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综述:大蒜油提取工艺的研究
1.1 大蒜简介
1.1.1 大蒜的生物学特性
大蒜为百合科植物蒜(Allium stantivum
L)的地下鳞茎,又称蒜、蒜头、独蒜、胡蒜。大蒜呈扁球形或短圆锥形,外面有灰白色或淡棕色膜质鳞皮,剥去鳞叶,内有6-10个蒜瓣,轮生于花茎的周围,茎基部盘状,生有多数须根。每一蒜瓣外包薄膜,剥去薄膜,即见白色、肥厚多汁的鳞片。有浓烈的蒜臭,味辛辣[1]。大蒜在世界各地均有种植。我国大蒜的主要产地有:河南省杞县、中牟县,山东省金乡县、苍山县、广饶县、茌平县、成武县,江苏射阳县、太仓市,上海嘉定,安徽亳州市、来安县,四川温江县、彭州市,云南大理及新疆等地。它原产地在西亚和中亚,自汉代张骞出使西域,把大蒜带回国安家落户,至今已有两千多年的历史。大蒜是人类日常生活中不可缺少的调料,在烹调鱼、肉、禽类和蔬菜时有去腥增味的作用,特别是在凉拌菜中,既可增味,又可杀菌。习惯上,人们平时所说的“大蒜”,是指蒜头而言的。大蒜的品种很多,按照鳞茎外皮的色泽可分为紫皮蒜与白皮蒜两种。紫皮蒜的蒜瓣少而大,辛辣味浓,产量高,多分布在华北、西北与东北等地,耐寒力弱,多在春季播种,成熟期晚;白皮蒜有大瓣和小瓣两种,辛辣味较淡,比紫皮蒜耐寒,多秋季播种,成熟期略早。
1.1.2 大蒜的化学成分据分析[2],
大蒜含水量可高达70%,不仅含有丰富的糖类,而且还含有蛋白质、脂肪、维生素(主要成分为维生素C、维生素B 和维生素A)、氨基酸(有17
种之多,其中有8
种是人体必需的氨基酸)、肽类和S、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Zn等元素,大蒜中还含有防癌的稀有元素锗和硒。梁斌等人分析[3],大蒜的基本成分是:每100克大蒜含水分69.8g,粗蛋白4.4g,脂肪0.2g,碳水化合物23.6g,粗纤维0.7g,灰分1.3g,钙5mg,铁0.4mg,硫胺素0.24mg,核黄素0.03mg,尼克酸0.9mg,抗坏血酸3mg,及微量元素硒、锗、锌等,还含有大约0.2%的挥发油,因大蒜产地的不同,以上成分的含量略有差异。值得一提的是,大蒜中的生物活性物质是含硫化合物,现代生物化学研究证明,大蒜中含硫成分多达30余
[4] 种,其中二烯丙基三硫化物为大蒜新素,我国已人工合成成功 。
&1.1.3 大蒜的保健功能
1 大蒜油提取工艺的研究
1.1.3.1 大蒜的保健与治疗功效 [1]
(1)强力杀菌大蒜中含硫化合物具有奇强的抗菌消炎作用,对多种球菌、杆菌、真菌和病毒等均有抑制和杀灭作用,是目前发现的天然植物中抗菌作用最强的一种。
(2)防治肿瘤和癌症大蒜中的锗和硒等元素可抑制肿瘤细胞和癌细胞的生长,实验发现,癌症发生率最低的人群就是血液中含硒量最高的人群。美国国家癌症组织认为,全世界最具抗癌潜力的植物中,位居榜首的是大蒜。
(3)排毒清肠,预防肠胃疾病大蒜可有效抑制和杀死引起肠胃疾病的幽门螺杆菌等细菌病毒,清除肠胃有毒物质,刺激胃肠粘膜,促进食欲,加速消化。
(4)降低血糖,预防糖尿病大蒜可促进胰岛素的分泌,增加组织细胞对葡萄糖的吸收,提高人体葡萄糖耐量,迅速降低体内血糖水平,并可杀死因感染诱发糖尿病的各种病菌,从而有效预防和治疗糖尿病。
(5)防治心脑血管疾病大蒜可防止心脑血管中的脂肪沉积,诱导组织内部脂肪代谢,显著增加纤维蛋白溶解活性,降低胆固醇,抑制血小板的聚集,降低血浆浓度,增加微动脉的扩张度,促使血管舒张,调节血压,增加血管的通透性,从而抑制血栓的形成和预防动脉硬化。
(6)保护肝功能大蒜中的微量元素硒,通过参与血液的有氧代谢,清除毒素,减轻肝脏的解毒负担,从而达到保护肝脏的目的。
旺盛精力大蒜可有效补充肾脏所需物质,改善因肾气不足而引发的浑身无力症状,并可促进精子的生成,使精子数量大增。
(8)预防感冒大蒜中含有一种叫“硫化丙烯”的辣素,对病原菌和寄生虫都有良好的杀灭作用,可预防感冒,减轻发烧、咳嗽、喉痛及鼻塞等感冒症状。
1.1.3.2 大蒜的临床新用[5]
大蒜性味辛, 温。入脾、胃、肺经。功能: 行滞气, 暖脾胃,消症积, 解毒杀虫。主治:
饮食积滞、脘腹冷痛、水肿胀满、痢疾、疟疾、百日咳、痈、癣、蛇虫咬伤。
(1)治疗流行性乙型脑炎
(2)治疗婴儿腹泻( 病毒性肠炎)
(3)治疗白喉 (
(4)治疗流行性感冒
(5)治疗百日咳
(6)治疗肺结核
(7)治疗流行性脑脊髓膜炎
(8)治疗细菌性痢疾
(9)治疗阿米巴痢疾
(10)治疗病毒性黄疸型肝炎
(11)治疗大叶性肺炎
(12)治疗化脓性软组织感染
(13)治疗慢性前列腺炎
(14)治疗阴道炎
(15)治疗慢性化脓性中耳炎 (
(16)治疗萎缩性鼻炎
(17)治疗牙本质过敏
(18)治疗蛲虫病
(19)治疗蜈蚣咬伤
(20)治疗咳嗽
(21)治疗咳血
(22)治疗花斑癣( 汗斑)
1.1.4 大蒜的深加工现状
