本科生论文（设计）
大蒜中大蒜素的提取及含量测定
Extraction and Determination of allicin in garlic
大蒜中大蒜素的提取及含量测定
摘要：大蒜素是大蒜中的主要活性成分，是大蒜破碎后，蒜氨酸在蒜酶催化作
用下产生的一种具有生物活性的有机硫化物，具有抗菌消炎、降血压、降血脂、防癌等作用，可用于多种疾病的防治，在临床上的应用也越来越广泛，作为药物或保健品开发具有广阔前景[1]。 大蒜素的提取方法可以分为三类：水蒸气蒸馏法、溶剂萃取及超临界流体萃取[2-3]，但是采用水蒸气蒸馏得到的提取物中大蒜素含量很低，导致提取物的活性很低。超临界萃取法提取率高、品质好，但生产成本高 、设备复杂、操作技术难度大[4]。综合考虑在有机溶剂萃取法的基础上，以乙醇为提取剂萃取大蒜素，研究确定了其最佳工艺参数。用硫酸钡沉淀法测定大蒜素的含量。
关键词：大蒜素、提取、含量测定
Extraction and Determination of allicin in garlic
(Yunnan Agricultural University College of Basic Science and
Information Engineer,Kunming 650201)
ABSTRACT ：
Allicin is the main active ingredient in garlic,crushed garlic alliin in the garlic enzyme catalysis of a biologically active organic sulfides,With antibacterial anti-inflammatory role in lowering blood pressure, lowering blood pressure, anti-cancer,Can be used for the prevention and treatment of many diseases,Clinical application is more and more widely, and has broad prospects for development as drugs or health products .Allicin extraction methods can be divided into three categories:Steam distillation, solvent extraction and supercritical fluid extraction method,However, the extract obtained by steam distillation and the allicin content is low, resulting in low activity of the extracts.Supercritical extraction extraction rate, the quality is good, but the high cost of production, complex equipment operation difficult.Comprehensive consideration on the basis of the organic solvent extraction, ethanol extraction solvent extraction of allicin, research to determine the optimum parameters. Determination of allicin content of barium sulfate precipitation method. Key words: Allicin;Extract ;Content ;determination
大蒜中大蒜素的提取含量及测定
1 引言 研究意义：
通过以大蒜为原料来提取大蒜素，大蒜素的提取方法可以分为三类：水蒸气
蒸馏法、溶剂萃取及超临界流体萃取[2-3]，但是采用水蒸气蒸馏得到的提取物中大蒜素含量很低，导致提取物的活性很低。超临界萃取法提取率高、品质好，但生产成本高 、设备复杂、操作技术难度大[4]。综合考虑在有机溶剂萃取法的基础上，以乙醇为提取剂萃取大蒜素，研究确定了其最佳工艺参数。用定硫法测定大蒜素的含量。
大蒜为单叶子植物百合科葱属植物蒜的鳞茎，含有丰富的营养物质，对冠心病、高血压、动脉粥样硬化症等有防止作用[5]。
大蒜素[6](Allimin)又称大蒜油, 化学名称为2-丙稀基硫代亚磺酸稀丙脂。结构式CH2=CH-CH2-S-S-S-CH2-CH=CH2，分子量为178。是从大蒜球茎中分离出的一种化合物, 具有强烈的辛辣刺激味。大蒜素不稳定，特别是在热和碱性环境下易分解。大蒜素微溶于水，易容于醇、醚等有机溶剂。
