大蒜中有效成分检测方法的研究进展

蒋丽琴 郭 晓

（河南质量工程职业学院，平顶山 467000）

大蒜中有效成分检测方法的研究进展

蒋丽琴*郭 晓

（河南质量工程职业学院，平顶山 467000）

大蒜中有效成分主要为大蒜素和蒜氨酸，最为常用的检测方法为气相色谱法、液相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法和气相色谱-质谱连用法，另外还有一些技术如红外光谱、核磁共振和紫外光谱、荧光光谱等作为辅助手段，使大蒜中有效成分的检测方法更为完善。

大蒜；气相色谱法；高效液相色谱法；薄层色谱法；色谱联用

大蒜（garlic）为百合科葱属植物，国内外已有许多研究发现大蒜素和蒜氨酸为大蒜的主要有效成分，并且出现了许多确定其有效成分和降解产物的检测方法。其中最为常用的有气相色谱法、液相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法以及气相色谱——质谱连用的方法，并有一些技术如红外光谱、核磁共振、紫外光谱、荧光光谱等作为辅助手段完善了大蒜的检测方法。本文就目前大蒜有效成分和降解产物检测方法的研究进行综述，以期为国内外相关专业的科研人员提供参考。

1 检测方法的研究现状

1.1 色谱法

1.1.1 气相色谱法

Satio等人将使用CG-120离子交换树脂和Sep-Pak C18柱纯化后提取的大蒜素和三氟乙酸酐反应后，得到的挥发性化合物，采用GC氢火焰检测器可以分析该化合物，但是不能直接使用高温的气相色谱法检测他。因为他本身的生理活性比较强，对热具有不稳定性。为了弥补单独使用气相色谱的缺点，采用气相色谱-质谱连用，获得了被测物的裂解状况。采用气相色谱法检测蒜素的降解产物的试验表明，当程序中温度升高比较快、柱温比较高时，检测出的降解产物主要是二硫杂环-己烯衍生物，其次是各种硫醚和硫代亚磺酸酯，其中二烯丙基三硫醚和二硫醚的含量高；而当升温慢、柱温低时，被检测出的除了二烯丙基三硫醚和烯丙基甲基二硫醚外，主要降解产物还有二烯丙基硫醚、烯丙基甲基三硫醚和烯丙基甲基硫醚等。这些降解产物具有相似的生理活性，为该法测定大蒜的有效成分提供了很好的依据。Vernin等对不同国家所产大蒜中亲脂性化合物的含量用GC（FID） 和GC（FPD）进行了定性定量分析，该法简单、快速、可靠，适用于检测挥发性物质。Jurgen等将大蒜素进行定量还原后加入合适的内标物或外标物，同时直接用HSGC测定。而沈联慈等测定大蒜油的β-环糊精包合物时用GC外标法，该测定方法很容易产生误差。因为大蒜素的最大紫外吸收波长位于近紫外区。为了减小误差，何进等使用内标法来进行测定，结果表明大蒜素的平均回收率为98.33%，重现性很好。

1.1.2 高效液相色谱法

截止目前，大蒜有效成分检测的最佳方法是高效液相色谱法。但使用正相高效液相色谱法在实际应用中会产生一定的局限性，因为使用该法来测定新鲜大蒜、大蒜干粉和各种大蒜的各种制品时，虽然均能取得很好的结果，但是因为测定时需要使用有机溶剂，而蒜素在有机溶剂中又很不稳定，会产生一些误差。国内外学者探寻了一些其他方法来解决气相色谱法受温度限制的问题，高效液相色谱（HPLC）和液相色谱（LC）可以解决温度的限制问题。Chyau等应用乙酸铵乙醇水溶液流动相反相柱分离，碰撞诱导分析测定，对热不稳定的化合物进行检测，简单而且准确。李叙勇等对具体测定条件进行了探索，他以Lawson提出的改进HPLC法为基础，采用了人工合成的标准品（二烯丙基三硫醚），建立了一种高效液相色谱法，用于直接测定二烯丙基三硫醚的含量。具体流程为：使用Spherisob ODS2色谱柱，进样体积定为25 μL。流动相定为乙醇/水（体积比为3∶2），检测的波长为254 nm。试验结果表明：相对标准偏差为2.8%，二烯丙基三硫醚的最小检测量为2.0 mg/L，回收率为90.4%～103.0%，线性范围为0 mg/L～120 mg/L。近几年来，反相高效液相色谱法由于具有良好的专一性而逐渐被用于大蒜素的测定，其分离度、灵敏度和定量分析的结果都很高，该方法可直接用于检测大蒜中硫代亚磺酸酯的含量。在分离和研究大蒜中烷（烯）基硫代亚磺酸酯及其异构体时，也可以采用反相HPLC法，Larry D提出了上述结论。有报道称Lawson等人先用RP-HPLC将提取的γ-谷氨酰基缩氨酸分离后，于220 nm波长处进行紫外检测来测定大蒜中硫代亚磺酸酯的含量。王建等人也同样采用了HPLC法，试验条件为：流动相乙腈-水-四氢呋喃（体积比7∶27∶3），流速为0.7 mL/min，检测波长为240 nm。发现在检测范围内的二烯丙基三硫醚的线性关系良好，其回归方程为y=0.012 5x+2.888 6，其中r为0.999 7，平均回收率为99.65%，RSD为1.78%（n=8）。