我国的大蒜产量很高,常年的种植面积为20.0-26.7万公顷,产量为400万吨,居世界首位,约占世界总产量的1/4。大蒜以直接生食为最多,营养价值很高,生理功效明显。但是,大蒜在60-80天的休眠期结束后,当自然环境适宜时,会迅速抽芽而消耗所贮存的营养物质,品质会急剧恶化而不能食用。因此,可将大蒜加工成各种产品。这方面可开发的产品很多,如脱水蒜片、蒜粒、蒜粉、大蒜精油,基本上全部出口到世界各地;进一步加工成系列产品,如保健食品、化妆品、饲料添加剂等可达几十种产品[1]。我国目前大蒜进行深加工比较少,主要出口初级产品和原料性产品。由于美国、加拿大及巴西等国仍然对我国大蒜出口实行反倾销和配额限制,因此市场仍局限在东南亚地区,而且在东南亚一些国家和日本,也经常为我国出口大蒜设置多种障碍。为了竞争有限的市场,国内出口价格不断下降,因此加快大蒜深加工,尤其是提取大蒜油,向精细化和高附加值方向发展,是非常重要和必要的。针对我国大蒜油生产与应用情况,秦伟程[6]对我国大蒜油的发展提出以下建议:一是加快二氧化碳超临界萃取技术的完善提高、推广与应用:二是对大蒜油的生理活性研究进一步深入,开发出更多的用途,促进大蒜油的发展;三是大蒜脱臭技术和稳定化技术还需要加强,确保大蒜油质量好、活性好、易被消费者接受;四是目前国内大蒜油95%供出口,因此要在加强国际市场开拓的同时,加强宣传力度,开发潜力巨大的国内市场;五是要培育优良大蒜品种,做到规模化、大面积种植,并在种植区配套深加工装置,由粗放式、自由种植,逐渐引导到集约化种植,向深加工要效益。
&1.2 大蒜油的研究现状
&1.2.1 大蒜油的物理性质
大蒜出油率一般在0.20%-0.40%之间,大蒜油呈浅黄色,微溶于水,能溶于乙醇、
苯、乙醚等有机溶剂,对碱和热不稳定,对酸稳定。优质大蒜油密度为1.040-1.090(20℃),折光率为1.559-1.570,无旋光性,具有大蒜特殊的臭味和辛辣味,在空气中长期放置会缓慢氧化使其颜色逐渐变深。大蒜油赋予大蒜多种药理功能,是大蒜的有效成分之一。林松毅[8]等人对大蒜油的物理性质也做了详细探究.
1.2.2 大蒜油的组成
大蒜油中组分因提取方法不同而有所差异,但其主要的组分都是大蒜素。现代医学研究证明,大蒜的广谱杀菌等医疗保健功能,主要是大蒜素的作用。大蒜素并非单一成分组成,它含有二十多种有机化合物,主要有大蒜辣素(C6Hl0S20)、大蒜新素(C6Hl002S)及多种烯丙基、丙基和甲基组成的硫醚化合物[CH3-S-CH2-CH=CH2,CH2=CH-CH2-S-CH2-CH=CH2,
CH3-S-S-S-CH2-CH=CH2,CH2=CH-CH2-S-S-S-CH2-CH=CH2,
CH3-S-S-CH3,CH3-S-S-CH2-CH=CH2,CH3-S-CH3等],还有柠檬醛(Citra1),牛儿醇(Geranio1),芳樟醇(Linaloo1),α-水芹烯(Phellandrene)等。其中二烯丙基三硫醚(Diallyl
trisulfide)
是大蒜油的主要有效成分,该组分的含量高低直接影响大蒜油的生物活性[11]。大蒜精油成分中研究较多的有蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜新素。(1)蒜氨酸(Alliin)为半水合物,无臭味,从稀丙酮中析出结晶,是大蒜素的前体物质[3]。熔点164~166℃(起泡)。旋光度+63.5。,易溶于水,不溶于无水乙醇、氯仿、丙酮、乙醚、苯。经大蒜酶作用分解后,产生大蒜气味的裂解产物,有类似大蒜素的抗菌作用。现代医学研究证实,以蒜氨酸为代表的大蒜含硫氨基酸具有独特的药理活性。长期服用在降血脂、提高身体免疫力、杀菌、抑菌、抗感冒、抗衰老、促进血液循环、防癌抗癌等方面功效显著。(2)
大蒜辣素 (Allicin)又称蒜素,蒜辣素, 化学名称: 2-Propene-1-sulfinothioic acid,
S-2-Propenyl
ester;分子式:C6H10S20[10];结构式:CH2=CH-CH2S(O)-S-CH2-CH=CH2[11];分子量:162.27;黄色液体,
有蒜臭气味。水中溶解度为2.5%,与乙醇、乙醚及苯可混溶。对 热碱不稳定,
对酸稳定。它是蒜瓣破碎后,蒜氨酸在蒜氨酸酶的作用下形成的令人不愉快气味的物质。由于大蒜辣素不稳定,在使用和贮存过程之中保持其稳定性显得格外重要,把新制备的大蒜辣素密封保存在0℃以下的冰箱中,至少可以保存半年不变
。许多研究表明,大蒜辣素可以提高免疫能力,抑制NO的合成,降低血清胆固醇和甘油三酯水平,减少动脉粥样硬化的形成以及血小板的凝聚,同时还具有抵抗微生物的作用,可以诱导癌细胞的凋亡,并表现出了抗肿瘤、杀菌作用
。(3)大蒜新素(Allitride)即二烯丙基三硫化物,近几年科学工作者采用超低温冷冻干燥工艺技术,分离出另一有效成分——大蒜新素,分子式为C6H10O2S,性质稳定,加碱加热均不易使之破坏,并经试验证实具有强大的抑制细菌和真菌的作用,它能在5分钟内杀死伤寒杆菌,特别适用于治疗真菌引起的皮肤病和深部霉菌感染,而且毒性低,副作用少,是目前国际上公认的有效的天然广谱抗菌素,我国已人工合成成功。
&1.3 大蒜油的提取方法
&1.3.1 有机溶剂萃取法
有机溶剂提取法一般是针对天然产物中有效成分的选择性提取,根据不同的成分,选择不同的溶剂、不同的温度、不同的时间,以达到某些成分的较高提取。此法适用广泛,是传统的提取方法之一。其中有机溶剂的选择非常关键,不仅要求该溶剂的溶解度充足,而且要求其沸点与大蒜油的沸点有显著差异(即浸提结束后易于分离),同时无毒、无不良气味、溶剂残留量低。常用的有机溶剂有乙醇、乙醚、乙酸乙酯等。此法的优点是浸泡和减压温度均不高,出油率较水蒸气蒸馏法高。不足之处是有机溶剂残留量高,会影响大蒜油的品质。利用有机溶剂提取大蒜油,国内外的研究报道较多。李志东[14]等人研究了影响大蒜油提取率的因素,包括提取溶剂的选择、温度、时间及提取料液比等,确定了最佳工艺条件,即以95%乙醇为提取剂,每100g大蒜泥中加入500ml提取剂,提取温度90℃,提取时间为