目前大蒜素具有广泛的应用，有医疗保健作用，大蒜素具有广谱抗菌作用[7]， 大蒜素在食品保鲜中的应用, 大蒜素对多种细菌、真菌、病毒均具有杀灭和抑制作用, 被称为“天然广谱植物杀菌素”。大蒜素在饲料添加剂中的应用，近年来, 在畜牧及水产养殖业中大蒜素被开发利用的进展较快, 估计90%以上的加工产品用作兽用药物或直接作为饲料添加剂[8]。
前人研究进展：
水蒸气蒸馏法：
其原理是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), 使该有机物在低于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。本法的一般工艺流程为:大蒜去皮→洗净→加水捣碎→酶解→水蒸气蒸馏→油水分离→大蒜油[9]。
孙淑爱[10]等探讨了蒸馏法提取大蒜油的适宜条件。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—亚铁离子的浓度、发酵温度和蒸
馏提取时间这4个因素, 在三水平下对大蒜油的产率进行比较。结果表明, 大蒜的破碎粒径为0.2 mm、亚铁离子的浓度为10 mmol/L、发酵温度在33℃、蒸馏提取时间为120 min 时, 大蒜油的产率最高为0.49%。水蒸气蒸馏法具有设备简单、成本低、稳定性好等特点, 是最常用的方法之一。但是因发酵和蒸馏温度相对较高, 蒜氨酸酶的活性下降, 大蒜素有损失, 使出油率较低, 而且所得的大蒜油有一股熟味, 不够清新。
溶剂萃取法:
大蒜油微溶于水, 易溶于乙醇、苯、乙醚等有机溶剂, 利用这一性质可以用有机溶剂将大蒜油浸提出来。该法得到的大蒜油与水蒸气蒸馏获得的大蒜油没有明显的区别。有机溶剂的选择是关键, 要求该溶剂对大蒜油的溶解性好, 浸提结束后易于分离, 沸点差异显著, 不含其它不良气味和溶剂残留。溶剂法的一般流程为:大蒜去皮→洗净→捣碎→酶解→溶剂萃取→蒸馏分离→回收溶剂→大蒜油。 李瑜[11]等以乙醇为溶剂, 研究了溶剂法提取大蒜油的工艺, 确定的醇提最佳工艺条件为: 30℃酶解11 min, 乙醇浸提时间1.0 h, 浸提温度24℃,V(乙醇):m(大蒜)=4 mL: 1 g,大蒜油提取率可达75.03%。
超临界CO2萃取法：
超临界流体萃取技术, 是一种新型的萃取分离技术。该技术是利用流体在临界点处温度和压力的微小变化会引起流体的溶解能力有很大变化的基础上, 利用流体在高压低温对大部分物质具有较大的溶解能力的性质, 提取原料中的有效成分, 然后在较低的压力下进行分离, 从而实现混合物的分离或提纯。该技术因具有高效节能、工艺简单、安全可靠等优点而应用于化工、食品和医药等部门, 而食品、医药工艺中常以无毒、价格便宜的CO2作为萃取剂。超临界CO2萃取大蒜油一般流程为:大蒜去皮→洗净→捣碎→装填萃取柱→密封→超临界萃取→降压→大蒜油。
王霞[12]等研究了超临界CO2萃取大蒜油的工艺。在对萃取压力、温度、时间、流量单因素分析的基础上, 对温度、压力、流量、时间四因素进行了正交试验, 确定了超临界萃取的最佳工艺参数为:萃取温度35℃, 萃取压力15 Mpa,流量30 kg/h,萃取时间2.5 h。
2 材料与方法
目前, 人们已用多种方法提取大蒜素, 但如何提高得率并在提取过程中尽量保留有效成分, 如何提高大蒜素的稳定性, 有待于进一步研究。大蒜素具有多方面的药理作用和生物活性, 但它的作用机制和是否有新的活性, 仍是我们在相当长的一段时间里需要研究和阐明的问题。目前, 人们已经开发出许多关于大蒜素应用的方法和产品, 但是存在品种过于单一、方法过于简单、模糊开发、有效成分不够明确等问题, 因而对大蒜素的应用科技含量提升空间大, 需要结合多学科不断深入的理论研究成果及现代制药工艺和技术, 开发出一系列科技含量高、经济和社会效益显著的新产品, 造福人类。
参考文献：
[1] 赵凤岭，于慧。大蒜素的保健作用及大蒜素的提取
[2] 毛家埔，于克 学，高翠希。 大蒜油提取与应用研究现状[ J ] ．保鲜与加 工，2002，2(4)：1l ～1 2
[3] 晁 芳 芳 ， 李 森 ． 大蒜 油 不 同 加 工 工 艺 的 比较 [ J ] ． 西
北粮油科技，2003(4):47-48 [4] Sun — Neo Lee．Comparative study of extraction techniques for
determination [ J ]．Anal Bioanal Chem，2003,377：749～75l
[5] 赵凤岭, 陆明旦, 于慧, 等． 大蒜的保健作用及大蒜素的提取[J].山东轻工
业学院学报.1997，11(1)：68-70
[6] 孙翠玲，于大胜. 大蒜素的提取及其应用[J].2009,37(6):65
[7] Cavallito C J, et al.JAm Chem Soc [J]. 1944, 66: 1950-1952.
