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摘要: 大蒜既是生活中不可缺少的调味品,又含有丰富的营养,还是治病的良药。大蒜精油是从大蒜中萃取出来的二烯硫代亚磺酸醋与其降解物的混合油物,具有抗癌、防癌、杀菌,防止痢疾、冠状动脉硬化和心脏病,杀死结核杆菌,消除体内淤血等奇效。本论文主要介绍:目前大蒜精油提取的3种主要提取方法:有机溶剂萃取法、水蒸气蒸馏法和超临界萃取法;大蒜精油在营养保健等方面在国内外的应用前景。
关键词: 大蒜精油 萃取方法 应用前景
大蒜为百合科葱属植物蒜的鳞茎,有白、萦皮两种,全国各地均产[1],早已成为我国人民膳食中常用的食品,作为药用在我国亦有上千年的历史。
1. 大蒜精油的提取方法
大蒜精油的提取的方法有多种方法而本论文主要是介绍有机溶剂萃取法、水蒸气蒸馏法和超临界二氧化碳萃取法[2]。
1.1大蒜有机溶剂萃取法
1.1.1原理
有机溶剂萃取法一般是针对天然产物中有效成分的选择性萃取,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萃取。
1.1.2工艺
将新鲜的大蒜,剥去外皮放入研钵捣碎成泥状,再称取捣碎的大蒜酱泥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。萃取完后将萃取液进行抽虑,得滤液和滤渣。将滤渣重复以上操作,共萃取三次,合并滤液。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。收集大蒜精油,称重,观察。
萃取剂的选择非常关键,既要对大蒜精油的溶解度大,而且要与大蒜精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。
1.2大蒜水蒸气蒸馏法
1.2.1原理
水蒸气蒸馏法是以水作为萃取溶剂,在常压或加压下将水蒸气通入难溶于水且具有挥发性的有机物中,加热到一定温度使该有机物有效成分蒸馏出来。
1.2.2工艺
称取大蒜150g,加入少量水用榨汁机打浆粉碎后,装入干燥1000mL三口圆底烧瓶中,再加入一定量的蒸馏水,放入恒温水浴锅中进行2h的酶解。酶解结束后,接好试验装置,从油水分离器上端添加蒸馏水直至蒸馏水流入烧瓶为止,并检查气密性。用电热套加热烧瓶至沸腾,并在常压下保持微沸蒸餾数小时。当萃取器中油量不再增加,停止加热。待系统冷却至室温后,开启油水分离器下端活塞,将水缓缓放出至油层下降至0刻度后静置片刻,收集上层的淡黄色透明油状液体(大蒜精油)并称重,计算精油萃取率。
萃取方法不同大蒜出油率也不同,工艺参数直接影响出油率。魏金凤等[3]用水蒸气蒸馏法萃取大蒜精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1.5~2h为佳。而林松毅、刘霞等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。
1.3大蒜超临界CO2萃取法
1.3.1原理
超临界流体萃取技术是利用流体溶剂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,且对溶质溶解程度随着压力、温度变化在具有一定宽度的范围内变动的特性而达到溶质分离出来的一项技术。
1.3.2工艺
将大蒜去皮、清洗、粉碎至2~3mm粒度后,称取定量大蒜装入物料筒,置于萃取釜中启动萃取装置,按超临界CO2流体萃取设备的工作过程:钢瓶中的CO2经过压力调节阀进人热交换器,预热后经过滤器过滤,再被泵入热交换器加热至工作温度,然后进入萃取釜萃取大蒜精油,萃取出的大蒜精油与CO2一起进入分离釜,改变温度和压力,实现CO2和油的分离。计算得率,得率表示为:得率(%)=提取物质量(g)×100/原料质量(g)。
浸提时间因素对萃取效果有明显的影响。在不同的浸提压力条件下,要获得较高的萃取效率,所需的浸提时间是不同的。循环可使己溶解于SC-CO2中的大蒜风味物质随气流的循环及时地从分离器中分离出来,同时给萃取釜中不断补充新鲜CO2,这样使大蒜风味物质的浓度始终较低,从而有利于萃取。循环时间因素对萃取效率的作用还与压力因素有关。
总之,影响大蒜风味成分超临界CO2萃取的各因素并非相互孤立,而是相互关联、综合作用,所以,掌握各因素对萃取效果的影响规律,是确定萃取大蒜风味成分工艺的基础。