2.5h,PH=6.5。最后得率达到0.292%,并对粗油进行了精制。张静樟[15]等人在研究大蒜油低温保存下的稳定性时,考察到有机溶剂对蒜素有稳定作用,这也是此法的一个优点。陈雄[16]等人利用水蒸气蒸馏和溶剂萃取两种方法对大蒜油的提取工艺进行了比较,并对两种产品做了分析。研究得出溶剂法得率(0.282%)几乎是水蒸气蒸馏法得率(0.142%)的一倍,两种产品的物理性质相差不大,但用银量法测得它们的化学成分存在较大差异:水蒸气蒸馏法由于高温得到的硫化物较多,而有机溶剂能更好地稳定蒜素,蒜油品质好。
&1.3.2 水蒸气蒸馏法
水蒸气蒸馏法以水为提取溶剂,在常压或加压下,加热提取天然产物的有效成分,由于蒸馏温度相对很高,而大蒜素受热易分解,因此得到的大蒜油主要成分为大蒜素降解成分
5 大蒜油提取工艺的研究(小分子易挥发硫化物),大蒜素含量较低,有效成分利用率低, 而且风味远不及新鲜大 蒜。但由于此法具有设备简单,
操作方便, 成本低廉,稳定性好等特点,现在仍是最常用 的工业化生产方法之一。 目前国内外关于此法提取大蒜油的文献报道很多,其工艺条件也因此不断改进。刘丽梅
[17] 等人通过研究影响提取大蒜油的前处理工艺及提取工艺的各参数,确定了大蒜油生产的最佳工艺,即大蒜带皮粉碎成3-5mm颗粒,加5倍的水,50℃保温酶解1h,提取大蒜油1h,蒜油得率达到0.288%,且蒜油的主成分含量较高。而胡秀沂
等人对此法进行了改进,即先用水蒸气法蒸馏,再用植物油萃取收集,他们得出的最佳工艺条件是:大蒜粉碎程度为蒜泥,蒜与水质量比为1:4,55℃酶解3h,蒸馏时间为1.5h,所得蒜油中蒜素含量大大提高。
&1.3.3 超临界二氧化碳流体萃取法
超临界流体萃取技术是近20年来发展起来的一项新型分离技术,其具有快速高效,选择性好,低温密闭条件下萃取的特点。超临界CO2萃取在近常温(35-40℃)以CO2氛围中进行分离提取,避免了高温对大蒜有效成分的气化和降解,保存了其天然品性。其抑菌作用是水蒸气蒸馏法的3-6倍;CO2可以循环萃取,不需回收溶剂,大大缩短了工艺流程,降低了成本。萃取过程无溶剂残留,易得到纯净的萃取物。总之,超临界CO2装置萃取大蒜挥发油具有萃取时间短,有效成分提取完全,回收率高的特点,是一种较理想的提取方法,值得推广。作为一种新的分离提纯技术已为人们所公认,彭力宏[19]等人采用超临界CO2萃取大蒜挥发油正交设计法确定提取工艺的最佳条件为:压力32MPa,温度40℃,时间1.5h,不但使其有效成分提取完全,而且保持了大蒜分子结构的完整性。梁永海[20]等人使用溶剂法和超临界CO2萃取法提取大蒜油,通过正交设计得出合理的工艺参数,并对成分进行GC-MS比较,确定出两法的优缺点,发现超临界CO2法得到的大蒜油其得率要高于溶剂法,且营养成分与风味、外观都优于溶剂法,但超临界CO2法成本远远高于溶剂法,故在应用方面还需进一步探究。晁芳芳[21]等人也做了此方面的研究.
1.3.4 超声波辅助提取法
超声波是频率在20 KHz
以上的声波,它不能引起人的听觉,是一种机械振动在媒质中的传播过程,具有聚束、定向、反射、透射等特性,它在媒质中主要产生两种形式的振动即横波和纵波,前者只能在固体中产生,而后者可在固、液、气体中产生。作为一种物理能量形式,超声波广泛应用于金属探伤、水下定位、医学诊断与治疗、药学、工业、化学与化工过程、环境保护、食品工业、生物工程等方面。
6 大蒜油提取工艺的研究 杨锐 [22]
等人对溶剂法和超声波辅助法进行了比较,超声波产生的强烈震动、高的加速度、强烈的空化效应和搅拌作用等,都可以加速有效成分进入溶剂,并且避免了高温对提取成分的影响,利用超声波来辅助溶剂法萃取大蒜油,其提取效果比较好。将超声波应用于提取植物的有效成分,操作简便快捷、无需加热、提出率高、速度快、提取物的结构未被破坏、效果好,显示出明显的优势。近一、二十年来,中、美、日、英等
20 多个国家的学者在这方面进行了卓有成效的研究工作,取得了重要的进展。
&1.3.5 微波辅助提取法
微波萃取法是目前世界上公认的绿色样品预处理技术之一,它在环境、生化、食品、工业以及天然产物和中药等领域均有广泛的应用。与常规蒸馏法和萃取法相比,微波辐照诱导萃取法得到的产品品质好,色泽浅,而且还体现出生产的高效率和高选择性(即提取率高,提取时间短),以及不会破坏天然热敏物质的结构等优点,其不足之处是只能获得部分主要组分。从由业诚[23]等人的研究中得知,普通方法的提取原理是溶剂渗进生物体的膜(细胞壁、膜等)与内部成分混合再将它们带出膜,因此过程比较复杂,速度比较慢。而微波法是微波穿透膜与细胞内的水和极性分子进行作用,使它们快速加热,从而在膜内产生热差及高压,使膜破裂,萃取剂与有效成分充分溶合,从而加快了提取速度。程宇[13]等人在用此法提取大蒜辣素时,取得了较好的结果,即提高了得率,又缩短了时间,有很好的应用前景。
&1.3.6 植物油萃取法
由于大蒜油和植物油都是属于非极性物质,根据相似相溶原理,可以利用植物油萃取大蒜油。利用植物油常温浸提大蒜中的大蒜精油避免了耗用大量有机溶剂及相应的设备投资,成本低,直接获得可供商业用途的植物油。提取大蒜精油后的蒜渣,富含氨基酸、碳水化合物等多种营养成分,且未受到有机溶剂等物质的污染,可作进一步加工。该法的缺点是大蒜油提取率相比前几种方法较低;油相有乳化现象,需要破乳;植物油中所含大蒜油量难以定量;此法得不到纯的大蒜油[24]。胡秀沂[25]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:切碎度为细颗粒、搅拌时间为24h、大蒜与植物油质量比为1:1、搅拌速度为低速(168r/min)。工艺流程:大蒜去皮-洗净-加水捣碎-发酵-水蒸气蒸馏-加植物油-含大蒜油的植物[24]
&1.3.7 其他方法
&1.3.7.1 压榨法