[8] 吴园涛, 李君, 郑建禄, 等. 功能饵料添加剂在水产养殖中的应用[J].中国饲 料，2007，(10) [9] 陈雄，乔昕, 中马丽. 大蒜油提取的比较研究[ J]食品工业科技,1999, 20(5): 16-18.
[10]孙淑爱, 曹晶, 王永明. 大蒜油蒸馏法提取条件的探讨[J].实用医药杂志， 2004，21(4): 347-348.
[11]李瑜, 许时婴. 大蒜中硫代亚磺酸酯的提取工艺[J].无锡轻工大学学报, 2004, 23(2): 76-81.
[12]王霞, 王金海. 超临界CO2萃取大蒜油的工艺研究[J].黑龙江八一农垦大学
学报, 2004, 16(4): 75-78.
致谢：经过一个学期的努力，终于完成了这一论文。作为一个本科生的论文设计，由于以前没有这方面的经验，先天就有许多不足，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个论文是相当艰难的。
在这里首先要感谢我的老师邓维平老师。在我做论文前做了个PPT ，老师在那里给我纠正了很多错误的地方，并悉心给我指导。除了敬佩老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也永远是我学习的榜样，并将积极影响我日后的学习和工作。
其次要感谢大学两年多来所有化学系的老师，为我打下了专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励，我才能完成这一论文。
本科生论文（设计）
大蒜中大蒜素的提取及含量测定
Extraction and Determination of allicin in garlic
大蒜中大蒜素的提取及含量测定
摘要：大蒜素是大蒜中的主要活性成分，是大蒜破碎后，蒜氨酸在蒜酶催化作
用下产生的一种具有生物活性的有机硫化物，具有抗菌消炎、降血压、降血脂、防癌等作用，可用于多种疾病的防治，在临床上的应用也越来越广泛，作为药物或保健品开发具有广阔前景[1]。 大蒜素的提取方法可以分为三类：水蒸气蒸馏法、溶剂萃取及超临界流体萃取[2-3]，但是采用水蒸气蒸馏得到的提取物中大蒜素含量很低，导致提取物的活性很低。超临界萃取法提取率高、品质好，但生产成本高 、设备复杂、操作技术难度大[4]。综合考虑在有机溶剂萃取法的基础上，以乙醇为提取剂萃取大蒜素，研究确定了其最佳工艺参数。用硫酸钡沉淀法测定大蒜素的含量。
关键词：大蒜素、提取、含量测定
Extraction and Determination of allicin in garlic
(Yunnan Agricultural University College of Basic Science and
Information Engineer,Kunming 650201)
ABSTRACT ：
Allicin is the main active ingredient in garlic,crushed garlic alliin in the garlic enzyme catalysis of a biologically active organic sulfides,With antibacterial anti-inflammatory role in lowering blood pressure, lowering blood pressure, anti-cancer,Can be used for the prevention and treatment of many diseases,Clinical application is more and more widely, and has broad prospects for development as drugs or health products .Allicin extraction methods can be divided into three categories:Steam distillation, solvent extraction and supercritical fluid extraction method,However, the extract obtained by steam distillation