大蒜油提取技术的研究进展

大蒜油提取技术的研究进展

王摇风,孙芸,熊晓辉,陆丽霞

(南京工业大学食品与轻工学院,南京　210009)

摘要:文章介绍了目前大蒜中大蒜油的几种提取技术,对各技术优缺点进行分析。并对大蒜油的提取工艺和应用提出展望。

关键词:大蒜;大蒜油;提取

中图分类号:TS255.19 文献标识码:A 文章编号:1000-9973(2010)03-0031-03 Re search advance s of extraction technique of garlic oil

WAN G Yao2feng,SUN Yun,XION G Xiao2hui,L U Li2xia

(College of Food Science and Light Industry,Nanjing University of T echnology,Nanjing210009,China) Abstract:The ext raction techniques of essential oil from garlic were described.And advantage and dis2 advantage of each ext raction met hods were analyzed.This paper also included t he develop ment and ap2 plication of t he ext ractio n technique of garlic oil1

Keywords:garlic;garlic oil;ext ract

大蒜为百合科葱属植物蒜的地下鳞茎,不仅营养丰富,还含有多种保健成分。从古至今,中国、埃及、日本、希腊、印度等国家一直使用大蒜治疗多种疾病。近年来,国内外对大蒜及其有效成分生理功能研究不断深入,已证明大蒜及其制品中含有大蒜素、蒜氨酸、大蒜多糖、大蒜超氧化物歧化酶(SOD)、阿藿烯等多种功效成分。目前研究最多,也是其中最重要的活性成分是其含硫有机化合物———大蒜油。研究表明,大蒜油具有防治心血管疾病、对抗细菌及病毒、对抗癌细胞、有助于防治糖尿病、改善肝肺病变等功效。近年来大蒜油的提取成为大蒜深加工的重要内容之一。

大蒜油的提取研究始于1844年,德国化学家Theodor Wert heim利用水蒸汽蒸馏获得了少量含有烯丙基硫的气味强烈的挥发性物质。大蒜油具有大蒜特殊的臭味和辛辣味,难溶于水,能溶于乙醇、苯、乙醚等有机溶剂,对碱和热不稳定,对酸稳定,在空气中长期放置会因为缓慢氧化而颜色逐渐变深。目前我国大蒜油的质量评价大多参照《美国食品化学药典》FCCⅢ中的蒜油标准,各参数如1表所示。

表1　大蒜油的FCCⅢ标准

Table1FCCⅢstandard of garlic oil

项目FCCⅢ标准

性状黄色至红橙色透明液体

气味强烈刺激的大蒜特征香气和香味相对密度(20℃) 1.040～1.090

折光指数(20℃) 1.557～1.575

重金属含量(以Pb记)(%)≤3×10-4

迄今为止,大蒜油提取方法主要有包括水蒸气蒸馏法、溶剂提取法、CO2超临界提取法、分子蒸馏等。每种方法所提取的大蒜油中或多或少都含有二丙烯二硫醚(diallyl disulfide,DADS),32乙烯基21,22二硫杂2 52环己烯(32vinyl2[4H]21,22dit hiin,32VD T),22乙烯基21,32二硫杂242环己烯(22vinyl2[4H]21,22dit hiin, 22VD T),二丙烯三硫醚(diallyl trisulfide,DA TS),二丙烯四硫醚(diallyl tet rasulfide,DA T TS),甲基丙烯三硫醚(met hyl allyl t risulfide,MA TS),二丙烯硫醚(diallyl sulfide,DAS),甲基丙烯二硫醚(met hyl allyl disulfide,MADS),二甲基三硫醚(dimet hyl t risulfide, DM TS)等物质。

收稿日期:2009-11-27

作者简介:王摇风(1984-),在读硕士,研究方向:食品科学与技术。

1　水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法的是通过100℃加热,使水在蒸发的过程中夹带大蒜油一起蒸发,进过冷凝管从而流出油水混合物。经静置后,油水分层,倒出上清液,获得油相。其工艺流程一般为:

大蒜头→去皮→绞碎→发酵(酶解)→水蒸气蒸馏→油水分离→精制→大蒜精油。

水蒸气蒸馏法提取大蒜油的研究报道较多。胡秀沂[1]等人将鲜蒜打成蒜泥后在55℃的温度下酶解3h,之后加入4倍体积的水蒸馏1.5h,再利用植物油萃取油水混合液中的大蒜油,这种方法的大蒜油提取率在0.29%以上,但由于是用植物油来萃取大蒜油,所以得到的并不是大蒜精油,而是植物混合油。孙丽芹[2]等人对水蒸气蒸馏法和溶剂萃取法提取大蒜油作了对比研究,两种方法都在蒜酶解时添加了酶激活剂Fe2+,其中水蒸气蒸馏法提取大蒜精油的最佳条件为:酶解温度35℃,酶解时间60min,酶解p H6.5,料液比为1∶3,酶激活性剂Fe2+10mmol/L,提取率可达0.325%。另外,溶剂萃取法应选用正己烷萃取,最佳工艺条件是:酶解温度80℃,料液比1∶5,抽提时间2.5h,大蒜油提取率可达0.247%。