1.1.3 色谱联用

在测定大蒜油的色谱方法中，气相色谱和质谱联用分析法最为常用。国内外有关大蒜挥发油的GC-MS分析报道多数采用Finnigan-4510GC/MS/DS，并辅以质谱数据资料和NBS谱库为参考检测。吴靖豪采用GC-MS分析大蒜油，不仅提取得到了5种有机硫化合物，还采用红外光谱、核磁共振等手段，发现了存在于大蒜油中的一种物质，他的分子量为 178，结构为 CH2=CHCH2SSSCH2CH=CH2。郭海忱等应用GC-MS联用技术，分析蒸馏得到的大蒜油中的有机成分，发现至少有15种，并对其中的10种成分进行了初步鉴别。这是国内首次用毛细管气相色谱-四极质谱联用技术进行的检测。Vernin等通过GC-MS证实了大蒜中的酯类物质，应用电子轰击（EI）和化学电离（CI）技术，测得有机硫化物特殊的裂解方式，鉴定出大蒜中酯油的主要化合物并且加以分离。Laakso等采用HSGC-MS技术，气相富集了20几种主要化合物，使测得的亲脂性环境中一些硫化物的含量有所提高，大蒜素可能与植物油发生了缔合。另外，国内还首次应用GC-MS联用技术检测到一些痕量成分。但色谱法设备昂贵且必须有大蒜素标准样品。

1.1.4 薄层色谱 （TCL） 法

Kappenberg等把大蒜素用（水合）茚三酮衍生化后再TLC测定。分析方法不仅稳定性很好，而且即简单又快速。但是灵敏度、分离度均不及HPLC法。为了完善该方法，Lancaster等将二因次薄层色谱、电泳和光密度分析法联合应用，对大蒜的提取液进行了定量分析。而Keusgen等也改善了对蒜氨酸和他的化合物的TLC的分离方法，使用一种改良的茚三酮试剂来进行检测，鉴别一些氨基酸的衍生物，其分离效果良好。有人在测定二烯丙基三硫醚的含量时采用薄层扫描法，简便又准确，研究出了既灵敏又具有专属性的显色反应，检测TLC后的大蒜素。

1.2 定硫法

王晓玲等人研究了用定硫法来测定大蒜中的大蒜素含量。因为大蒜素不仅含有一个还原态硫而且含有一个氧化态硫，故可以用定硫法测定大蒜素的含量。马往校等研究了氧化剂的用量、溶液的酸度和称样量等因素对定硫法测定结果的影响，优选出测定大蒜素含量的最佳条件。并与硝酸汞法进行了比对，经t检验发现无显著性差异。试验操作如下：用分析天平准确称取5 g新鲜大蒜剥皮后被捣成的糊状物，加入3 mL～4 mL浓硝酸，搅拌变黄色后，放置20 min，然后过滤洗涤，定容至100 mL的容量瓶中。滴加质量分数0.1%的甲基橙溶液5滴，吸取滤液80 mL放入150 mL烧杯中，滴加质量分数10%的NaOH溶液至黄色，用盐酸调节溶液pH=2～3。用电炉进行加热，溶液微沸后，趁热再加入10 mL质量分数15%的氯化钡溶液搅拌均匀，置于90℃水浴上保温2 h，用无灰定量滤纸进行过滤，用热去离子水进行清洗，完全洗去氯离子。预先恒重一瓷坩锅，将沉淀和滤纸一道放入其中，低温炭化后再转移至马福炉中进行灼烧，恒重后冷却并称重。通过大蒜素的计算公式计算大蒜素含量：定硫法操作烦琐费时、检测结果较为粗糙。

