一种提高大蒜精油耐热性和留香的方法与流程

1.本发明涉及化学加工领域，尤其涉及一种提高大蒜精油耐热性和留香的方法。


背景技术：

2.大蒜为百合科葱属植物蒜的地下鳞茎，是具有医疗保健价值的常用蔬菜和调味品，具有“天然广谱抗生素”的美称。研究表明，大蒜的主要活性成分为大蒜精油，它由德国化学家wertheim在1844年利用水蒸气蒸馏粉碎后的大蒜，得到的一种气味强烈的挥发性油状物质。大蒜精油是蒜中所有含硫化合物的总称，呈现明亮透明琥珀色的液体，此精油具有浓郁的大蒜香气，可以明显提升食品风味和增强食欲，在食品加工领域有广泛应用；同时，其中含有很重要的活性硫化物，因其具有强的抗菌消炎作用和保健作用，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌以及多种致病菌均有抑制和杀灭作用，被广泛应用于食品保鲜领域，在降血压、降血脂、抑制血小板凝聚、防癌、增强免疫力、延缓衰老等方面也有很好的功效。开发大蒜精油不仅具有很好的商业价值，还对农民增收有积极促进作用。
3.常温常压下，保存完好的大蒜鳞茎瓣细胞中含有蒜氨酸，细胞壁上含有内源蒜氨酸酶。当大蒜瓣组织细胞破损时，在水环境中，蒜氨酸酶能作用于蒜氨酸，使蒜氨酸酶解，在热环境作用下，继而转化为一系列挥发性的活性硫化物，如二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚和二烯丙基四硫醚等，这些硫化物也是大蒜中的主要特征风味物质，具有强烈的大蒜香气，对大蒜精油风味贡献很大，常用来作为大蒜精油质量控制的指标，大蒜精油质量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。
4.目前大蒜精油的提取方法主要有水蒸馏提取法、有机溶剂提取法、微波辅助有机溶剂提取法、超临界co2萃取法等；有机溶剂提取法所得大蒜精油得率较高，但是其中可溶性杂质非常多，进一步纯化难度较大，而且部分有机溶剂毒性较大，其残留量难以控制，不易得到高品质的大蒜精油，且溶剂易泄漏污染环境，不适宜工业化生产；微波辅助有机溶剂提取法提取率普遍较低；超临界co2萃取法能迅速萃取出高沸点物质，而且避免了溶剂提取造成的溶剂残留，提高了产品的质量和外观，在生产过程中无有毒有害物质的排放，对环境无影响，但是其所需设备投资大，工业化成本高、难度大，生产效率相对低；水蒸气蒸馏法出油纯度高，设备要求简单，操作方便，成本低廉，易于推广、实用性强，绿色环保不存在有机残留，是大蒜精油提取的一种较好方法，但是该方法存在的问题是提取的大蒜精油耐热性不强，对环境敏感，其中的风味活性硫化物易分解，香味不易保留，不利于大蒜精油有效成分的稳定保存和使用，如何利用较小的成本生产出品质更好更稳定的大蒜精油，是目前亟待解决的问题。
5.维生素c乙基醚是一种维生素c衍生物，它不仅在化学性质上非常稳定，耐光、耐热、耐酸、耐碱、耐盐，抗氧化性强，而且是亲油亲水两性物质，这极大地拓宽了其应用领域，尤其是在日用化学中应用。维生素c乙基醚很容易通过角质层进去真皮层，它进入机体后非常容易被体内的生物酶分解从而发挥维生素c的生物学功效。