压榨法是一种比较古老的方法,它设备简单,操作容易,而且冷榨法提取挥发油,能耗低,污染少,有利于热不稳定成分的提取,但压榨法提取不彻底,出油率低,有关压榨法提取大蒜挥发油的研究报道不多,其改进方法有待于进一步研究。
&1.3.7.1 分子蒸馏分离提纯法
分子蒸馏技术不同于一般蒸馏技术。它是运用不同物质分子运动自由程的差别而实现物质的分离,因而能够实现远离沸点下的操作。它具备蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,能大大降低高沸点物料的分离成本,极好地保护热敏性物质的品质。该项技术已广泛应用于高纯物质的提取,特别适用于天然物质的提取与分离。山东农业大学的毕艳红[26]利用了分子蒸馏技术分离提纯了大蒜精油,取得了很好的效果。
&1.4 影响大蒜出油率的因素
影响大蒜出油率的因素主要源于大蒜的品种与产地、生产期、提取工艺条件等。 [9]
(1)品种与产地由于大蒜品种不同,其含油量也不同。谭尉曾对大蒜主产区的几个品种进行比较试验,发现江苏省大丰县产的二水早、三月黄、冬冬青等品种含油量最高,河南省中牟县产的无薹蒜含油量最低。即使是同一个品种,来自不同产地其含油量也存在一定差异。
(2)生长期同一生长环境,不同收获期对大蒜出油率都有不同影响。一般生长期越长,出油率越高。魏金凤等人研究表明,5月30日收获的大蒜出油率仅有0.11%,而6月30日收获的大蒜出油率达到0.26%。因此,用作提取大蒜精油的蒜头应适当推迟收获期和延长贮藏期。
(3)提取工艺条件提取方法不同大蒜出油率也不同,工艺参数直接影响出油率。魏金 风[27]等人用水蒸气蒸馏法提取大蒜油的最佳工艺条件为:发酵温度50~55℃,发酵时间为
2~3h,蒜泥加水量1:4为宜 ,蒸馏时间1.5~2
h为佳。而林松毅、刘霞[28]等人的研究认为蒸馏时间1h时大蒜的出油率最高达到0.133%。因此在实际生产中,应该根据具体的生产环境和设备条件通过实验确定最佳的工艺条件。
&1.5 大蒜油组分的检测
大蒜油的主要成分为大蒜素及多种烯丙基、丙基、甲基组成的硫醚化合物。目前,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)及气相色谱一质谱联用分析(GC—MS)法和高效液相色谱(HPLC)法等比较先进的方法,本实验主要利用薄层层析法和定硫法对蒜油组分进行检测,现分别介绍如下:
&1.5.1 气相色谱(GC)及气相色谱一质谱联用分析(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
[29] 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[30]等人通过GC-MS确定了大蒜中37种化学成分,其中含硫化物34种,大蒜精油中的32种化学成分,含硫化物28种;侯冬岩[31]等人对辽宁不同地区的大蒜挥发油成分进行了GC-MS分析,不同地区的大蒜出油率不同,蒜油中的各种成分含量也有不同程度的差异。
&1.5.2 高效液相色谱(HPLC)
高效液相色谱(HPLC)法测定温度低,是近年来常用于测定大蒜油中大蒜素含量的的分析方法之一。测定大蒜油中大蒜素含量的高效液相色谱(HPLC)法,有正相HPLC法和反相
HPLC法,正相HPLC法又有柱前衍生化、紫外吸收检测法和柱后光化学衍生、荧光检测。柱前衍生化紫外吸收检测法,所用仪器简单,成本低,不会引起谱峰扩展,衍生化产物较稳定,大多数在室温下即可离,是目前常用的方法。该法的缺点是需要有内标物,而大蒜素易分解、不稳定,大蒜素标准品不易获得且难以保藏。关于HPLC法测蒜油成分的研究多是以测大蒜中蒜氨酸含量为主,谭志静[32]利用HPLC
测定独头蒜和大蒜中的蒜氨酸和大蒜素;唐辉[33]等人利用HPLC内标法测定鲜蒜中蒜氨酸,得到的结果与美国药典方法测定的结果一致,但操作步骤的更简化。苏本玉[34]等人介绍了液相色谱-质谱测定大蒜中蒜氨酸的方法,最佳工作条件下,该方法的线性范围为
10.0~320.0ng/mL,加标回收率为94.0%~99.1%,且精密度、准确度较好,可满足大蒜中蒜氨 酸的检测要求。
&1.5.3 薄层层析法
薄层层析法简称TLC,为色谱法中的一种,是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术,属固—液吸附色谱,它兼备了柱色谱和纸色谱的优点,一方面适用于少量样品(几到几微克,甚至0.01微克)的分离;另一方面在制作薄层板时,把吸附层加厚加大,因此,又可用来精制样品,此法特别适用于挥发性较小或较高温度易发生变化而不能用气相色谱分析的物质。此外,薄层色谱法还可用来跟踪有机反应及进行柱色谱之前的一
9 大蒜油提取工艺的研究 种“预试”。薄层层析法最大的优点是需要的样品量少,展开速度快,分离效率高。陈雄 [16]
等人利用此法来测定了水蒸气蒸馏法得到的蒜油与溶剂法得到的蒜油在组成上的差异。薄层层析法比较简单、定性较好,但其分离度、灵敏度和定量却均不及高效夜相色谱法(HPLC)。刘保启等选用二元展开剂,使挥发大蒜油中各组分在硅胶薄层板上得到较好的分离,被分离出的最大斑点用红外光谱法定性,用薄层扫描法定量。
1.5.4 定硫法
定硫法测定大蒜油中大蒜素含量的常用方法,大蒜素中的硫原子转化成硫酸根的形式,对硫酸根进行定量测定,此法具有简便、快捷、试剂消耗量少等优点。马往校
等人采用了定硫法测定了苍山大蒜中的大蒜素含量,并研究了氧化剂用量、酸度及称样量等因素对测定结果的影响,优选出定硫法测定大蒜素含量的最佳条件。黄志伟[36]等人研究了用定硫法测定玉林大蒜中大蒜素的含量,并对氧化剂用量、沉淀剂用量和溶液酸度等影响因素进行了研究,确定了最佳测定条件。该法的缺点是操作复杂、检验结果是以总含硫化合物为表征,较为粗糙。