2. 大蒜精油提取方法的比较
综上所述,发现超临界CO2萃取法的出油率高于溶剂浸提法,且在营养成分、风味及外观上都优于溶剂浸提法萃取的精油。超临界CO2萃取技术在大蒜深加工中的应用较为广泛,因其具有生产周期短、出油率高且安全可靠特点,相信此法将会得到更进一步的发展。
3. 发展前景
3.1微胶囊技术
大蒜精油具有易挥发、不稳定及刺激人体黏膜等缺陷,极大地限制了其在食品中的应用[4-5]。本研究利用现代食品工业技术—微胶囊技术将大蒜精油制成微胶囊化产品,可避免挥发损失和外界因素引起的氧化变质,提高储存、运输和应用的方便性。
3.2近年来的发展近况
近年来,随着人民生活水平的提高,对各种复合调味料的需求越来越大。目前国内市场上复合调味料数量不多,风味也较单调,高档调味品市场缺口较大,急待开发[3]。若将大蒜和其它有关的具有营养保健功能的天然原料按比例混合加工成各种复合大蒜调味料,则可改善我国前调味品花色品种少,风味较单调的状况。无臭大蒜原汁可与柠檬汁、胡萝卜汁、拘祀汁、人参、生姜等复合,制成无臭大蒜天然营养保健饮料,这是充分利用自然资源生产功能性饮品的新的探索,符合现代饮料向营养、保健与天然方向转化的趋势。随着对大蒜药食两用产品的开发,还可制成果茶、口服液等大蒜系列保健饮目口。癌症和心血管疾病是威胁老年人健康的大敌,而大蒜对癌症和心血管疾病具有预防与治疗的作用。因此,对于渐人老龄化的社会,利用我国丰富的大蒜资源,可开发大蒜系列老年营养保健食品。而国外例如英国Holland & Barrett大蒜精油则是选用天然的新鲜大蒜,以先进的的冷冻干燥工艺萃取高含量大蒜素制成的保健食品,具有增强免疫力的保健作用。我们应该通过研究开发更先进的技术研造更有用的大蒜精油成分,为人们的健康来带更多的希望。■
参考文献
[1]徐国钧,主编.生药学[M].北京:人民卫生出版社,1987
[2]臧志清,周端美,超临界二氧化碳连续萃取蒜油的实验研究[J].中国粮油学报,1998,13(3):21-24
[3]魏金凤,刘立新,陈光辉.大蒜精油的萃取及提高出油率的研究[J].信阳师范学院学报,1998,11(3):285~286
[4]张忠义等.超临界CO2萃取一分子蒸馏对大蒜化学成分的萃取与分离[J].分析测试学报,2002,21(1):65~67
[5]王赛赛,陶宁萍.大蒜精油微胶囊包埋工艺研究[J].食品工业科技,2011,32(4):228-235
关键词: 大蒜精油 萃取方法 应用前景
大蒜为百合科葱属植物蒜的鳞茎,有白、萦皮两种,全国各地均产[1],早已成为我国人民膳食中常用的食品,作为药用在我国亦有上千年的历史。
1. 大蒜精油的提取方法
大蒜精油的提取的方法有多种方法而本论文主要是介绍有机溶剂萃取法、水蒸气蒸馏法和超临界二氧化碳萃取法[2]。
1.1大蒜有机溶剂萃取法
1.1.1原理
有机溶剂萃取法一般是针对天然产物中有效成分的选择性萃取,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萃取。
1.1.2工艺
将新鲜的大蒜,剥去外皮放入研钵捣碎成泥状,再称取捣碎的大蒜酱泥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。萃取完后将萃取液进行抽虑,得滤液和滤渣。将滤渣重复以上操作,共萃取三次,合并滤液。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。收集大蒜精油,称重,观察。
萃取剂的选择非常关键,既要对大蒜精油的溶解度大,而且要与大蒜精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。
1.2大蒜水蒸气蒸馏法
1.2.1原理
水蒸气蒸馏法是以水作为萃取溶剂,在常压或加压下将水蒸气通入难溶于水且具有挥发性的有机物中,加热到一定温度使该有机物有效成分蒸馏出来。
1.2.2工艺
称取大蒜150g,加入少量水用榨汁机打浆粉碎后,装入干燥1000mL三口圆底烧瓶中,再加入一定量的蒸馏水,放入恒温水浴锅中进行2h的酶解。酶解结束后,接好试验装置,从油水分离器上端添加蒸馏水直至蒸馏水流入烧瓶为止,并检查气密性。用电热套加热烧瓶至沸腾,并在常压下保持微沸蒸餾数小时。当萃取器中油量不再增加,停止加热。待系统冷却至室温后,开启油水分离器下端活塞,将水缓缓放出至油层下降至0刻度后静置片刻,收集上层的淡黄色透明油状液体(大蒜精油)并称重,计算精油萃取率。
