章丘大蔥油提取工藝的優(yōu)化及成分鑒定

隗苗苗崔 波，2于海峰張建磊

（1.山東輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250353；2.山東省輕工助劑重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250353）

章丘大蔥油提取工藝的優(yōu)化及成分鑒定

隗苗苗1崔 波1，2于海峰1張建磊1

（1.山東輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250353；2.山東省輕工助劑重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250353）

以章丘大蔥為原料，采用有機(jī)溶劑法從大蔥中提取大蔥油，考察浸提溫度、料液比、浸提時(shí)間等因素對(duì)提油效果的影響。在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)得到提取大蔥油的最佳提取工藝條件：提取溫度35℃，提取時(shí)間4.5h，料液比2∶3（m∶V）。經(jīng)氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用（GC－MS）分析鑒定了大蔥油的化學(xué)成分，共分離出68個(gè)組分，鑒定了2，4－乙基噻吩、二甲基二硫醚、1，2－二硫雜環(huán)戊烷、3－甲基－2，4－戊二醇、三硫化二異丙酯等18個(gè)百分含量較高的化合物。

大蔥油；有機(jī)溶劑提取；氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用分析

章丘大蔥，屬百合科蔥屬，為多年生宿根草本植物。章丘大蔥栽培歷史悠久，明代，在女郎山西麓一帶（今喬家、馬家、石家、高家村等地）栽培已很普遍。在中國(guó)眾多的大蔥品種中，章丘大蔥“名”“特”“優(yōu)”三字兼?zhèn)?，被譽(yù)為“蔥中之王”，主要品種為“大梧桐”。章丘大蔥含有豐富的維生素和礦物質(zhì)，據(jù)測(cè)定［1］：每100g大梧桐產(chǎn)品中，含有 VA0.05mg，VC20.2mg，蛋白質(zhì)2.4g，脂肪0.3g，總糖8.6g，碳水化合物9.8g，鈣 4.6mg，磷 39mg，鐵 0.1mg，多種氨基酸0.029 8mg。其VB1比番茄多185.7%，VB2多233.3%，VC多94.2%，蛋白質(zhì)多328.5%，脂肪多7.1%，粗纖維多84.2%，磷多30%。章丘大蔥不僅暢銷中國(guó)，而且打入了國(guó)際市場(chǎng)。

目前，中國(guó)章丘大蔥栽培達(dá)3萬(wàn)hm2以上，總產(chǎn)量達(dá)10億kg以上。中國(guó)是世界上重要的大蔥生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，但對(duì)大蔥進(jìn)行深加工比較少，主要是出口初級(jí)產(chǎn)品和原料型產(chǎn)品。為了增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)大蔥進(jìn)行深加工，尤其是提取高質(zhì)量的大蔥油，使產(chǎn)品向高附加值方向發(fā)展顯得十分重要。大蔥油的提取方法主要有水蒸氣蒸餾法、有機(jī)溶劑浸取法、超臨界CO2萃取，但水蒸氣蒸餾法產(chǎn)物中有效成分低，超臨界CO2萃取所需設(shè)備投資大、生產(chǎn)效率低［2－3］。故本試驗(yàn)采用有機(jī)溶劑法提取大蔥油，同時(shí)采用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法［4］分離并鑒定其揮發(fā)性化學(xué)成份，以期為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)大蔥資源提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大蔥：山東章丘；

氯仿、無(wú)水硫酸鈉、氫氧化鈉、乙醚：均為分析純。

1.2 主要儀器與設(shè)備

電子天平：AUY120型，日本島津科學(xué)設(shè)備公司；

組織勻漿搗碎機(jī)：A－88型，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；

電熱恒溫水浴鍋：HHS－2型，上海衡平儀器儀表廠；

氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀：GCMS－QP2010型，日本島津科學(xué)設(shè)備公司；

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：DHZ－9140A型，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；

KD濃縮器：A型，上海越磁電子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 大蔥油提取工藝流程［5］

1.3.2 大蔥油得率的測(cè)定方法 取具有代表性的新鮮大蔥去皮并搗成糊狀。準(zhǔn)確稱取15g（精確至0.000 1g），置于150mL燒杯中，加濃硝酸10～15mL，用玻棒攪拌至黃色，放置30min，用100～150mL水分次加入，過(guò)濾。濾液收集于500mL燒杯中，加0.1%甲基橙指示劑5滴，滴10%氫氧化鈉溶液至黃色，用1∶2的鹽酸調(diào)節(jié)pH值在2～3之間，在電爐上加熱至近沸，趁熱加入25mL 5%的氯化鋇溶液，攪拌均勻，蓋上表面皿，在90℃水浴上保溫2h［6］。取一張干燥的濾紙過(guò)濾，稱取沉淀的質(zhì)量。大蔥油得率按式（1）計(jì)算：

