大蒜油蒸馏法提取条件的探讨

医药杂志 2004午 旦簋 鲞笙 』丛 鱼 些 ： Q ： = ： 大蒜油蒸馏法提取条件的探讨 347· ·药学与临床· 孙淑 爱① 曹 晶① 王永明② 袁兴兰② (①山东大学公共卫生学院，山东济南 250012；②济南市疾病控制 中心，山东济南 250013) 【摘 要] 目的 探讨蒸 馏法提取 大蒜油 的适宜 条件 ，对影响产率 的重要 因素进 行多水平 比较 ，优 化组 合 ，指导生产 。 按照大蒜油的生产步骤和影 响因素 ，选 择大蒜 的破碎粒径 ，蒜酶激活剂一亚铁离子 浓度 ，发酵温度和蒸馏提取时间这四个因素在三种水平下大蒜油的产率进行比较。结果 大蒜破碎粒径 为0．2mm、亚铁离子浓度为 10mmol／L、发酵温度在 33％、蒸馏提取时间为 120min时大蒜油的产率最高． 为0．49％。结论 该实验结果能提高大蒜油产率一倍以上，在指导大蒜油生产中，应用效果良好。 【关键词] 大 蒜油 发酵 蒸馏 产率 [中图分类号] R944．1 [文献标识码] A The study on proper distillation conditions of garlic essential oil SUN SHuai~, CAO Jing， WANG Yongming．％ab．of Hygiene Teaching，School of Public Health，Shandong University，Jinan 250012，China 【Abstract】 0bjective To study the proper distillation conditions of garlic essential oil by comparing the affecting factors on productivities and optimizing producing conditions． Methods The distillation yields of garlic essential oil were compared under four aff ecting factors including the broken garlic fragment diameter， activator of alliinase -- Fe“ concentration， fermentation temperature and distillation time，at three levels respectively、Results The hi曲est distillation yield(0．49％)of garlic essential oil was gotten with 0．2mm diameter of garlic fragment． 10mmol／L Fe concentration． fermentation at 33％ and distillation for 120 minutes． Conclusion The prod uctivity of garlic essential oil is increased two times at above producing conditions、 fKey words] Garhc essential oil Fermentation Distillation Productivity 大蒜(garlic)为百合科葱属(Allium sativum)植 物植蒜的地下鳞茎，是具有医疗保健价值的最古老 而又常用的蔬菜之一 。常温常压下 ，保存完好的大 蒜鳞茎瓣细胞中含有蒜氨酸，细胞壁上含有蒜酶。 当大蒜瓣组织细胞破损时，只有在水环境中，蒜酶 才能作用于蒜氨酸，使蒜氨酸转化为大蒜油。在热 环境作用下，大蒜油继而转化为大蒜素等一系列含 硫化合物。人们通常所指的大蒜油是大蒜组织转化 后提取的主要有效成分，而大蒜素又是大蒜油中的 精华。用蒸馏设备加工蒸馏油，出油率的高低直接 影响到企业的经济效益和健康发展等关键问题。实 验室研究 的最佳生产条件由于受到生产环境 、反应 条件和蒸馏提取等诸因素的影响，在生产过程中很 难达到实验条件下的出油率标准。为此，笔者针对 生产环节中影响大蒜出油率的几个关键环节进行 了研究 ，现如下 。 1 材料和方法 1．1 材料 山东苍山大蒜 ，要求大蒜成熟 ，外皮完 孙淑爱，女，1965年出生，学士，实验师；电话：0531—8382440 整干燥、洁净，无机械损伤，无虫蛀、霉变及腐烂，大 蒜瓣洁 白无黄染 ，有光泽 ，辛辣味足 ，清脆 、口感好 。 1．2 主要设备 SB-2型组织破碎机 (山东博 山机 械厂 )，800型离心机 (常州 国华仪器厂 )，恒温水 浴 锅，发酵蒸馏瓶。 