技术实现要素：

6.为了解决大蒜精油耐热性和留香的问题，得到品质好而稳定的大蒜精油，本发明提供了一种提高大蒜精油耐热性和留香的方法，所述方法是在蒸馏结束得到大蒜精油后，将大蒜精油中加入维生素c乙基醚，搅拌均匀，在压力为1.2～1.5atm，温度为110～120℃的条件下密封循环回流反应2～3h，得到增加了耐热性和留香的大蒜精油。
7.其中，所述大蒜精油的制备方法为：将蒜泥和蒸馏水混合，并按照蒜泥的质量比加入1～3％的纤维素酶，在温度32～45℃的恒温条件下酶解2～4h；酶解完成后通入水蒸气，对酶解后的蒜泥进行蒸馏2～3h，冷凝，分离提取出大蒜精油。
8.其中，所述蒜泥的制备方法为：将大蒜去皮洗净，加入蒸馏水，破碎匀浆成蒜泥。
9.其中，所述大蒜和蒸馏水的料液比为1:2～1:4。
10.其中，所述维生素c乙基醚添加量为1.0～1.8
‰
。
11.有益效果
12.本发明提供的一种提高大蒜精油耐热性和留香的方法，该方法操作简单，具体是将大蒜精油中加入维生素c乙基醚，搅拌均匀，在压力为1.2～1.5atm，温度为110～120℃的条件下密封循环回流反应2～3h，即可得到具有耐热性和留香持久的大蒜精油，发明人对未采用加入维生素c乙基醚，搅拌均匀，在压力为1.2～1.5atm，温度为110～120℃的条件下密封循环回流反应得到的大蒜精油(对比例3)和实施例1得到的大蒜精油经行了质谱分析，结果显示，在维生素c乙基醚和大蒜精油的反应后，大蒜精油中有效风味活性成分二烯丙基四硫醚的含量有显著提高，而且其风味物质的热稳定性显著提高，分析原因可能是加入维生素c乙基醚后，在高温高压环境下，维生素c乙基醚能提供一定的氢键与含硫化合物发生交联反应，将不稳定的二烯丙基二硫醚转换成稳定的持久的二烯丙基四硫醚，并形成稳定的结构体系，提升了耐热性能，避免这些特征风味的硫化物进一步分解；同时，维生素c乙基醚可能使一些非特征风味物质反应转化成特征风味硫化物，使得部分特征风味硫化物含量有所提高；另外，维生素c乙基醚能使硫化物的主香气更加持久。从gc-ms的结果来看，反应后的混合大蒜精油中多出4种成分，其中两种未知成分，可能和维生素c乙基醚相关，具体需要进一步的检测，暂未发现整个体系有其他有毒有害的物质形成，因此，整个处理方法是安全可靠的，整个反应使得大蒜精油产物具有稳定性的有效成分浓度高，同时不改变大蒜精油的品质，香味浓郁，留香持久；在食品加工和生物医药等应用中，可以减少其用量大约30％～50％，在成分分析和毒理学分析后，可以广泛用于大蒜风味的食品添加剂，增加大蒜风味香精的持久性和减少使用量，降低使用成本，有很好的市场前景。
附图说明
13.图1为大蒜精油蒸馏提取设备流程图。
14.图2为实施例3和对比例3的大蒜精油的质谱图(王晖1号为实施例3，王晖2号为对比例3)。
15.图3为实施例3的1～4个峰的gc-ms分析图。
16.图4为实施例3的5～8个峰的gc-ms分析图。
17.图5为实施例3的9～12个峰的gc-ms分析图。
18.图6为实施例3的13～16个峰的gc-ms分析图。
19.图7为实施例3的17～20个峰的gc-ms分析图。
20.图8为实施例3的21～24个峰的gc-ms分析图。
21.图9为对照组3的1～4个峰的gc-ms分析图。
22.图10为对照组3的5～8个峰的gc-ms分析图。
23.图11为对照组3的9～12个峰的gc-ms分析图。
24.图12为对照组3的13～16个峰的gc-ms分析图。
25.图13为对照组3的17～20个峰的gc-ms分析图。
具体实施方式
26.大蒜购自合肥周谷堆批发市场，维生素c乙基醚购自安徽陆荣生物技术有限公司(食品级)；纤维素酶(食品级)购买自河南万邦化工科技有限公司。
27.大蒜精油中活性硫化物是通过gc/ms定性定量检测，对比分析质谱图中各成分峰面积总和(％)数据来反映来其含量变化。
28.实施例1
29.1、蒸馏前处理流程：将大蒜去皮洗净，加入蒸馏水，大蒜和蒸馏水的料液比为1:2，置于破碎机中，破碎匀浆成蒜泥；按照蒜泥为基数，按照质量分数加入1％的纤维素酶，并置于水浴装置中恒温水浴，水浴温度45℃，酶解2h。
30.2、蒸馏提取：将前处理好的蒜泥转移到蒸馏装置中，通入水蒸气，对酶解后的蒜泥进行蒸馏2h，将蒸馏出的含大蒜精油成分的水蒸汽通入冷凝装置中，收集分离提取出大蒜精油。
