大蒜精油提取條件研究

慕紅梅，顧振芳，陳 斌

（蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730020）

我國是大蒜的主產(chǎn)國，目前我國大蒜種植面積約占世界的40%～50%。同時(shí)也是世界上最大的大蒜出口國，年出口各類大蒜產(chǎn)品約25萬t，東南亞及日本市場80%的大蒜產(chǎn)自我國[1]。但現(xiàn)在的大蒜主要是作為蔬菜類別出口，蔬菜類的物品都有一定的保質(zhì)期：大蒜在陰涼通風(fēng)的條件下儲存其保質(zhì)期只有10d左右。由于保質(zhì)期有限因而很不利于長時(shí)間保存和多地方流通。考慮到其這一特點(diǎn)，將大蒜進(jìn)行了深入研究。

大蒜除了作為常用的一種烹飪用的調(diào)味蔬菜生食還具有豐富藥用價(jià)值。大蒜的化學(xué)成分非常復(fù)雜，種類繁多且齊全，其中含有豐富且多樣的對人體有益的脂肪、蛋白質(zhì)、微量元素、氨基酸、維生素、硫化物等。據(jù)查證每100g鮮大蒜中含蛋白質(zhì)4.4g、脂肪0.2g、碳水化合物23g、粗纖維0.7g、灰分1.3g、鈣5mg、鐵0.4mg、硫胺素0.24mg、核黃素0.03mg、尼克酸0.9mg、抗壞血酸3mg，以及微量元素硒、碘、鍺和鋅等[1]。通過查閱大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)大蒜精油作為大蒜的主要成分提取物，近年來已經(jīng)有很多生物學(xué)家、醫(yī)學(xué)家通過大量的科學(xué)檢測和臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了大蒜精油的強(qiáng)大功效：①抑菌殺毒：大蒜對多種致病菌如葡萄球菌、鏈球菌、腦膜炎菌、大腸桿菌、傷寒桿菌、痢疾桿菌、百日咳桿菌等細(xì)菌及感冒病毒有抑制和殺滅作用；②降血脂、抗凝、預(yù)防動脈硬化、預(yù)防和治療心腦血管疾病：大蒜中的烷基二硫化物、蒜氨酸和蒜辣素可以降低血液中的膽固醇、甘油三脂及低密度脂蛋白的含量，從而使血脂趨于正常；③降血糖，降低糖尿病的發(fā)作：通過增強(qiáng)葡萄糖代謝中酶的活性，改善糖代謝并影響脂肪的代謝；④保護(hù)肝臟，抑制腫瘤：通過抑制脂質(zhì)過氧化物對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的損傷而達(dá)到保護(hù)肝臟的作用。蒜精油有阻斷或抑制化學(xué)致癌物誘發(fā)腫瘤的作用，抑制動物移植性腫瘤細(xì)胞；⑤提高機(jī)體免疫力，抗衰老：蒜精油能增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的能力，清除自由基抗氧化并且增強(qiáng)免疫力；⑥降脂減肥：通過溶解脂肪顆粒，促進(jìn)脂肪的分解，達(dá)到降脂減肥的作用[2]。

大蒜精油除了用于醫(yī)藥還可作為食品和香料，并運(yùn)用于農(nóng)用、飼養(yǎng)等用途十分廣泛。基于大蒜精油強(qiáng)大的功能性，就近在甘肅省張掖市民樂縣獲取通過認(rèn)證的中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品的紫皮大蒜為優(yōu)質(zhì)原料的基礎(chǔ)上，我們開始了實(shí)驗(yàn)室提取大蒜精油的探究。

為了確定提取方式做了大量資料調(diào)研工作，如許多作者所報(bào)道，之前的工作已發(fā)現(xiàn)幾種較好的提取方式：水蒸氣蒸餾法、超臨界流體萃取法、有機(jī)溶劑浸提法[3]。水蒸氣蒸餾法是利用各組分揮發(fā)度的差異而實(shí)現(xiàn)分離；超臨界流體萃取是以熱力學(xué)相平衡為理論基礎(chǔ)，利用組分的溶解度及揮發(fā)性差異而實(shí)現(xiàn)分離提純[4]；有機(jī)溶劑浸提法則是利用萃取劑與被萃取物分子之間的溶解度差異，使得萃取組分從混合物中分開。其中水蒸氣蒸餾法產(chǎn)率低，色澤、風(fēng)味差且溶劑殘留大；超臨界流體萃取法過程復(fù)雜、成本高[5]。因此計(jì)劃采用有機(jī)溶劑浸提法提取大蒜精油。

