章丘大葱油提取工艺的优化及成分鉴定

隗苗苗崔 波，2于海峰张建磊

（1.山东轻工业学院食品与生物工程学院，山东 济南 250353；2.山东省轻工助剂重点实验室，山东 济南 250353）

章丘大葱油提取工艺的优化及成分鉴定

隗苗苗1崔 波1，2于海峰1张建磊1

（1.山东轻工业学院食品与生物工程学院，山东 济南 250353；2.山东省轻工助剂重点实验室，山东 济南 250353）

以章丘大葱为原料，采用有机溶剂法从大葱中提取大葱油，考察浸提温度、料液比、浸提时间等因素对提油效果的影响。在预试验的基础上，通过正交试验得到提取大葱油的最佳提取工艺条件：提取温度35℃，提取时间4.5h，料液比2∶3（m∶V）。经气相色谱－质谱联用（GC－MS）分析鉴定了大葱油的化学成分，共分离出68个组分，鉴定了2，4－乙基噻吩、二甲基二硫醚、1，2－二硫杂环戊烷、3－甲基－2，4－戊二醇、三硫化二异丙酯等18个百分含量较高的化合物。

大葱油；有机溶剂提取；气相色谱－质谱联用分析

章丘大葱，属百合科葱属，为多年生宿根草本植物。章丘大葱栽培历史悠久，明代，在女郎山西麓一带（今乔家、马家、石家、高家村等地）栽培已很普遍。在中国众多的大葱品种中，章丘大葱“名”“特”“优”三字兼备，被誉为“葱中之王”，主要品种为“大梧桐”。章丘大葱含有丰富的维生素和矿物质，据测定［1］：每100g大梧桐产品中，含有 VA0.05mg，VC20.2mg，蛋白质2.4g，脂肪0.3g，总糖8.6g，碳水化合物9.8g，钙 4.6mg，磷 39mg，铁 0.1mg，多种氨基酸0.029 8mg。其VB1比番茄多185.7%，VB2多233.3%，VC多94.2%，蛋白质多328.5%，脂肪多7.1%，粗纤维多84.2%，磷多30%。章丘大葱不仅畅销中国，而且打入了国际市场。

目前，中国章丘大葱栽培达3万hm2以上，总产量达10亿kg以上。中国是世界上重要的大葱生产国和出口国，但对大葱进行深加工比较少，主要是出口初级产品和原料型产品。为了增强国际竞争力，对大葱进行深加工，尤其是提取高质量的大葱油，使产品向高附加值方向发展显得十分重要。大葱油的提取方法主要有水蒸气蒸馏法、有机溶剂浸取法、超临界CO2萃取，但水蒸气蒸馏法产物中有效成分低，超临界CO2萃取所需设备投资大、生产效率低［2－3］。故本试验采用有机溶剂法提取大葱油，同时采用气相色谱－质谱联用法［4］分离并鉴定其挥发性化学成份，以期为进一步开发大葱资源提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大葱：山东章丘；

氯仿、无水硫酸钠、氢氧化钠、乙醚：均为分析纯。

1.2 主要仪器与设备

电子天平：AUY120型，日本岛津科学设备公司；

组织匀浆捣碎机：A－88型，江苏省金坛市医疗仪器厂；

电热恒温水浴锅：HHS－2型，上海衡平仪器仪表厂；

气相色谱－质谱联用仪：GCMS－QP2010型，日本岛津科学设备公司；

电热恒温鼓风干燥箱：DHZ－9140A型，上海精宏实验设备有限公司；

KD浓缩器：A型，上海越磁电子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 大葱油提取工艺流程［5］

1.3.2 大葱油得率的测定方法 取具有代表性的新鲜大葱去皮并捣成糊状。准确称取15g（精确至0.000 1g），置于150mL烧杯中，加浓硝酸10～15mL，用玻棒搅拌至黄色，放置30min，用100～150mL水分次加入，过滤。滤液收集于500mL烧杯中，加0.1%甲基橙指示剂5滴，滴10%氢氧化钠溶液至黄色，用1∶2的盐酸调节pH值在2～3之间，在电炉上加热至近沸，趁热加入25mL 5%的氯化钡溶液，搅拌均匀，盖上表面皿，在90℃水浴上保温2h［6］。取一张干燥的滤纸过滤，称取沉淀的质量。大葱油得率按式（1）计算：

1.3.3 原料预处理方式的确定 分别以未干燥处理的大葱（含水量约为70%）和经干燥处理的大葱（含水量约为5%）为原料，在料液比2∶3（m∶V）、浸提温度为40℃的条件下浸提4.5h后，测定大葱油的提取率。

1.3.4 大葱油提取工艺的优化 先通过预试验确定正交试验的因素及其水平取值。再在预试验的基础上，以浸提温度、浸提时间、料液比为试验因子，大葱油提取率为评价指标，设计正交试验，优化大葱油的提取工艺条件。

1.3.5 大葱油的GC－MS分析

（1）气相色谱条件：DB－5MS，30m×0.25mm，内膜0.25μm。

（2）程序升温范围：初温50℃，保持5min，以5℃/min升温至140℃，保持7min，再以10℃/min升温至220℃，保持3min。载气为He。分流比20∶1。离子化方式EI、CI。