31.3、蒸馏后处理流程：将大蒜精油中加入1.0
‰
维生素c乙基醚，搅拌均匀，注入密封罐中，控制压力1.5atm，控制温度120℃，在密封罐循环回流管道中反应2h，得到所述大蒜精油。
32.实施例2：
33.1、蒸馏前处理流程：将大蒜去皮洗净，加入蒸馏水，大蒜和蒸馏水的料液比为1:3，置于破碎机中，破碎匀浆成蒜泥；按照蒜泥为基数，按照质量分数加入3％的纤维素酶，并置于水浴装置中恒温水浴，水浴温度32℃，酶解4h。
34.2、蒸馏提取：将前处理好的蒜泥转移到蒸馏装置中，通入水蒸气，对酶解后的蒜泥进行蒸馏2.5h，将蒸馏出的含大蒜精油成分的水蒸汽通入冷凝装置中，收集分离提取出大蒜精油。
35.3、蒸馏后处理流程：将大蒜精油中加入1.5
‰
维生素c乙基醚，搅拌均匀，注入密封罐中，控制压力1.3atm，控制温度115℃，在密封罐循环回流管道中反应2.5h，得到所述大蒜精油。
36.实施例3：
37.1、蒸馏前处理流程：将大蒜去皮洗净，加入蒸馏水，大蒜和蒸馏水的料液比为1:4，置于破碎机中，破碎匀浆成蒜泥；按照蒜泥为基数，按照质量分数加入1％的纤维素酶，并置于水浴装置中恒温水浴，水浴温度38℃，酶解3h。
38.2、蒸馏提取：将前处理好的蒜泥转移到蒸馏装置中，通入水蒸气，对酶解后的蒜泥进行蒸馏3h，将蒸馏出的含大蒜精油成分的水蒸汽通入冷凝装置中，收集分离提取出大蒜
精油。
39.3、蒸馏后处理流程：将大蒜精油中加入1.8
‰
维生素c乙基醚，搅拌均匀，注入密封罐中，控制压力1.2atm，控制温度110℃，在密封罐循环回流管道中反应3h，得到所述大蒜精油。
40.对照例：
41.对照组1：蒸馏后处理流程中，未添加维生素c乙基醚，其他步骤与实施例3相同。
42.对照组2：蒸馏后处理流程中，只添加1.8
‰
维生素c乙基醚，未加热反应，其他步骤与实施例3相同。
43.对照组3：未进行蒸馏后处理的样品，即实施例步骤2提取得到的大蒜精油。
44.实验结果：
45.由表1、2，图2～13可知，与对照组3相比，实施例3组中提取的大蒜精油，其中特征风味活性硫化物二烯丙基硫醚、二烯丙基三硫醚和二烯丙基四硫醚的含量均有所提高，其中二烯丙基四硫醚含量由2％提高到6％，提高显著，而二烯丙基二硫醚的含量显著下降，分析原因可能是加入维生素c乙基醚后，在高温高压环境下，维生素c乙基醚能提供一定的氢键与含硫化合物发生交联反应，将不稳定的二烯丙基二硫醚转换成稳定的持久的二烯丙基四硫醚，并形成稳定的结构体系，提升了耐热性能，避免这些特征风味的硫化物进一步分解；同时，维生素c乙基醚可能使一些非特征风味物质反应转化成特征风味硫化物，使得部分特征风味硫化物含量有所提高；另外，维生素c乙基醚可能具有良好的持香和定香作用，能使硫化物的主香气更加持久。从gc-ms的结果来看，反应后的混合精油中多出4种成分，其中两种未知成分，可能和维生素c乙基醚相关，具体需要进一步的检测，暂未发现整个体系有其他有毒有害的物质形成，因此，整个处理方法是安全可靠的。
46.表1：实施例3的步骤2得到的大蒜精油成分分析表
[0047][0048]
表2对比例3经过处理后的大蒜精油成分分析表
[0049][0050]
表3，实施例和对比例的四种活性硫化物含量表
[0051]
[0052]
申请人对实施例1～3，对照组1～3所制得的大蒜精油进行持久性实验，用闻香纸蘸取等量的实验组和对照组的大蒜精油，在常温下放置48h，每12小时由3个人去闻闻香纸，并记录，实验结果显示，在24h时，实验组大蒜香气浓郁，对照组几乎闻不到大蒜香气，具体感官评定表如下。
[0053]
表3，实施例和对比例的存放感官评定表
[0054]
时间(h)12243648实施例1浓郁刺鼻的大蒜香气浓郁的大蒜香气淡淡的大蒜香气能闻出大蒜香气实施例2浓郁刺鼻的大蒜香气浓郁的大蒜香气淡淡的大蒜香气能闻出大蒜香气实施例3浓郁刺鼻的大蒜香气浓郁的大蒜香气淡淡的大蒜香气能闻出大蒜香气对照组1淡淡的大蒜香气几乎闻不到大蒜气味闻不到大蒜气味闻不到大蒜气味对照组2淡淡的大蒜香气几乎闻不到大蒜气味闻不到大蒜气味闻不到大蒜气味对照组3淡淡的大蒜香气几乎闻不到大蒜气味闻不到大蒜气味闻不到大蒜气味