1 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論

1.1 試劑與儀器

試劑：大蒜，氯化鈉，乙酸乙酯，乙醇，乙醚，去離 子水。

儀器：冷凝管，分液漏斗，水浴鍋，真空泵，抽濾瓶，破 壁機(jī)。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

首先稱取50g剝皮大蒜、氯化鈉適量、量取50mL水于破壁機(jī)中，進(jìn)行打碎操作后倒入500mL 燒杯中。再倒入200mL去離子水于燒杯中發(fā)酵數(shù)小時(shí)，將發(fā)酵液抽濾后用不同浸取劑提取。最后將上層浸取液于55℃蒸餾，得到大蒜精油。

其他實(shí)驗(yàn)過程不變，僅改變萃取溶劑為乙酸乙酯、乙醚，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)。

其他實(shí)驗(yàn)過程不變，僅改變發(fā)酵時(shí)間為8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)。

其他實(shí)驗(yàn)過程不變，僅改變氯化鈉為11g、12g、13g、14g、15g、16g、17g、18g，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)。

1.3 結(jié)果分析

1.3.1 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化

1.3.1.1 最佳浸取劑

分別選用乙醇、乙酸乙酯、乙醚作為浸取劑，根據(jù)產(chǎn)出大蒜精油量選出最佳浸取劑，從表1可看出，乙酸乙酯作浸取劑得到的精油量最好。

1.3.1.2 發(fā)酵時(shí)間探索及分析

以發(fā)酵時(shí)間為橫坐標(biāo)、大蒜精油提取量為縱坐標(biāo)作圖，得到大蒜精油提取量受發(fā)酵時(shí)間的影響對比圖（圖1）。從圖1看出，發(fā)酵6～18h，大蒜精油的產(chǎn)量隨著時(shí)間的增長而明顯升高，而在發(fā)酵超過18h后大蒜精油的產(chǎn)量隨著時(shí)間的增長幾乎無明顯變化。因此可知最優(yōu)發(fā)酵時(shí)間是18h。

圖1 大蒜精油提取量受發(fā)酵時(shí)間的影響

1.3.1.3 氯化鈉用量的探索及分析

以氯化鈉用量為橫坐標(biāo)、大蒜精油的提取量為縱坐標(biāo)制圖得到大蒜精油產(chǎn)量受氯化鈉用量的影響（圖2）。從圖2可以得出大蒜精油的產(chǎn)量隨著氯化鈉用量的增加基本呈正態(tài)分布，則選取峰值點(diǎn)所對應(yīng)的氯化鈉用量最好，即氯化鈉用量占大蒜質(zhì)量的30%為最優(yōu)條件。

圖2 大蒜精油提取量受氯化鈉用量的影響對比圖

1.3.2 成分分析

為了進(jìn)一步確定方法的有效性，使用紅外光譜儀對提取的大蒜精油進(jìn)行了成分分析檢測，得到大蒜精油實(shí)驗(yàn)紅外譜圖（圖3）。將大蒜精油實(shí)驗(yàn)紅外譜圖和《食品化學(xué)藥典》中所記載的大蒜精油標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖（圖4）進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)大蒜精油譜圖中的各種特征峰在大蒜精油實(shí)驗(yàn)紅外譜圖中都有出現(xiàn)，證明提取的大蒜精油的有效成分和標(biāo)準(zhǔn)大蒜精油成分一致。

圖3 大蒜精油實(shí)驗(yàn)紅外譜圖

圖4 大蒜精油標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖

2 結(jié)論及展望

通過探究浸取劑種類、發(fā)酵時(shí)間、氯化鈉用量等條件來研究了大蒜精油的產(chǎn)量，并不斷優(yōu)化過程，得到最優(yōu)條件是用乙酸乙酯做浸取劑、發(fā)酵18h、氯化鈉用量占大蒜質(zhì)量的30%，并通過成分分析檢測證明了以探索出的條件進(jìn)行大蒜精油的提取，不僅能保證產(chǎn)量且有效成分沒有損失。為工業(yè)提取大蒜精油的發(fā)展開辟更新、更廣闊的渠道，從而激活大蒜深加工產(chǎn)業(yè)、為廣大蒜農(nóng)及從事大蒜精加工的企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，也為醫(yī)療上探索大蒜精油的藥用價(jià)值提供更好途徑。