&2、 试验部分
2.1 实验材料及仪器
&2.1.1 实验材料
蒜粉(乐陵残联);大蒜(市售)
&2.1.2 实验仪器
电动搅拌器(JJ-1型,常州国华电器有限公司);抽率装置(自己组装);旋转蒸发仪(RE-52型,上海亚荣生化仪器厂);电子天平(JY5002型,上海精密科学仪器有限公司);循环水真空泵(SHZ-ⅢD型,上海亚荣生化仪器厂);玻璃仪器气流烘干器(星火牌?C型,郑州长城科工贸有限公司);恒温水浴锅(天津津泰斯特仪器厂);低速台式离心机(800B型,上海安亭科学仪器厂);水蒸气蒸馏装置(自制);压榨机(方成);超声波清洗器(KQ-500B型,昆山市超声仪器有限公司);电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9023A
型,上海一恒科学仪器有限公司);超临界流体萃取装置(HA型,南通华安超临界萃取公司);三用紫外分析仪(ZF7A型,上海康华生化仪器制造有限公司);马弗炉(SY-4-10
型,天津津泰斯特仪器有限公司)
2.1.3 实验试剂
95%乙醇;无水乙醚(AR);正己烷(AR);二氯甲烷(AR);乙酸乙酯(AR);无水硫酸钠;薄层层析硅胶(GF254化学纯);羧甲基纤维素钠;硝酸(GR);氢氧化钠(AR);氯化钡(AR);硝酸银溶液;盐酸(AR),CO2(食品级,青岛BOC气体公司)
&2.2 实验方法
2.2.1 有机溶剂萃取法原理:
溶剂萃取是根据植物中各种成分在溶剂中的溶解性质,选用适当的溶剂,将活性成分从植物组织内溶解出来的。当溶剂加到植物原料(需适当粉碎)中时,溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内,溶解可溶性物质,而造成细胞内外的浓度差,于是细胞内的浓溶液不断向外扩散,溶剂又不断进入植物组织细胞内,如此多次往返,直至细胞内溶液浓度达到动态平衡。将此饱和溶液滤出,继续多次加入新溶剂,就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部分溶出。溶剂萃取法遵循相似相容原理,即极性相似的物质易于相互溶解。根据这个原则,在实验过程中尽量选取与待萃取成分极性相近且选择性高的溶剂;不使用强酸碱性溶剂,以避免生成新的化合物或衍生物,使有效成分遭到破坏;同时,溶剂沸点要适中,易于蒸馏,使溶剂残余量最少。工艺流程:大蒜去皮—洗净-捣碎-酶解-溶剂萃取-蒸馏分离-大蒜精油[24]
2.2.1.1 提取溶剂的选择
本实验以大蒜粉为原料,利用五种有机溶剂(95%乙醇;无水乙醚;正己烷;二氯甲烷;乙酸乙酯)进行萃取,比较五种溶剂萃取的蒜油得率高低及所得大蒜油的品质,同时检测大蒜粉产大蒜油的情况。实验步骤:(1)称取大蒜粉400g,放于2000ml大烧杯中,以1:2的比例加入有机溶剂进行常温萃取,为加快萃取,用电动搅拌器进行搅拌1h.
(2)萃取完后将萃取液进行抽虑,得滤液和滤渣。(3)将滤渣重复以上操作,共萃取三次,合并滤液。(4)将所得滤液用旋转蒸发仪在40℃进行旋蒸,无液滴滴下后再旋蒸1h.
(5)收集大蒜油,称重,观察。
提取溶剂的再次选取从上一个实验得知,95%乙醇和正己烷的萃取效果较好,但是与前人用大蒜做原料所得结果相比,大蒜粉得到的大蒜油得率较低,相比之下成本较高,而且大蒜油有后熟的味道,不够清新,纯正。故此实验用大蒜进行试验,比较一下结果。
实验步骤:
(1)大蒜去皮后称取300g,用压榨机进行压榨得蒜泥,放于2000ml大烧杯中,以1:2的比例加入有机溶剂(95%乙醇,正己烷)进行常温萃取,为加快萃取,用电动搅
11 大蒜油提取工艺的研究 拌器进行搅拌1h.
(2)萃取完后将萃取液进行抽虑,得滤液和滤渣。
(3)将滤渣重复以上操作,共萃取三次,合并滤液。
(4)将所得滤液用旋转蒸发仪在40℃进行旋蒸,无液滴滴下后再旋蒸1h.
(5)收集大蒜油,称重,观察。
(6)收集大蒜油,称重,观察。
(7)找出得率较高的一个时间,在50℃,60℃温度下再分别做以上实验,对 酶解温度进行探讨。
(8)通过以上实验结果比较,找出一个得率较高的酶解条件。
&2.2.2 酶解条件的探索
据前人分析,萃取前对大蒜泥进行酶解,大蒜油得率会有所提高,因为酶解时,蒜氨酸酶能将蒜泥中的蒜氨酸充分转化成蒜素。决定酶解效果的因素主要有酶解温度和酶解时间,温度是为了提高蒜酶的活性,温度低,酶的活性小,产品转化时间长;温度高,偏离酶活性最适期,产品产率又降低。酶解时间短,一部分蒜氨酸难以及时酶解形成蒜素,产率降低;酶解时间长,蒜素及一些有机硫化物容易挥发或转化成副产物,影响产品的产率及质量。此外,酶解时间与酶解温度有关,温度低,酶解时间长。本实验对酶解的温度和时间进行了探索,寻找一个最佳酶解条件。
&2.2.3 水蒸气蒸馏法原理:
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),降低大蒜油的沸点,使该有机物质在低于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。工艺流程:大蒜去皮-洗净-加水捣碎-发酵-水蒸气蒸馏-水液分离-大蒜精油[24]
此实验对传统的水蒸气蒸馏法进行了改进,结合了水蒸气蒸馏法与溶剂萃取法,即蒸馏出来的馏出物用有机溶剂(正己烷)进行浸提。
水蒸气蒸馏装置图如下:& 图1 水蒸气蒸馏法装置图
实验步骤:
(1)大蒜去皮后称取100g,加水(1:5的比例)用压榨机进行压榨得蒜汁, 在50℃下酶解2h.