1.3.3 原料預(yù)處理方式的確定 分別以未干燥處理的大蔥（含水量約為70%）和經(jīng)干燥處理的大蔥（含水量約為5%）為原料，在料液比2∶3（m∶V）、浸提溫度為40℃的條件下浸提4.5h后，測(cè)定大蔥油的提取率。

1.3.4 大蔥油提取工藝的優(yōu)化 先通過(guò)預(yù)試驗(yàn)確定正交試驗(yàn)的因素及其水平取值。再在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以浸提溫度、浸提時(shí)間、料液比為試驗(yàn)因子，大蔥油提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，優(yōu)化大蔥油的提取工藝條件。

1.3.5 大蔥油的GC－MS分析

（1）氣相色譜條件：DB－5MS，30m×0.25mm，內(nèi)膜0.25μm。

（2）程序升溫范圍：初溫50℃，保持5min，以5℃/min升溫至140℃，保持7min，再以10℃/min升溫至220℃，保持3min。載氣為He。分流比20∶1。離子化方式EI、CI。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料處理方式對(duì)大蔥油提取率的影響

由表1可知，干燥之后大蔥油的提取率不如未干燥的高?？赡苁且?yàn)榇笫[在烘干的過(guò)程中部分風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā)，活性成分損失較多，故得油率偏低。因此，后續(xù)試驗(yàn)以未經(jīng)干燥處理的大蔥為原料。

表1 預(yù)處理方式對(duì)大蔥油提取率的影響ńTable 1 Effect of the different pretreatment method on exteaction rate

2.2 大蔥油提取工藝的優(yōu)化

通過(guò)預(yù)試驗(yàn)得出正交試驗(yàn)的因素水平取值（見(jiàn)表2）。正交試驗(yàn)結(jié)果及分析見(jiàn)表3。

表2 正交試驗(yàn)因素水平Table 2 Levels and factors of experiment

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析Table 3 Experimental results

由表3可知，在試驗(yàn)所設(shè)定的因素中，浸提溫度對(duì)蔥油的提取率影響最大，其次是浸提時(shí)間，料液比對(duì)蔥油的提取率影響最?。黄渥顑?yōu)組合為A1B2C1，即浸提溫度35℃、浸提時(shí)間4.0h、料液比2∶3（m∶V）。按該條件進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得提取率的平均值為0.260 3%。

2.3 大蔥油的成分鑒定

對(duì)揮發(fā)油的成分進(jìn)行GC－MS分析，總離子流圖見(jiàn)圖1。

應(yīng)用 SHIMADZU GCMSsolution Release 2.10專業(yè)分析軟件對(duì)總離子流圖進(jìn)行分析，設(shè)定相關(guān)的分析條件后，共取得68個(gè)色譜峰，按峰面積歸一法計(jì)算各組成化合物的相對(duì)百分含量；成分鑒定根據(jù)GC－MS聯(lián)用測(cè)定所得到的質(zhì)譜信息，應(yīng)用NIST147數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索。

圖1 大蔥揮發(fā)油GC－MS分析總離子流圖Figure 1 Total ion flow diagram of green onions oil by GC－MS analysis

通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照、分析，對(duì)于與標(biāo)準(zhǔn)譜圖相似度高的化合物，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)譜圖確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)；對(duì)于與標(biāo)準(zhǔn)譜圖相似度較低但含量較高的化合物，在標(biāo)準(zhǔn)譜圖給出相似化學(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還需根據(jù)質(zhì)譜圖的裂解規(guī)律和有關(guān)理論來(lái)分析其有可能的化學(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 大蔥揮發(fā)油中的化學(xué)成分及含量Table 5 The chemical composition and content of green onions oil

由表5可知，大蔥揮發(fā)油中的主要物質(zhì)為2，4－乙基噻吩、二甲基二硫醚 、1，2－二硫雜環(huán)戊烷、三硫化二異丙酯、反烯丙基三硫化物、1－丙基硫醇、烯丙基硫醚等含硫化合物，以及3－甲基－2，4－戊二醇、丙酸、2－（2－甲基－1－丙烯基）－1－環(huán)丁酮、己酸－3－己烯酯、3－（1－乙氧基）－2－甲基丁酸乙酯等醇類、酯類物質(zhì)。