2　溶剂提取法

溶剂提取法是利用大蒜油溶于有机溶剂中的性质,通过有机溶剂浸泡大蒜泥来提取大蒜油。该方法不需要加压和高温蒸馏,具有能耗小的优点,但因为是直接将有机溶剂与大蒜泥直接接触萃取,一定程度上破坏了蒜渣中蛋白质、多糖等其它有效成分的结构,降低了药效,从而影响了大蒜的综合利用。溶剂萃取法的工艺流程如下:

大蒜→去皮→绞碎→发酵(酶解)→萃取→除去溶剂→精制→蒜油。

国内外有关溶剂萃取法的研究报道也很多。萃取剂的选择非常关键,既要对大蒜油的溶解度大,而且要与大蒜油的沸点有显著差异,同时无毒、无不良气味、溶剂残留度低。常用的萃取剂有乙醇、乙醚、石油醚、乙酸乙酯等。邓书平[3]分别用苯、乙醚、乙醇、甲醇、氯仿、正已烷、乙酸乙脂作为萃取剂来提取干燥大蒜粉中的大蒜油,90℃浸提2h。按下式计算粗油提取率。

粗油提取率=提取大蒜油量(g)

原料含油总量(g)

×100%。

其粗油提取率(提取)分别为23.5%,25%,30%,

28%,16%,26%,17%。曾哲灵[4]等以乙醇为提取剂分离

提取大蒜素,蒜泥在40℃下酶解0.5h后,按料液比1∶4

加入体积分数95%乙醇于30℃下萃取1.5h,然后控制蒸

馏温度在50℃,压力0.01MPa,旋转蒸发仪转速在75r/

s进行减压浓缩,大蒜素的提取率可达到0.24%,同时进

行的大蒜素纳滤工艺研究表明,压力0.6MPa、温度30～

35℃时利用孔径为150u的纳滤膜处理的透过液经真空

冷冻干燥后,产品大蒜素含量为13.4%,大蒜素得率0.

18%。相比郑志[5]等报道的利用乙醇萃取大蒜素此方法

的得率0.10%要高出许多。乙醇萃取法的优点是浸泡

和减压蒸馏温度均不高,并且乙醇有稳定大蒜素的作用,

故大蒜油中大蒜素含量较高。其不足之处是提取物中其

它的可溶性杂质含量偏高,使得大蒜油的进一步提纯工

艺变得复杂。胡秀沂[6]等人利用植物油常温浸提大蒜精

油,得出最佳的工艺条件为:搅拌时间24h、大蒜与植物

油质量比为1∶1、搅拌速度低速(168r/min)。严梅荣[7]

等人也利用植物油来提取蒜汁中的大蒜油,避免对蒜片

或蒜渣造成破坏。这种方法工艺简单,成本低,但提取率

相对较小。

3　CO2超临界提取法

CO2超临界提取法是采用加压技术使CO2处于

超临界状态,然后再来萃取大蒜泥中大蒜油。最后采

取解压技术释放CO2,得到大蒜油。其工艺流程为:

大蒜头→去皮→绞碎→发酵(酶解)→超临界萃取

→分离→大蒜精油。

由于对大蒜的处理方法不同,不同的学者得到的

大蒜油的最佳超临界CO2萃取参数差异较大。葛保胜

等[8]将大蒜压碎后超临界CO2萃取,得出最佳的萃取

压力为15M Pa,萃取温度40℃,萃取时间2.5h,每千

克大蒜可得大蒜精油1.8g;陈雪峰[9]将大蒜切

0.2cm厚的蒜片后进行萃取,得到最佳萃取压力

20M Pa,萃取温度50℃,萃取时间4h,蒜油得率为

0.357%;梁兵等[10]将大蒜去皮、粉碎、冷冻后进行超

临界CO2萃取,得到的最佳工艺条件为萃取压力

18M Pa,萃取温度35℃;萃取时间3h,大蒜油的收

率0.1%;王欣[11]在破碎的大蒜中添加蒜皮,得到的最

佳萃取压力25M Pa,萃取温度35℃,静态萃取45min

后再动态萃取25min,大蒜精油提取率为0.056%,同

时得到0.18%的大蒜油树脂。许克勇[12]在发酵的时

候加入果胶酶后压榨成汁,保证了高出汁率,然后再将