章丘大蔥油提取工藝的優化及成分鑒定

隗苗苗崔 波，2于海峰張建磊

（1.山東輕工業學院食品與生物工程學院，山東 濟南 250353；2.山東省輕工助劑重點實驗室，山東 濟南 250353）

章丘大蔥油提取工藝的優化及成分鑒定

隗苗苗1崔 波1，2于海峰1張建磊1

（1.山東輕工業學院食品與生物工程學院，山東 濟南 250353；2.山東省輕工助劑重點實驗室，山東 濟南 250353）

以章丘大蔥為原料，采用有機溶劑法從大蔥中提取大蔥油，考察浸提溫度、料液比、浸提時間等因素對提油效果的影響。在預試驗的基礎上，通過正交試驗得到提取大蔥油的最佳提取工藝條件：提取溫度35℃，提取時間4.5h，料液比2∶3（m∶V）。經氣相色譜－質譜聯用（GC－MS）分析鑒定了大蔥油的化學成分，共分離出68個組分，鑒定了2，4－乙基噻吩、二甲基二硫醚、1，2－二硫雜環戊烷、3－甲基－2，4－戊二醇、三硫化二異丙酯等18個百分含量較高的化合物。

大蔥油；有機溶劑提??；氣相色譜－質譜聯用分析

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。在中國眾多的大蔥品種中，章丘大蔥“名”“特”“優”三字兼備，被譽為“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，據測定［1］：每100g大梧桐產品中，含有 VA0.05mg，VC20.2mg，蛋白質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，而且打入了國際市場。

目前，中國章丘大蔥栽培達3萬hm2以上，總產量達10億kg以上。中國是世界上重要的大蔥生產國和出口國，但對大蔥進行深加工比較少，主要是出口初級產品和原料型產品。為了增強國際競爭力，對大蔥進行深加工，尤其是提取高質量的大蔥油，使產品向高附加值方向發展顯得十分重要。大蔥油的提取方法主要有水蒸氣蒸餾法、有機溶劑浸取法、超臨界CO2萃取，但水蒸氣蒸餾法產物中有效成分低，超臨界CO2萃取所需設備投資大、生產效率低［2－3］。故本試驗采用有機溶劑法提取大蔥油，同時采用氣相色譜－質譜聯用法［4］分離并鑒定其揮發性化學成份，以期為進一步開發大蔥資源提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大蔥：山東章丘；

氯仿、無水硫酸鈉、氫氧化鈉、乙醚：均為分析純。

1.2 主要儀器與設備

電子天平：AUY120型，日本島津科學設備公司；

組織勻漿搗碎機：A－88型，江蘇省金壇市醫療儀器廠；

電熱恒溫水浴鍋：HHS－2型，上海衡平儀器儀表廠；

氣相色譜－質譜聯用儀：GCMS－QP2010型，日本島津科學設備公司；

電熱恒溫鼓風干燥箱：DHZ－9140A型，上海精宏實驗設備有限公司；

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 大蔥油得率的測定方法 取具有代表性的新鮮大蔥去皮并搗成糊狀。準確稱取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的鹽酸調節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濾，稱取沉淀的質量。大蔥油得率按式（1）計算：

1.3.3 原料預處理方式的確定 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，測定大蔥油的提取率。

1.3.4 大蔥油提取工藝的優化 先通過預試驗確定正交試驗的因素及其水平取值。再在預試驗的基礎上，以浸提溫度、浸提時間、料液比為試驗因子，大蔥油提取率為評價指標，設計正交試驗，優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 結果與分析

2.1 原料處理方式對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?？赡苁且驗榇笫[在烘干的過程中部分風味物質揮發，活性成分損失較多，故得油率偏低。因此，后續試驗以未經干燥處理的大蔥為原料。

表1 預處理方式對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化

通過預試驗得出正交試驗的因素水平取值（見表2）。正交試驗結果及分析見表3。

表2 正交試驗因素水平Table 2 Levels and factors of experiment

表3 正交試驗結果及分析Table 3 Experimental results

由表3可知，在試驗所設定的因素中，浸提溫度對蔥油的提取率影響最大，其次是浸提時間，料液比對蔥油的提取率影響最??；其最優組合為A1B2C1，即浸提溫度35℃、浸提時間4.0h、料液比2∶3（m∶V）。按該條件進行3次驗證實驗，得提取率的平均值為0.260 3%。

2.3 大蔥油的成分鑒定

對揮發油的成分進行GC－MS分析，總離子流圖見圖1。

應用 SHIMADZU GCMSsolution Release 2.10專業分析軟件對總離子流圖進行分析，設定相關的分析條件后，共取得68個色譜峰，按峰面積歸一法計算各組成化合物的相對百分含量；成分鑒定根據GC－MS聯用測定所得到的質譜信息，應用NIST147數據庫進行檢索。

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

通過與標準譜圖對照、分析，對于與標準譜圖相似度高的化合物，根據標準譜圖確定其化學結構；對于與標準譜圖相似度較低但含量較高的化合物，在標準譜圖給出相似化學結構的基礎上，還需根據質譜圖的裂解規律和有關理論來分析其有可能的化學結構，結果見表5。

表5 大蔥揮發油中的化學成分及含量Table 5 The chemical composition and content of green onions oil

由表5可知，大蔥揮發油中的主要物質為2，4－乙基噻吩、二甲基二硫醚 、1，2－二硫雜環戊烷、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。

通過GC－MS分析并由NIST147質譜數據庫檢索，從大蔥油中共分離出68種化合物，本試驗給出了其中主要的18種物質的名稱及其含量。與用水蒸氣法提?。?］得到的大蔥油相比醚類物質相對較少，大約少11.306%左右；但檢測到了噻吩類及酯類物質，可能是水蒸氣蒸餾法使噻吩類物質及酯類物質在高溫下被分解轉化成其他化合物，或者這兩類物質在蒸餾時還沒來得及冷凝便揮發了。

3 結論

（1）采用有機溶劑提取大蔥油的最佳工藝條件為：以未經干燥處理的大蔥為原料，浸提溫度35℃，浸提時間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）經氣相色譜－質譜聯用（GC－MS）分析鑒定了大蔥油的化學成分，共分離出68個組分，鑒定了2，4－乙基噻吩、二甲基二硫醚、1，2－二硫雜環戊烷、3－甲基－2，4－戊二醇、三硫化二異丙酯等18個百分含量較高的化合物。

（3）本試驗所進行的蔥油的提取具有一定的現實意義及應用價值，可以提高大蔥的附加值。但大蔥油為脂溶性產品，其應用范圍會受到一定的限制。如何對其進行產品開發，拓展其使用范圍，還需要進一步研究。

1 梁艷榮，胡曉紅，姜偉，等.大蔥生長發育過程中可溶性糖、可溶性蛋白質及游離氨基酸含量變化規律的研究［J］.華北農學報，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］.黑龍江醫藥科學，2008（1）：27～28.

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

4 叢浦珠，蘇克曼.分析化學手冊［M］.第二版.北京：化學工業出版社，2000：101～488.

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

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

7 郭海忱，崔蘭，周前翔，等.用GC－MS測定大蔥揮發油中的化學成分［J］，質譜學報，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

濟南市科技計劃招標項目（編號SDSP2009－00602－02）

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

崔波

2010－05－01