and the allicin content is low, resulting in low activity of the extracts.Supercritical extraction extraction rate, the quality is good, but the high cost of production, complex equipment operation difficult.Comprehensive consideration on the basis of the organic solvent extraction, ethanol extraction solvent extraction of allicin, research to determine the optimum parameters. Determination of allicin content of barium sulfate precipitation method. Key words: Allicin;Extract ;Content ;determination
大蒜中大蒜素的提取含量及测定
1 引言 研究意义：
通过以大蒜为原料来提取大蒜素，大蒜素的提取方法可以分为三类：水蒸气
蒸馏法、溶剂萃取及超临界流体萃取[2-3]，但是采用水蒸气蒸馏得到的提取物中大蒜素含量很低，导致提取物的活性很低。超临界萃取法提取率高、品质好，但生产成本高 、设备复杂、操作技术难度大[4]。综合考虑在有机溶剂萃取法的基础上，以乙醇为提取剂萃取大蒜素，研究确定了其最佳工艺参数。用定硫法测定大蒜素的含量。
大蒜为单叶子植物百合科葱属植物蒜的鳞茎，含有丰富的营养物质，对冠心病、高血压、动脉粥样硬化症等有防止作用[5]。
大蒜素[6](Allimin)又称大蒜油, 化学名称为2-丙稀基硫代亚磺酸稀丙脂。结构式CH2=CH-CH2-S-S-S-CH2-CH=CH2，分子量为178。是从大蒜球茎中分离出的一种化合物, 具有强烈的辛辣刺激味。大蒜素不稳定，特别是在热和碱性环境下易分解。大蒜素微溶于水，易容于醇、醚等有机溶剂。
目前大蒜素具有广泛的应用，有医疗保健作用，大蒜素具有广谱抗菌作用[7]， 大蒜素在食品保鲜中的应用, 大蒜素对多种细菌、真菌、病毒均具有杀灭和抑制作用, 被称为“天然广谱植物杀菌素”。大蒜素在饲料添加剂中的应用，近年来, 在畜牧及水产养殖业中大蒜素被开发利用的进展较快, 估计90%以上的加工产品用作兽用药物或直接作为饲料添加剂[8]。
前人研究进展：
水蒸气蒸馏法：
其原理是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), 使该有机物在低于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。本法的一般工艺流程为:大蒜去皮→洗净→加水捣碎→酶解→水蒸气蒸馏→油水分离→大蒜油[9]。
孙淑爱[10]等探讨了蒸馏法提取大蒜油的适宜条件。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—亚铁离子的浓度、发酵温度和蒸
馏提取时间这4个因素, 在三水平下对大蒜油的产率进行比较。结果表明, 大蒜的破碎粒径为0.2 mm、亚铁离子的浓度为10 mmol/L、发酵温度在33℃、蒸馏提取时间为120 min 时, 大蒜油的产率最高为0.49%。水蒸气蒸馏法具有设备简单、成本低、稳定性好等特点, 是最常用的方法之一。但是因发酵和蒸馏温度相对较高, 蒜氨酸酶的活性下降, 大蒜素有损失, 使出油率较低, 而且所得的大蒜油有一股熟味, 不够清新。
溶剂萃取法:
大蒜油微溶于水, 易溶于乙醇、苯、乙醚等有机溶剂, 利用这一性质可以用有机溶剂将大蒜油浸提出来。该法得到的大蒜油与水蒸气蒸馏获得的大蒜油没有明显的区别。有机溶剂的选择是关键, 要求该溶剂对大蒜油的溶解性好, 浸提结束后易于分离, 沸点差异显著, 不含其它不良气味和溶剂残留。溶剂法的一般流程为:大蒜去皮→洗净→捣碎→酶解→溶剂萃取→蒸馏分离→回收溶剂→大蒜油。 李瑜[11]等以乙醇为溶剂, 研究了溶剂法提取大蒜油的工艺, 确定的醇提最佳工艺条件为: 30℃酶解11 min, 乙醇浸提时间1.0 h, 浸提温度24℃,V(乙醇):m(大蒜)=4 mL: 1 g,大蒜油提取率可达75.03%。