1.3 生物检测法

周重阳等通过对相同的大肠杆菌培养皿定时无菌滴加大蒜油样品和不同浓度梯度的对照品，利用大蒜油能杀菌的特点，进行了18 h培养，测量产生的抑菌圈直径比较抑菌效果，并且换算出大蒜素的含量。试验结果显示气相色谱法和生物检测方法均能取得相一致的结果。

1.4 紫外可见光分光光度法

为了克服GC法与HPLC法需要外标物-大蒜素标准样品的不便之处，Talia Miron等人建立了一种简单可行的定量测定方法，用于测定大蒜素和蒜氨酸酶的活性。Talia Miron等用2-硝基-5-巯基-苯甲酸作为着色剂，其作用机理和4-MP类似，不同之处是其在紫外区的最大吸收波长为412 nm并且无吸收现象，着色反应的时间控制在大约30 min内。不过目前NTB只能在实验室合成，还未商业化，这是其缺点。用4-巯基吡啶作为显色基团在紫外324 nm处有最大吸收峰，能与大蒜素中的活泼键反应，生成一种化合物，这种化合物在紫外324 nm处无吸收。该方法可以用来检测纯大蒜素或蒜氨酸酶溶液的浓度和大蒜素粗品中的大蒜素含量，通过质谱来确证，可以精确到微摩尔级。除以上所述方法外，测大蒜制品中大蒜素的含量还可以用硝酸汞沉淀滴定法，但该法的缺点是操作繁琐，滴定终点不易判断、偶然误差大，所得结果也比较粗略。此外，Nguyen采用了极谱检测法对大蒜中的γ六氯环己烷含量的测定，结果表明其检测极限为75 μg/L。刘近周应用原子发射光电直读光谱仪等仪器对大蒜进行了检测，测得大蒜中共含有26种微量元素，其中硒的含量很高，说明大蒜比高丽参的抗癌效果还要显著。

2 应用前景

据报道，2004年大蒜制剂在美国保健药品销售榜上名列前茅。大蒜被誉为“植物药之最”，人们非常喜爱其产品的保健作用，其保健品的用量正在逐年攀升。大蒜独特的药理作用和临床疗效使得大蒜素在食品、生物制药等领域的应用越来越广泛。因此，大力发展高精度、高灵敏的分析技术，建立一种简单、快捷、实用、准确的大蒜有效成分分析方法，具有广阔的应用前景。

［1］ 乔旭光.大蒜风味物质的提取及应用研究［D］.北京：中国农业大学，1998：1-75.

［2］ LEA MICHAEL A，UMA S.Differentiating and growth inhibitory effects of diallyl disulfide on cancer cells ［J］.Int.Journal of.Oncology，1997 ，11（1）：181-185.

［3］ 史玉宝，李叙勇，明江波.高效液相色谱法测定大蒜及其制品中的大蒜素［J］.分析测试学报，1997，16（6）：50-51.

［4］ 贾斌，王建.大蒜油中大蒜素等含硫化合物的气相色谱－质谱法测定［J］.河南畜牧兽医，2000，21（11）：30-31.

［5］ 王晓玲，温普红.大蒜中大蒜辣素含量的测定［J］.宝鸡文理学院学报：自然科学版，1999，19（4）：23-25.

［6］ 周重阳，陈海波，罗艳，等.用生物检定法测定大蒜油中大蒜素和大蒜新素的含量［J］.中草药，1997，28（1）：18-20.

［7］ 马往校，段敏，孙新涛，等.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.

［8］ TALIA MIRON，AHARON RABINKOV，David MIREL MAN，et al.A Spectrophotometric Assay for Allicin and Alliinase（Alliin lyase）Activity ：Reaction of 2-Nitro-5-thiobenzoate with Thiosulfinates ［J］.Analytical Biochemistry，1998，265：317-325.

Research advances in detection methods of garlic

JIANGLi-qin*GUOXiao
（Henan qualityengineeringvocational college，Pingdingshan 467000，China）

Garlic ingredients have been assessed as allicin and alliin.The detection methods commonly used was gas chromatography（GC），liquid chromatography（LC）and high performance liquid chromatography（HPLC），thin layer chromatography（TLC），gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）.And with infrared spectroscopy（IR）， nuclear magnetic resonance（1H-NMR and 2C-NMR）,ultraviolet spectroscopy（UV），fluorescence spectroscopy（FS）and other technologyas a supplement,the detection ofthe garlic components was improved.

garlic；gas chromatography； high performance liquid chromatography； TLC；chromatography

T207

A

1673-6004（2011）03-0019-03

* 蒋丽琴，女，1969年出生，1991年毕业于郑州工学院有机化工专业，讲师。

2011-03-08

2011-08-30