CN102850245B - 一种脉冲超声辅助提取大蒜中蒜氨酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种脉冲超声辅助提取大蒜中蒜氨酸的方法，涉及食品加工领域。按照下述步骤进行：将鲜大蒜去皮、清洗后加入蒸馏水，采用水浴加热法对大蒜中的蒜氨酸酶进行灭活，再进行打浆破碎，浆液在一定条件下进行脉冲超声波处理，超声过的溶液经过离心得到上清液，再经超滤处理除去多糖、蛋白质等大分子杂质，收集滤液，冷冻干燥得到产品，测定产品的蒜氨酸含量并计算得率。本发明采用超声波技术辅助提取大蒜中的蒜氨酸，提取时间短、效率高，使蒜氨酸的得率比传统热浸提法提高1.32~1.37倍。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域，特指利用脉冲超声波技术辅助提取大蒜中蒜氨酸的方法。
背景技术
大蒜在人类社会中延用了五千多年，具有开胃健脾、祛寒除湿和消肿散毒等功能。现代医学、营养学的研究证明：大蒜有降血脂、预防动脉硬化、防治冠心病、脑血栓、消炎杀菌、抗癌、提高机体免疫力、保护肝脏、降血压和延缓衰老等作用，并且研究证实了大蒜的这些药用效果和保健作用都与蒜氨酸有直接或间接的作用。
蒜氨酸是蒜中所有含硫化合物的总称，这些物质中的硫原子具有高度的活性，能自发地转变成多种有机硫化合物。这些有机硫化合物在物理的、化学的、生物的因素作用下，又可转变成其他的含硫化合物。大蒜中的所有含硫化合物大多具有广泛药理、药效作用，也是构成大蒜特有辛辣气味的主要风味物质。在生蒜中还有一种化合物为蒜氨酸酶， 蒜氨酸酶和蒜氨酸这两种物质之间通过薄细胞膜隔开分别存在着。但是生蒜遭到损坏后，细胞膜破裂，这两种物质碰在一起发生了化学反应，蒜氨酸被蒜氨酸酶分解后生成蒜素这种拥有特殊气味的化合物。近年来，人们对蒜氨酸和蒜素功能的研究十分活跃，因此对蒜氨酸的需求量也越来越高。
目前，蒜氨酸的提取方法很多，有化学合成法、有机物提取法和热水浸提法等，前两种方法成本高，且容易存在有机物残留，而热水浸提法效率低，因此对蒜氨酸提取工艺的改进要求越来越迫切。
发明内容
本发明旨在提供一种高效的从大蒜中提取蒜氨酸的方法，以充分利用大蒜资源，尽可能多的提取大蒜中的活性产物，以满足医药和保健品行业对蒜氨酸的需求。为达到该目的，本发明以鲜大蒜为原料，采用脉冲超声辅助提取蒜氨酸的技术方案包括如下步骤：
（1）将鲜大蒜去皮、清洗后按照质量比1:10～1:30加入蒸馏水，于70～100℃水浴加热10～30 min对大蒜中的蒜氨酸酶进行灭活，
（2）上述料液打浆后将浆液在一定条件下进行单频或双频脉冲超声波处理10～90 min，超声处理时间2～10 s，间歇时间为1～5 s，超声初始温度20～60 ℃，超声过的溶液经过离心得到上清液，上清液再经过5000 Da的超滤膜，过膜压力为0.1～0.5 MPa，蠕动泵转速为40～120 r/min，滤液冷冻干燥得到蒜氨酸产品。
上述方案所述的单频频率15～40 kHz，超声功率10 mW/mL～500 mW/mL。
上述方案所述的双频频率组合方式有15 kHz/20 kHz, 28 kHz/20 kHz, 15 kHz/28 kHz, 15 kHz/15 kHz, 20 kHz/20 kHz, 28 kHz/28 kHz等，平均超声功率10 mW/mL～500 mW/mL。
本发明的优点是：采用单频或双频脉冲超声技术辅助提取鲜大蒜中的蒜氨酸，提取时间短，效率高，与传统热浸提法相比，超声处理使得蒜氨酸的得率提高1.32~1.37倍。
具体实施方式
本发明中蒜氨酸的含量测定按照《反相高效液相色谱法测定大蒜中蒜氨酸的含量》（张丽静等，色谱，2004，22(4)：459）方法测定。
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但发明的实施方式不限于此。
实施例1