2 结果与分析

2.1 原料处理方式对大葱油提取率的影响

由表1可知，干燥之后大葱油的提取率不如未干燥的高。可能是因为大葱在烘干的过程中部分风味物质挥发，活性成分损失较多，故得油率偏低。因此，后续试验以未经干燥处理的大葱为原料。

表1 预处理方式对大葱油提取率的影响ńTable 1 Effect of the different pretreatment method on exteaction rate

2.2 大葱油提取工艺的优化

通过预试验得出正交试验的因素水平取值（见表2）。正交试验结果及分析见表3。

表2 正交试验因素水平Table 2 Levels and factors of experiment

表3 正交试验结果及分析Table 3 Experimental results

由表3可知，在试验所设定的因素中，浸提温度对葱油的提取率影响最大，其次是浸提时间，料液比对葱油的提取率影响最小；其最优组合为A1B2C1，即浸提温度35℃、浸提时间4.0h、料液比2∶3（m∶V）。按该条件进行3次验证实验，得提取率的平均值为0.260 3%。

2.3 大葱油的成分鉴定

对挥发油的成分进行GC－MS分析，总离子流图见图1。

应用 SHIMADZU GCMSsolution Release 2.10专业分析软件对总离子流图进行分析，设定相关的分析条件后，共取得68个色谱峰，按峰面积归一法计算各组成化合物的相对百分含量；成分鉴定根据GC－MS联用测定所得到的质谱信息，应用NIST147数据库进行检索。

图1 大葱挥发油GC－MS分析总离子流图Figure 1 Total ion flow diagram of green onions oil by GC－MS analysis

通过与标准谱图对照、分析，对于与标准谱图相似度高的化合物，根据标准谱图确定其化学结构；对于与标准谱图相似度较低但含量较高的化合物，在标准谱图给出相似化学结构的基础上，还需根据质谱图的裂解规律和有关理论来分析其有可能的化学结构，结果见表5。

表5 大葱挥发油中的化学成分及含量Table 5 The chemical composition and content of green onions oil

由表5可知，大葱挥发油中的主要物质为2，4－乙基噻吩、二甲基二硫醚 、1，2－二硫杂环戊烷、三硫化二异丙酯、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－环丁酮、己酸－3－己烯酯、3－（1－乙氧基）－2－甲基丁酸乙酯等醇类、酯类物质。

通过GC－MS分析并由NIST147质谱数据库检索，从大葱油中共分离出68种化合物，本试验给出了其中主要的18种物质的名称及其含量。与用水蒸气法提取［7］得到的大葱油相比醚类物质相对较少，大约少11.306%左右；但检测到了噻吩类及酯类物质，可能是水蒸气蒸馏法使噻吩类物质及酯类物质在高温下被分解转化成其他化合物，或者这两类物质在蒸馏时还没来得及冷凝便挥发了。

3 结论

（1）采用有机溶剂提取大葱油的最佳工艺条件为：以未经干燥处理的大葱为原料，浸提温度35℃，浸提时间4.0h，料液比2∶3（m∶V）。该条件下，大葱油的提取率为0.260 3%。

（2）经气相色谱－质谱联用（GC－MS）分析鉴定了大葱油的化学成分，共分离出68个组分，鉴定了2，4－乙基噻吩、二甲基二硫醚、1，2－二硫杂环戊烷、3－甲基－2，4－戊二醇、三硫化二异丙酯等18个百分含量较高的化合物。

（3）本试验所进行的葱油的提取具有一定的现实意义及应用价值，可以提高大葱的附加值。但大葱油为脂溶性产品，其应用范围会受到一定的限制。如何对其进行产品开发，拓展其使用范围，还需要进一步研究。

1 梁艳荣，胡晓红，姜伟，等.大葱生长发育过程中可溶性糖、可溶性蛋白质及游离氨基酸含量变化规律的研究［J］.华北农学报，2007（6）：119～122.

2 张洁，焦淑清，滕杨，等.超临界CO2萃取大葱油的研究［J］.黑龙江医药科学，2008（1）：27～28.

3 高彦祥.超临界CO2萃取香料精油的研究［J］.食品与发酵工业，1996（6）：8～12.

4 丛浦珠，苏克曼.分析化学手册［M］.第二版.北京：化学工业出版社，2000：101～488.

5 马往校，段敏，孙新涛.定硫法测定大蒜中大蒜素含量及影响因素［J］.天然产物研究与开发，2002，14（6）：22～23.

6 刘焕云，张香美.溶剂法提取洋葱油的研究［J］.中国粮油学报，2006（6）：123～125.

7 郭海忱，崔兰，周前翔，等.用GC－MS测定大葱挥发油中的化学成分［J］，质谱学报，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

济南市科技计划招标项目（编号SDSP2009－00602－02）

隗苗苗（1986－），女，山东轻工业学院在读硕士研究生。E－mail：weimmshdjn＠126.com

崔波

2010－05－01