效果显著。程宇[7]等研究了应用微波辅助提取技术从经过破碎酶解的新鲜大蒜中提取大蒜油的效果, 以水为溶剂,采用分光光度法对提取液中大蒜油含量进行检测。考察了微波强度、微波作用时间、液料比 3 个单因素对提取率的影响, 用正交试验设计对提取条件进行了优化,得到的优化条件: 微波强度1、微波作用时间5 min、液料比40∶1。在此优化的条件下, 提取率为1 %。同时与溶剂提取方法和超声辅助提取方法进行了比较, 结果表明微波辅助提取法提取率比溶剂提取率0.324 9 %和超声辅助提取法0.316 4 %的提取率高。微波辅助提

取大蒜有效成分也有较好的效果, 能提高有效成分的溶出速度, 具有时间短、产率高、操作简单、节约能源的特点, 且免去了高温对提取成分的影响。

1.2 鉴别和含量测定

目前，对大蒜油的定量检测主要测定大蒜油中总含硫化合物或大蒜素含量。对大蒜油的测定方法，主要有气相色谱（GC）及气相色谱—质谱联用分析（GC—MS）法和高效液相色谱（HPLC）法等方法。

1.2.1 气相色谱（GC）及气相色谱—质谱联用分析（GC —MS）

大蒜素遇热易分解，GC 分析采用过程升温且温度较高，其检测出的成分主要是一些大蒜素的热分解产物。大量实验表明：在GC 分析条件中，当程序升温较快、柱温较高、范围较宽、进样温度较高时，检测得到的降解产物主要是二硫杂环己烯衍生物，其次是对称或非对称的各种硫醚和硫代亚磺酸酯；当程序升温较慢、柱温较低、进样温度较低时，检测到的降解产物主要是二烯丙基三硫醚、二烯丙基二硫醚、二烯丙基硫醚、烯丙基甲基三硫醚、烯丙基甲基二硫醚、烯丙基甲基硫醚等。利用GC 或GC —MS 测定大蒜油中大蒜素含量，国内外已经有很多报道。田莉[8]等人利用GC-MS 联用分析了大蒜化学成分，指出不同的提取方法不同的萃取剂，其得到的大蒜油成分在量与质方面有所差异；林淑芳[9]等人通过GC-MS确定了大蒜中37种化学成分，