将鲜大蒜去皮、清洗后，取50 g加入500 mL蒸馏水，于70℃水浴加热灭酶30 min，然后打浆，浆液采用单频脉冲超声波处理，超声条件为：单频频率20 kHz，超声提取总时间90 min，超声发生时间10 s，间歇时间为5 s，初始温度20℃及超声功率100 mW/mL。超声提取液通过5000 Da的超滤膜，过膜压力0.3 MPa，蠕动泵转速为40 r/min，收集滤液冷冻干燥得到产品，并测定产品的蒜氨酸得率。同时按照上述工艺条件不加超声直接用热水浸提，进行对照试验，并测定蒜氨酸得率。
经测定得到，未经超声提取得到的产品蒜氨酸得率为1.22%，经过超声提取得到的蒜氨酸得率为1.62%，可见，与热浸提法相比，超声处理使得产品的蒜氨酸得率提高了1.33倍。
实施例2
将鲜大蒜去皮、清洗后，取50 g加入1000 mL蒸馏水，于90℃水浴加热灭酶10 min，然后打浆，浆液采用单频脉冲超声波处理，超声条件为：单频频率40 kHz，超声提取总时间50 min，超声发生时间5 s，间歇时间为2 s，初始温度60℃及超声功率50 mW/mL。超声提取液通过5000 Da的超滤膜，过膜压力0.5 MPa，蠕动泵转速为120 r/min，收集滤液冷冻干燥得到产品，并测定产品的蒜氨酸得率。同时按照上述工艺条件不加超声直接用热水浸提，进行对照试验，并测定蒜氨酸得率。
经测定得到，未经超声提取得到的产品蒜氨酸得率为1.29%，经过超声提取得到的蒜氨酸得率为1.70%，可见，与热浸提法相比，超声处理使得产品的蒜氨酸得率提高了1.32倍。
实施例3
将鲜大蒜去皮、清洗后，取50 g加入1000 mL蒸馏水，于90℃水浴加热灭酶20 min，然后打浆，浆液采用单频脉冲超声波处理，超声条件为：双频频率组合为28 kHz/20 kHz，超声提取总时间70 min，超声发生时间4 s，间歇时间为2 s，初始温度50℃及超声功率10 mW/mL。超声提取液通过5000 Da的超滤膜，过膜压力0.3 MPa，蠕动泵转速为80 r/min，收集滤液冷冻干燥得到产品，并测定产品的蒜氨酸得率。同时按照上述工艺条件不加超声直接用热水浸提，进行对照试验，并测定蒜氨酸得率。
经测定得到，未经超声提取得到的产品蒜氨酸得率为1.28%，经过超声提取得到的蒜氨酸得率为1.75%，可见，与热浸提法相比，超声处理使得产品的蒜氨酸得率提高了1.37倍。
实施例4
将鲜大蒜去皮、清洗后，取50 g加入1500 mL蒸馏水，于80℃水浴加热灭酶20 min，然后打浆，浆液采用单频脉冲超声波处理，超声条件为：双频频率组合为15 kHz/20 kHz，超声提取总时间10 min，超声发生时间2 s，间歇时间为1 s，初始温度40℃及超声功率50 mW/mL。超声提取液通过5000 Da的超滤膜，过膜压力0.1 MPa，蠕动泵转速为80 r/min，收集滤液冷冻干燥得到产品，并测定产品的蒜氨酸得率。同时按照上述工艺条件不加超声直接用热水浸提，进行对照试验，并测定蒜氨酸得率。
经测定得到，未经超声提取得到的产品蒜氨酸得率为1.33%，经过超声提取得到的蒜氨酸得率为1.79%，可见，与热浸提法相比，超声处理使得产品的蒜氨酸得率提高了1.35倍。
Claims (1)
1.一种脉冲超声辅助提取大蒜中蒜氨酸的方法，其特征在于按照下述步骤进行：
（1）将鲜大蒜去皮、清洗后按照质量比1:10～1:30加入蒸馏水，于70～100℃水浴加热10～30 min对大蒜中的蒜氨酸酶进行灭活；
（2）上述料液打浆后将浆液在一定条件下进行单频或双频脉冲超声波处理10～90 min，超声处理时间2～10 s，间歇时间为1～5 s，超声初始温度20～60 ℃，超声过的溶液经过离心得到上清液，上清液再经过5000 Da的超滤膜，过膜压力为0.1～0.5 MPa，蠕动泵转速为40～120 r/min，滤液冷冻干燥得到蒜氨酸产品；
所述的单频的频率为15～40 kHz，超声的功率10 mW/mL～500 mW/mL；
所述的双频频率组合方式为15 kHz/20 kHz, 28 kHz/20 kHz, 15 kHz/28 kHz, 15 kHz/15 kHz, 20 kHz/20 kHz或28 kHz/28 kHz，平均超声功率10 mW/mL～500 mW/mL。
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