技术特征：
1.一种提高大蒜精油耐热性和留香的方法，其特征在于：具体方法是在蒸馏结束得到大蒜精油后，将大蒜精油中加入维生素c乙基醚，搅拌均匀，在压力为1.2～1.5atm，温度为110～120℃的条件下密封循环回流反应2～3h，得到增加了耐热性和留香的大蒜精油。2.根据权利要求1所述的提高大蒜精油耐热性和留香的方法，其特征在于：所述大蒜精油的制备方法为：将蒜泥和蒸馏水混合，并按照蒜泥的质量比加入1～3％的纤维素酶，在温度32～45℃的恒温条件下酶解2～4h；酶解完成后通入水蒸气，对酶解后的蒜泥进行蒸馏2～3h，冷凝，分离提取出大蒜精油。3.根据权利要求1所述的提高大蒜精油耐热性和留香的方法，其特征在于，所述蒜泥的制备方法为：将大蒜去皮洗净，加入蒸馏水，破碎匀浆成蒜泥。4.根据权利要求1所述的提高大蒜精油耐热性和留香的方法，其特征在于，所述大蒜和蒸馏水的料液比为1:2～1:4。5.根据权利要求1所述的提高大蒜精油耐热性和留香的方法，其特征在于，所述维生素c乙基醚添加量为1.0～1.8
‰
。

技术总结
本发明提供了一种提高大蒜精油耐热性和留香的方法，涉及化学加工技术领域。所述方法是将大蒜去皮、洗净、破碎、酶解、蒸馏、冷凝、油水分离得到大蒜精油，再加入维生素C乙基醚，在密封条件下加热反应后得到耐热性和留香性提高的大蒜精油；本发明方法处理后得到的大蒜精油的稳定性特征风味物质硫化物浓度显著提升，其热稳定性和留香性也有显著提升，因此，在食品加工和生物医药等应用中，可以减少其用量大约30％～50％，降低使用成本，有很好的市场前景。景。景。


技术研发人员：王晖 王益友 张士伟
受保护的技术使用者：安徽凯博生物科技有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/8/31