(2)酶解后用水蒸气蒸馏装置进行蒸馏,大约蒸馏1h左右,直至滴下液无油 珠为止。
(3)将蒸馏液放于分液漏斗中用200ml正己烷分三次萃取 (100ml, 50ml, 50ml) , 得萃取液。
(4)重复以上操作,共5次,最后合并500g大蒜所得的萃取液,用无水硫酸钠 进行去水干燥。
(5)将萃取液用转蒸发仪在30℃进行旋蒸,无液滴滴下后再旋蒸1h.
(6)收集大蒜油,称重,观察。
&2.2.4 超声波辅助提取法萃取原理:
超声波是一种弹性波 ,其振动能产生强大的能量 ,给予媒质点以很大的速 度和加速度 ,加速度随着声波频率的增大而增大
,声波在植物组织细胞里 ,比电磁波穿 透更深
,停留时间也较长。大能量的超声波作用于液体使其被撕裂成很多小空穴(又称微气压泡),小空穴闭合时产生高达几千个大气压的瞬时压力,作用于叶肉组织,称为空化。空化可加速植物中的有效成分进入溶剂,
增加有效成分的提取率。除空化作用外,超声波还具有机械振动、乳化、扩散、击碎等多级效应,有利于植物中有效成分的转移,并充分和溶剂混合,促进提取的速度。本实验未对超声波的功率和搅拌转速等因素作定量规定,只是对超声波的作用作浅方面的探究。
&实验步骤:
(1)大蒜去皮后称取100g,用压榨机进行压榨得蒜泥,放于1000ml烧瓶中,在50℃温度下酶解2h.
(2) 酶解后以1: 2的比例加入正己烷, 塞好塞子,放于超声波仪器中萃取45min.
(3)萃取完后抽虑得滤液,滤渣。
(4)将滤渣重复步骤2、3,共3次,合并滤液。
(5)将所得滤液用旋转蒸发仪在30℃进行旋蒸,无液滴滴下后再旋蒸1h.
(6)收集大蒜油,称重,观察。
&2.2.5 压榨法
据前人研究压榨法提取大蒜挥发油得率较低,但由于低温等条件,蒜油成分保护的较好,本实验用此法进行提取大蒜油,并在下面实验用薄层层析法检测其成分与其他方法提取的大蒜挥发油成分的差异。
实验步骤:
(1)大蒜去皮后称取100g,以1:2的比例加水,用压榨机进行压榨得蒜汁。
(2)将蒜汁放于50℃水浴锅内酶解2h。
(3)酶解后将蒜汁离心15min(3000rpm),除去蒜屑及大蒜淀粉,得到蒜汁。为使蒜汁澄清无蒜屑,可进行抽虑。
(4)将蒜汁放于分液漏斗中,用400ml正己烷(1:2比例)分三次萃取(200ml, 100ml,100ml)。
(5)将所得萃取液用旋转蒸发仪在30℃进行旋蒸,无液滴滴下后再旋蒸1h.
(6)收集大蒜油,称重,观察分析。
&2.2.6 超临界二氧化碳流体萃取法
&2.2.6.1 超临界二氧化碳萃取法的原理
低温度下,不断增加气体的压力时,气体会转化成液体,当温度增高时,液体的体积增大,对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度(Tc)和临界压力(Pc),高于临界温度和临界压力后,物质不会成为液体或气体,这一点就是临界点。再临界点以上的范围内,物质状态处于气体和液体之间,这个范围之内的流体成为超临界流体(SF)。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度,具有良好的溶剂特性,可作为溶剂进行萃取,分离单体。因为二氧化碳的临界温度接近室温,且无色、无毒、无味、不易然、化学惰性、价廉、易制成高纯度气体,常被作为此法的萃取剂。二氧化碳在超临界状态下,
具有非极性液体溶剂的溶解性能对溶质的溶解能力取决于二氧化碳的密度、溶质的分子量和极性,二氧化 碳的密度有微小改变时,
能使溶解度有数量级的变化, 而二氧化碳的密度受压力和温度 的影响, 尤其是压力,调节二氧化碳的压力就可以改变二氧化碳的密度,
进而可以选择性地萃取或分离某些组分,同时又有较高的蒜酶失活率和大蒜油留率,超临界二氧化碳萃取法可以直接获得纯净的、高品质、高得率的大蒜油。
&2.2.6.1 超临界二氧化碳萃取法的实验过程
(1)工艺流程示意图 图2 超临界二氧化碳萃取法工艺流程图 A.CO2钢瓶 E.萃取釜 B.液化器 F.分离Ⅰ
C.高压计量泵 G.分离Ⅱ D.加热釜 1.2.3.4 阀门
(2)实验操作过程
称取大蒜片350g均匀填置于萃取釜内,从钢瓶A中流出的CO2经液化器B冷凝至液体,经泵C加压至所需的萃取压力,然后经加热釜加热至萃取温度,由底部进入萃取釜E内进行萃取,溶有大蒜油的超临界二氧化碳经减压阀进入分离Ⅰ,压力下降至设定压力,超临界二氧化碳变为气相状态,溶解度急剧下降,部分溶质析出,沉积于分离
Ⅰ底部,缓慢打开并调节分离Ⅰ出口阀门,使分离Ⅰ压力保持在设定压力,二氧化碳重新进入液化器B冷凝至液态进行循环萃取。当达到设定的二氧化碳循环量时,停止萃取。收集分离釜内的样品,称重,测大蒜油含量。
(3)本实验统一采用大蒜切片,进行一级萃取分离大蒜挥发油,采用萃取温度40℃,分离压力6MPa,分离温度45℃,探索萃取压力对萃取得率的影响,找出最佳萃取压力条件。
&2.3 蒜油得率的计算
大蒜油得率%=蒜油质量/大蒜质量(或大蒜粉质量)*100%
2.4 大蒜油的检测
&2.4.1 薄层层析法
薄层层析法的原理用极性溶剂吸附在固体支持剂上所形成的混合物,铺成薄层,然后活化、点样,再用极性较弱的展开剂进行展开。在展开过程中,各成分在固定相和流动相之间作连续不断的分配。由于各成分在两相间的分配系数不同,因而可以达到相互分离的目的。&
&2.4.1.2 实验步骤 [37]
(1)薄层板的制备取2g硅胶,加入5-7ml0.7%的羧甲基纤维素钠溶液,调成糊状。将糊状硅胶均匀地倒在玻璃板上,先用玻璃棒铺平,再用手轻轻震动至平。