萃取方法不同大蒜出油率也不同,工艺参数直接影响出油率。魏金凤等[3]用水蒸气蒸馏法萃取大蒜精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1.5~2h为佳。而林松毅、刘霞等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。
1.3大蒜超临界CO2萃取法
1.3.1原理
超临界流体萃取技术是利用流体溶剂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,且对溶质溶解程度随着压力、温度变化在具有一定宽度的范围内变动的特性而达到溶质分离出来的一项技术。
1.3.2工艺
将大蒜去皮、清洗、粉碎至2~3mm粒度后,称取定量大蒜装入物料筒,置于萃取釜中启动萃取装置,按超临界CO2流体萃取设备的工作过程:钢瓶中的CO2经过压力调节阀进人热交换器,预热后经过滤器过滤,再被泵入热交换器加热至工作温度,然后进入萃取釜萃取大蒜精油,萃取出的大蒜精油与CO2一起进入分离釜,改变温度和压力,实现CO2和油的分离。计算得率,得率表示为:得率(%)=提取物质量(g)×100/原料质量(g)。
浸提时间因素对萃取效果有明显的影响。在不同的浸提压力条件下,要获得较高的萃取效率,所需的浸提时间是不同的。循环可使己溶解于SC-CO2中的大蒜风味物质随气流的循环及时地从分离器中分离出来,同时给萃取釜中不断补充新鲜CO2,这样使大蒜风味物质的浓度始终较低,从而有利于萃取。循环时间因素对萃取效率的作用还与压力因素有关。
总之,影响大蒜风味成分超临界CO2萃取的各因素并非相互孤立,而是相互关联、综合作用,所以,掌握各因素对萃取效果的影响规律,是确定萃取大蒜风味成分工艺的基础。
2. 大蒜精油提取方法的比较
综上所述,发现超临界CO2萃取法的出油率高于溶剂浸提法,且在营养成分、风味及外观上都优于溶剂浸提法萃取的精油。超临界CO2萃取技术在大蒜深加工中的应用较为广泛,因其具有生产周期短、出油率高且安全可靠特点,相信此法将会得到更进一步的发展。
3. 发展前景
3.1微胶囊技术
大蒜精油具有易挥发、不稳定及刺激人体黏膜等缺陷,极大地限制了其在食品中的应用[4-5]。本研究利用现代食品工业技术—微胶囊技术将大蒜精油制成微胶囊化产品,可避免挥发损失和外界因素引起的氧化变质,提高储存、运输和应用的方便性。
3.2近年来的发展近况
近年来,随着人民生活水平的提高,对各种复合调味料的需求越来越大。目前国内市场上复合调味料数量不多,风味也较单调,高档调味品市场缺口较大,急待开发[3]。若将大蒜和其它有关的具有营养保健功能的天然原料按比例混合加工成各种复合大蒜调味料,则可改善我国前调味品花色品种少,风味较单调的状况。无臭大蒜原汁可与柠檬汁、胡萝卜汁、拘祀汁、人参、生姜等复合,制成无臭大蒜天然营养保健饮料,这是充分利用自然资源生产功能性饮品的新的探索,符合现代饮料向营养、保健与天然方向转化的趋势。随着对大蒜药食两用产品的开发,还可制成果茶、口服液等大蒜系列保健饮目口。癌症和心血管疾病是威胁老年人健康的大敌,而大蒜对癌症和心血管疾病具有预防与治疗的作用。因此,对于渐人老龄化的社会,利用我国丰富的大蒜资源,可开发大蒜系列老年营养保健食品。而国外例如英国Holland & Barrett大蒜精油则是选用天然的新鲜大蒜,以先进的的冷冻干燥工艺萃取高含量大蒜素制成的保健食品,具有增强免疫力的保健作用。我们应该通过研究开发更先进的技术研造更有用的大蒜精油成分,为人们的健康来带更多的希望。■
参考文献
[1]徐国钧,主编.生药学[M].北京:人民卫生出版社,1987
[2]臧志清,周端美,超临界二氧化碳连续萃取蒜油的实验研究[J].中国粮油学报,1998,13(3):21-24
[3]魏金凤,刘立新,陈光辉.大蒜精油的萃取及提高出油率的研究[J].信阳师范学院学报,1998,11(3):285~286
[4]张忠义等.超临界CO2萃取一分子蒸馏对大蒜化学成分的萃取与分离[J].分析测试学报,2002,21(1):65~67
[5]王赛赛,陶宁萍.大蒜精油微胶囊包埋工艺研究[J].食品工业科技,2011,32(4):228-235