超临界CO2萃取法：
超临界流体萃取技术, 是一种新型的萃取分离技术。该技术是利用流体在临界点处温度和压力的微小变化会引起流体的溶解能力有很大变化的基础上, 利用流体在高压低温对大部分物质具有较大的溶解能力的性质, 提取原料中的有效成分, 然后在较低的压力下进行分离, 从而实现混合物的分离或提纯。该技术因具有高效节能、工艺简单、安全可靠等优点而应用于化工、食品和医药等部门, 而食品、医药工艺中常以无毒、价格便宜的CO2作为萃取剂。超临界CO2萃取大蒜油一般流程为:大蒜去皮→洗净→捣碎→装填萃取柱→密封→超临界萃取→降压→大蒜油。
王霞[12]等研究了超临界CO2萃取大蒜油的工艺。在对萃取压力、温度、时间、流量单因素分析的基础上, 对温度、压力、流量、时间四因素进行了正交试验, 确定了超临界萃取的最佳工艺参数为:萃取温度35℃, 萃取压力15 Mpa,流量30 kg/h,萃取时间2.5 h。
2 材料与方法
目前, 人们已用多种方法提取大蒜素, 但如何提高得率并在提取过程中尽量保留有效成分, 如何提高大蒜素的稳定性, 有待于进一步研究。大蒜素具有多方面的药理作用和生物活性, 但它的作用机制和是否有新的活性, 仍是我们在相当长的一段时间里需要研究和阐明的问题。目前, 人们已经开发出许多关于大蒜素应用的方法和产品, 但是存在品种过于单一、方法过于简单、模糊开发、有效成分不够明确等问题, 因而对大蒜素的应用科技含量提升空间大, 需要结合多学科不断深入的理论研究成果及现代制药工艺和技术, 开发出一系列科技含量高、经济和社会效益显著的新产品, 造福人类。
参考文献：
[1] 赵凤岭，于慧。大蒜素的保健作用及大蒜素的提取
[2] 毛家埔，于克 学，高翠希。 大蒜油提取与应用研究现状[ J ] ．保鲜与加 工，2002，2(4)：1l ～1 2
[3] 晁 芳 芳 ， 李 森 ． 大蒜 油 不 同 加 工 工 艺 的 比较 [ J ] ． 西
北粮油科技，2003(4):47-48 [4] Sun — Neo Lee．Comparative study of extraction techniques for
determination [ J ]．Anal Bioanal Chem，2003,377：749～75l
[5] 赵凤岭, 陆明旦, 于慧, 等． 大蒜的保健作用及大蒜素的提取[J].山东轻工
业学院学报.1997，11(1)：68-70
[6] 孙翠玲，于大胜. 大蒜素的提取及其应用[J].2009,37(6):65
[7] Cavallito C J, et al.JAm Chem Soc [J]. 1944, 66: 1950-1952.
[8] 吴园涛, 李君, 郑建禄, 等. 功能饵料添加剂在水产养殖中的应用[J].中国饲 料，2007，(10) [9] 陈雄，乔昕, 中马丽. 大蒜油提取的比较研究[ J]食品工业科技,1999, 20(5): 16-18.
[10]孙淑爱, 曹晶, 王永明. 大蒜油蒸馏法提取条件的探讨[J].实用医药杂志， 2004，21(4): 347-348.
[11]李瑜, 许时婴. 大蒜中硫代亚磺酸酯的提取工艺[J].无锡轻工大学学报, 2004, 23(2): 76-81.
[12]王霞, 王金海. 超临界CO2萃取大蒜油的工艺研究[J].黑龙江八一农垦大学
学报, 2004, 16(4): 75-78.
致谢：经过一个学期的努力，终于完成了这一论文。作为一个本科生的论文设计，由于以前没有这方面的经验，先天就有许多不足，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个论文是相当艰难的。
在这里首先要感谢我的老师邓维平老师。在我做论文前做了个PPT ，老师在那里给我纠正了很多错误的地方，并悉心给我指导。除了敬佩老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也永远是我学习的榜样，并将积极影响我日后的学习和工作。
其次要感谢大学两年多来所有化学系的老师，为我打下了专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励，我才能完成这一论文。