(2)薄层板的活化 薄层板经自然干燥后,在放入烘箱中活化,进一步除去水分。
(3)点样在距薄层板的一端10mm处,用铅笔轻轻地画一条横线作为点样的起点线,在距薄层板的另一端5mm处,再画一条横线作为展开剂向上爬行的终点线。用1mm干净而干燥的毛细管取少量样品,轻轻触及薄层板的起点线,然后立即抬起,点3-5次即可。
(4)展开点好样品的薄层板待溶剂挥发后再放入展开瓶中进行展开,直到展开剂到达终点线。展开剂是由正己烷与乙酸乙酯按10:1的比例配成的。
(5)显色 从展开瓶中取出的薄层板用吹风机轻轻吹干后, 放在紫外分析仪波长为254nm
处进行显色,观察到的暗色斑点即为样品点。
(6)比移值-Rf的计算 Rf=样品中某组分移动离开原点的距离/展开剂前沿距原点中心 的距离。
&2.4.2 定硫法
&2.4.2.1 定硫法的原理
大蒜中蒜氨酸的亚砜基( —S —) 和大蒜素的硫代亚砜基( —S —S )被浓硝酸 氧化成硫酸离子
,与氯化钡反应形成硫酸钡沉淀 ,根据硫酸钡的重量换算出大蒜油中大 蒜素的含量。
&2.4.2.2 实验步骤
(1)准确称取1g大蒜油(精确到0.0001),放于小烧杯中,缓慢加入浓硝酸1ml,用玻璃棒搅拌至黄色。放置20min,过滤并洗入50ml容量瓶中,定容至刻度。
(2)吸取滤液15ml放入100ml烧杯中,加0.1%甲基橙指示剂2滴,滴加10%氢氧化钠溶液至黄色,用1:1盐酸调节PH=2-3之间。
(3)将此烧杯放在电炉上加热微沸,趁热加入50ml15%氯化钡溶液,搅拌均匀,在90℃ 水浴上保温2h。
(4)水浴后,用定量(无灰)滤纸过滤,再用热去离子水洗至无氯离子(滤液加硝酸银溶液不混浊为止),将沉淀同滤纸放入预先称重的瓷坩埚中,低温炭化,再放入马弗炉中600℃灼伤烧至恒重,取出,冷却后称重。
(5)计算&
&32.06 233.39 大蒜油中大蒜素含量(%)= *m* 162.26
32.06*2 m0 * V V0
式中:32.06:硫分子量;233.39:硫酸钡分子量;m:硫酸钡重量;162.26:大蒜素素分子量;m0:样品重量;V0:提取液总体积(ml);V:测定提取液体积(ml)
&3、结果与分析
&3.1 有机溶剂萃取法所得结果与分析
3.1.1 提取溶剂的选择
以蒜粉为原料,用五种有机溶剂(95%乙醇;无水乙醚;正己烷;二氯甲烷;乙酸乙酯)分别进行萃取,得到结果如下: 2.50%
2.00% 得率 1.50% 1.00% 0.50% 0.00% 95%乙醇 乙醚正己烷 二氯甲烷 乙酸乙酯
提取溶剂 图3
不同提取溶剂从大蒜粉中提取大蒜油的得率比较小结:
1.五种溶剂萃取得到的大蒜油呈黄色(95%乙醇萃取的大蒜油呈棕黄色),以蒜油树脂的形式存在,大蒜气味较弱,多被残留的有机溶剂气味覆盖,其中二氯甲烷尤为严重;在此情况下,95%乙醇与正己烷萃取得到的蒜油气味较好,是一种被处理过的大蒜味,犹如盐腌(糖渍)蒜的味道,但大蒜味不纯正,不够清新。
&2.由于大蒜粉经过了一系列的加工,大蒜的品质受到了一定的影响,因此在溶剂萃取中得率不高,气味也不突出。
3.1.2 提取溶剂的再次选取
经上面实验得到,以蒜粉为原料得到的效果不佳,因此本实验以大蒜为原料,对上面实验效果比较好的95%乙醇和正己烷两种溶剂再次进行筛选。得到结果如下:
14.00% 12.00% 10.00% 得率 8.00% 6.00% 4.00% 2.00% 0.00% 95%乙醇
提取溶剂 图4
&不同提取溶剂从大蒜中提取大蒜油的得率比较小结:
1.此实验中得出的蒜油树脂气味较好,其中正己烷得到的蒜油蒜味更浓厚、纯正、清新,具有刺鼻的大蒜味,而乙醇萃取的蒜油稍微有些熟味。
&2.乙醇有稳定大蒜素的作用,同时又能溶解水分、可溶性糖分、氨基酸及蛋白质,故萃取大蒜油的得率很高,但使得蒜油树脂粘性特别大,不易进行感官分析,并且大蒜油进一步提纯较复杂且难度大。
3.由于乙醇与水互溶,乙醇萃取物中含有水,在旋蒸时温度比较高,致使大蒜油的颜色比较深,多呈棕褐色,而正己烷萃取得到的大蒜油呈比较亮的黄色。
&4.由于正己烷与水不溶,在萃取搅拌时不能过于激烈,否则会出现胶冻状态,影响抽虑效果。
&5.正己烷萃取后的蒜渣看起来比较湿润,而乙醇萃取后的蒜渣很干燥,原因是它们与水的互溶性不同,乙醇与水互溶,把蒜泥中的水吸附出来,蒜渣干燥,而萃取液中含水(因此在旋蒸时温度要设的高一些);正己烷与水不溶,萃取液中不含水,水保持在蒜渣中,使蒜渣显得湿润、饱满。
&6.通过两种溶剂萃取效果比较,使用正己烷做萃取剂,得到的大蒜油树脂更容易观察其性质,故以下实验探索选用正己烷做萃取剂。正己烷
3.2 酶解条件探索
所得结果与分析本实验先设定一个酶解温度(即40℃),对酶解时间进行探讨,时间参数为1h,2h,3h,
所得结果如下:
表1 不同酶解时间的萃取率
时间(h) 得率(%) 1 0...5100
由上面实验得到,酶解时间为2h时得率较高,故下面实验以2h为酶解时间,对酶解温度进行探讨,温度参数为40℃,50℃,60℃,所得结果如下:表2
不同酶解温度的萃取率 温度(℃) 得率(%) 40 0...4933
1. 实验结果显示,大蒜泥经酶解后,大蒜油得率大大提高,蒜油气味刺鼻、纯正、 清新,蒜油呈较稀的油状态。
2.大蒜绿变机理[38] 大蒜 ↓ 打破休眠 ↓
反式-(+)-S-(1-丙烯基)-L-半胱氨酸亚砜(PECSO)很快↓蒜酶(alliinase) 色素中间体(color
developer) 很慢↓+游离氨基酸(free amino acid)色素前体物(pigment