1_3 方法 针对蒸馏法提取大蒜油在生产过程中 影响产量的四个重要因素：即大蒜瓣破碎粒径 、亚 铁离子激活剂添加浓度、发酵反应温度和蒸馏时间 进行三个水平的研究 ，按照正交设计列出实验条件 与分组。 1．4 实验步骤 挑选合格的蒜头，洗净泥土，切除 大蒜鳞茎盘，剥除蒜皮。每组称取处理好的蒜瓣 3．6 k9，加去离子水 7．2L，共三组，用大蒜破碎机分别打 成粒径为2．0mm、1．0mm和0．2mm三种规格，每组 分成3等份共 9份，按表 1的要求在发酵蒸馏瓶内 避光保 温发酵 60min后 ，立 即通人蒸汽分别蒸馏 60、90和 120min，收集、分离并离心得纯大蒜油。 2 结果与分析 2．1 结果 将表 1中四因素三水平正交设计 9份 维普资讯 http://www.cqvip.com ． 348- 塞围匡煎苤查 Q 生 旦筮 !鲞蔓 堕 』丛 鱼 ： ! 2Q = ： 样品按实验条件编号，不同条件下所分离出的大蒜 油见表 2、3。其中大蒜油的比重在 1．068-1．070，符 合食品添加剂对大蒜油的要求。 裹 l 四因素三水平正 交设计 (3‘) 扳差 2．2 分析 由表2可以看出，实验中第9号样品大 蒜油产率最高 ，为 0．49％。该样品实验条件为 A，B，C：D ，本实验所得大蒜油比重差异很小，均在 1．068～1．070之间。随蒸馏时间的延长，比重有增高 的趋势。因实验次数少，还有待于进一步探讨。由表 3可以得出，极差排列顺序为A>B=D>C，说明影响 蒸馏大蒜油产率的最重要因素是破碎粒径 (因素 A)，也就是说大蒜细胞破坏的越多，蒜氨酸游离浓 度高，在蒜酶作用下，才能转化为更多的蒜油。本实 验诸因素最佳组合 A，B，C：D，接近正交设计最佳组 合 A3B2C2D1。B2表示 Fe 浓度为 10mmol／L时为最 适宜，与报道一致[11。但是，当蒜浆中Fe 浓度为 10 mmoL／L时，蒜渣中有明显的铁锈味，对于蒜渣再利 用 ，特别是人用食品添加剂的生产会受影响，在实 际生产过程中可按照权衡利弊和优选法则进行适 当减量。蒸馏 120min时蒜油产率最高，再继续蒸 馏，蒜油馏出量已经很少。由于实验是用小规格容 器，加热充分、均匀，阻力也小，蒜油易馏出；而在实 际生产中，蒸馏罐容积较大，处理蒜都在 1吨左右， 通人蒸汽的管径、压力和温度都会影响蒸馏时间， 无论从热力学还是流体动力学的要求都应该注意 到这些差别。大蒜油的产生过程是酶促反应，蒜浆 的发酵温度适宜，蒜酶活力高，蒜油的转化快，则产 率较高。由此得出的最佳组合因素为：大蒜破碎粒 径 2．0ram，亚铁离子浓度 10mmol／L，蒜浆发酵温度 33℃，蒸馏时间 120min。 3 讨 论 大蒜在我国已有2 000多年得栽培历史，是历 代劳动人民喜爱的保健蔬菜和调味品，具有天然抗 生素的美称[21，其杀菌抑菌、灭虫抗病毒活性已为人 们所认识。在去年非典疫情流行期间，大蒜油因其 独特的天然、保健及杀菌性能而受到人们的青睐【3j。 大蒜在降血压、降血脂、抑制血小板凝聚、防止癌 症、增强免疫力、延缓衰老、治疗糖尿病、抗疲劳等 方面都有很好的功效【3j。大蒜在我国种植面积占世 界的 1／3，出口量占 1／4，为大蒜油的加工提供了充 足的原料。目前我国国内大蒜油的生产厂家主要还 是蒸馏设备分离大蒜油，其原理是将蒸汽通人富含 大蒜油的大蒜匀浆中，将大蒜油的大部分易挥发成 分蒸馏出来，再经分离、提纯后得到精制的蒸馏大 蒜油。该方法具有设备简单、成本低、稳定性好等特 点 ，应用较为广泛 。该法的最大不足之处是大蒜 油 产率较低。其主要原因有三个方面，一是大蒜油生 成的量少、速度慢；二是大蒜油的稳定性差 ，易分 解，特别是大蒜油中的主要成分大蒜素(硫代亚磺 酸酯)，其性质极不稳定 ；三是大蒜油从蒜浆中蒸 馏提取出来的比例少。针对这三方面的原因，我们 通过本实验得出的四个重要因素的技术参数直接 用于指导大蒜油的生产，取得了理想的效果。 参考文献 1 乔旭光，张振华，韩雅珊，等．提高大蒜油提取得率的酶调控技术． 食品工业科技，2001，22：30 2 魏金风，曾小兰，王予东，等．大蒜精油提取后废弃物综合利用的研 究．信阳师范学院学报，2002，15(1)：94 3 林一琳．充满商机的大蒜油市场．中国科技成果，2003，12：37 4 Fillmore Freeman and YuKiim Kodera．Garlic chemistry：stability 0f s一(2一Pmpeny1)-2-Propene-1-Sulfinothioate(Allicin)in blood， solvents and simulated physiological fluids．J A c Food Chem， 1995，43：2332 [收稿日期：2004-02—051 f本文编辑：韩仲琪1 维普资讯 http://www.cqvip.com