通過(guò)GC－MS分析并由NIST147質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，從大蔥油中共分離出68種化合物，本試驗(yàn)給出了其中主要的18種物質(zhì)的名稱及其含量。與用水蒸氣法提取［7］得到的大蔥油相比醚類物質(zhì)相對(duì)較少，大約少11.306%左右；但檢測(cè)到了噻吩類及酯類物質(zhì)，可能是水蒸氣蒸餾法使噻吩類物質(zhì)及酯類物質(zhì)在高溫下被分解轉(zhuǎn)化成其他化合物，或者這兩類物質(zhì)在蒸餾時(shí)還沒(méi)來(lái)得及冷凝便揮發(fā)了。

3 結(jié)論

（1）采用有機(jī)溶劑提取大蔥油的最佳工藝條件為：以未經(jīng)干燥處理的大蔥為原料，浸提溫度35℃，浸提時(shí)間4.0h，料液比2∶3（m∶V）。該條件下，大蔥油的提取率為0.260 3%。

（2）經(jīng)氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用（GC－MS）分析鑒定了大蔥油的化學(xué)成分，共分離出68個(gè)組分，鑒定了2，4－乙基噻吩、二甲基二硫醚、1，2－二硫雜環(huán)戊烷、3－甲基－2，4－戊二醇、三硫化二異丙酯等18個(gè)百分含量較高的化合物。

（3）本試驗(yàn)所進(jìn)行的蔥油的提取具有一定的現(xiàn)實(shí)意義及應(yīng)用價(jià)值，可以提高大蔥的附加值。但大蔥油為脂溶性產(chǎn)品，其應(yīng)用范圍會(huì)受到一定的限制。如何對(duì)其進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，拓展其使用范圍，還需要進(jìn)一步研究。

1 梁艷榮，胡曉紅，姜偉，等.大蔥生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)及游離氨基酸含量變化規(guī)律的研究［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2007（6）：119～122.

2 張潔，焦淑清，滕楊，等.超臨界CO2萃取大蔥油的研究［J］.黑龍江醫(yī)藥科學(xué)，2008（1）：27～28.

3 高彥祥.超臨界CO2萃取香料精油的研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，1996（6）：8～12.

4 叢浦珠，蘇克曼.分析化學(xué)手冊(cè)［M］.第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：101～488.

5 馬往校，段敏，孫新濤.定硫法測(cè)定大蒜中大蒜素含量及影響因素［J］.天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)，2002，14（6）：22～23.

6 劉煥云，張香美.溶劑法提取洋蔥油的研究［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2006（6）：123～125.

7 郭海忱，崔蘭，周前翔，等.用GC－MS測(cè)定大蔥揮發(fā)油中的化學(xué)成分［J］，質(zhì)譜學(xué)報(bào)，1994，17（2）：63～66.

Extraction and component identify of Zhangqiu green onions oil

WEI Miao－miao1CUI Bo1，2YU Hai－feng1ZHANG Jian－lei1

（1.College of Food and Bioengineering，Shandong Institute of Light Industry，Jinan，Shandong250353，China；2.Shandong Provincial Key Laboratory of Fine Chenicals，Jinan，Shandong250353，China）

Using Zhangqiu green onions as raw materials，green onions oil was extracted by organic solvent.The effects on oil extraction rate of extraction temperature，ratio of material to solvent and extraction time were studied.Based on the single factor experiments，the optimal conditions for oil extraction were determined through orthogonal experiment and as follows：extraction temperature 35 ℃，extraction time 4.5h，ratio of material to solvent 1∶2.5（m∶V）.After analyzed by GC－MS，68peaks were separated and identified.And there were 18compounds which percent levels were higher：2，4－Dimethylthiophene，dimethyl sulfide，1，2－dithiolane，3－methyl－2，4－pentanediol，3－methyl－2，4－pentanediol，trisulfide dipropyl and so on.

green onions oil；extracted by organic solvent；gas chromato－graph）－mass spectrometry（GC－MS）

10.3969 /j.issn.1003－5788.2010.05.043

濟(jì)南市科技計(jì)劃招標(biāo)項(xiàng)目（編號(hào)SDSP2009－00602－02）

隗苗苗（1986－），女，山東輕工業(yè)學(xué)院在讀碩士研究生。E－mail：weimmshdjn＠126.com

崔波

2010－05－01