precursor)慢↓+羰基化合物(carbonyl)色素(pigment)大蒜在进行压榨时打破了休眠,蒜中的酶(γ-谷氨酰转肽酶,蒜酶等)活性提高,同时还有氨基酸,羰基化合物的存在,又在合适的酶解温度下蒜泥在酶解时产生色素,逐渐变绿,由此影响最后得到的蒜油也呈深绿色。
3.由实验得知,50℃酶解2h是提取蒜油的最佳酶解条件。
&3.3 水蒸气蒸馏法所得结果与分析
此实验利用了水蒸气蒸馏-正己烷萃取法,大蒜油得率为0.328%,较传统的水蒸气蒸馏法的得率高,同时比普通有机溶剂萃取法得到的蒜油纯,呈淡黄色,透明的液体状态,而不是油树脂。但由于此法蒸馏时温度很高,蒜味不够清新,有浓重的后熟味。
超声波辅助提取法所得结果与分析此实验得到的大蒜油树脂呈浅黄色(与酶解后的单纯溶剂萃取法得到的蒜油颜色有差别),蒜味刺鼻,纯正,但此次实验得率较低,只有0.49%,超声波对萃取得率上的作用不明显,而在节省萃取时间和蒜油品质方面得到一定的效果。
&3.5 压榨法所得结果与分析
此实验所用实验步骤是根据文红梅【39】 等人利用压榨法提取生姜挥发油的工艺研究进行设计的,此法得到的大蒜油呈浅黄色,透明液体状,蒜味刺鼻,纯正,品质较好,但与其他方法相比,此法蒜油得率比较低,只有0.26%。
3.6 超临界二氧化碳流体萃取法所得结果与分析
本实验所用原料是大蒜片,切片能够增大与超临界提取剂(CO2)的接触面积,缩短提取时间,最大限度地将大蒜中的大蒜油提取出来【21】。本实验所得结果如下:
0.4 得率(%) 0.3 0.2 0.1 0 20 22 24 萃取压力(MPa) 26 图5
不同萃取压力对大蒜油得率的影响小结:从上表可以看出,萃取压力对萃取率有显著影响,此实验在萃取温度(40℃),分离压力(6Mpa),分离温度(45℃)一定的条件,得出最佳萃取压力是22MPa。
&3.7 薄层层析法检测蒜油组分所得结果与初步分析
以水蒸气蒸馏—正己烷萃取法所得大蒜油(以下简称大蒜油A),有机溶剂萃取法所得大蒜油(以下简称大蒜油B),超临界辅助萃取法所得大蒜油(以下简称大蒜油C),压榨法所得大蒜油(以下简称大蒜油C)为原料,利用薄层层析法进行成分检测,所得结果如下:
20 大蒜油提取工艺的研究 表3 Rf值表油样 油A 油B 油C 油D 1 0.07 0.07 0.07 0.10 2 0.13
0.14 0.15 0.19 0.27 3 0.27 4 0.44 0.43 0.42 0.40 5 0.62 0.62 0.62
0.51 6 0.76 0.75 0.76
小结:从表中可以看出,蒜油组分含量油A与油C差异不明显,油B中斑点3代表的成分未出现,与油A、油C存在差异,而油D组分差异更明显,只出现了四种成分,且这四种成分与上面3种油样也有所差异。此结果说明了不同的提取的方法对所得大蒜油组分有一定的影响,因此可根据现实情况(比如要求蒜油中某种组分达到一定的量)选择不同的提取方法。
&3.8 定硫法测定大蒜油中大蒜素含量所得结果与初步分析
本实验对水蒸气蒸馏—正己烷萃取法所得大蒜油(以下简称大蒜油A)与有机溶剂萃取法所得大蒜油(以下简称大蒜油B)中的大蒜油中大蒜素含量进行检测,比较两种方法大蒜素得率的大小。所得结果如下:表4
两种油样的大蒜素含量 原料 大蒜素含量(%) 油A 24.3755 油B 12.7736
小结:从表中可以看出,大蒜油A与油B中大蒜油中大蒜素的含量存在显著差异:水蒸气蒸馏—正己烷萃取法的蒜油产物比溶剂法的蒜油产物要纯一些。但因为水蒸气长时间高温蒸馏使绝大部分蒜素分解为各种硫化物,故蒜油成分多以小分子硫化物的形式存在,而溶剂法中的有机溶剂对蒜素有保护作用,蒜油产物中虽然杂质多一些,但蒜油成分多以蒜素形式存在。
(1)采用大蒜粉和新鲜大蒜作为原料提取大蒜油,新鲜大蒜无论是在提取得率上,还是在所得蒜油的气味品质上都要好于大蒜粉。
(2)在有机溶剂萃取法中,从所得蒜油的得率和气味品质等综合考虑,采用正己烷作为提取剂优于其他溶剂。用正己烷萃取大蒜挥发油的最佳工艺条件是:蒜泥50℃酶解2h,料液比为1:2,萃取1h,共萃取三次,30℃旋蒸,所得大蒜油得率达到0.5467%。
(3)从各种提取方法上看,本实验采用的水蒸气蒸馏—正己烷萃取法较直接水蒸汽蒸馏法的蒜油得率高,但还是未避免较高温度的蒸馏,大蒜素分解为挥发性的小分子含硫化
大蒜油提取工艺的研究合物,且蒜油气味品质很差;超临界二氧化碳流体萃取法的蒜油得率也不高,且此法成本大;而压榨法得率低,同时超声波辅助萃取的效果也不明显,相比之下,有机溶剂萃取法要优于以上方法,此法得率高,操作不复杂,成本也不高。
(4)通过薄层层析和定硫法测定蒜油产物的组分及其含量,得出不同提取方法对蒜油 组分及其含量有不同程度的影响。
本论文是在隋晓老师的悉心指导下完成的。隋老师带我理清实验整体思路,并在实验过程中不断传授给我大量的宝贵经验和实验技能,引导我将所学知识运用于实践。在整个实验过程中,隋老师严谨的治学态度和不倦的工作热情时刻影响着我,让我受益匪浅,在学习工作态度方面给了我很大的启示,在此表示最诚挚的谢意!同时,生物系胡迎芬老师,魏玉西老师,杜桂彩老师,赵爱云老师在实验中给予了诸多帮助;郭道森老师,涂正顺老师在科研态度,处事方面给了我很多启发,使我顺利解决了实验过程中遇到的许多问题,在此表示忠心的感谢!此外,感谢青大天然研究所的章玉杰师兄和青大的杨玉梅等同学的热心帮助和支持!&
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