一种超高压调控蒜氨酸酶反应提取洋葱精油的方法

摘要

本发明公开了一种采用超高压调控蒜氨酸酶反应提取洋葱精油的方法，属于农产品精深加工技术。本发明按照下述步骤进行：(1)超高压对洋葱进行预处理；(2)制备洋葱蒜氨酸溶液；(3)制备洋葱蒜氨酸酶液；(4)超高压催化蒜氨酸酶酶解反应；(5)减压水蒸气蒸馏提取洋葱精油。本方法使生产过程更易控制，从而提高了洋葱油得率和品质。该工艺条件下洋葱精油得率为0.43％-0.47％。精油的品质和活性物质含量也都有所提高，具有广阔的市场开发前景。

权利要求

1.一种超高压调控蒜氨酸酶反应提取洋葱精油的方法，其特征在于按照下述步骤进行：(1)原料处理：

称取一定量洋葱装入超高压专用袋中，真空密封后放入压力腔中，在压力600～

660MPa，时间5～15min的条件下进行超高压处理，取出置于-20℃环境下备用；

(2)洋葱蒜氨酸溶液的提取：

将甲醇、氯仿、水按12∶5∶3的比例配成一定体积的混合提取液，混匀后称取一定量超高压处理过的洋葱放入其中浸泡2h；然后将洋葱取出置于80％乙醇溶液中浸泡2h；在取出洋葱后的混合提取液中加入与其等体积的体积比9∶11的氯仿和水的混合液，在分液漏斗中振荡混匀后静置分层，取上相甲醇/水溶液，再加入80％乙醇萃取液混合后，于旋转蒸发器中蒸发至一定体积，然后用0.01mol/L pH7.5磷酸缓冲液稀释定容，得洋葱蒜氨酸溶液；

(3)洋葱蒜氨酸酶溶液的制备：

称取一定量新鲜洋葱，加入预制的0.01mol/L pH7.5磷酸缓冲液，组织捣碎机捣碎后过滤、5000r/min，20min，4℃离心，离心后取上清液加入35％的硫酸铵溶液，搅拌均匀后静置

30min，10000r/min，20min，4℃离心除去杂蛋白；取上清液加65％的硫酸铵溶液，混合均匀后置于4℃放置30min后，10000r/min，20min，4℃离心；取沉淀用0.01mol/L pH7.5的磷酸缓冲液稀释定容，装入透析袋中0～4℃下透析4次后收集透析液，用0.01mol/L pH7.5磷酸缓冲液稀释定容，得洋葱蒜氨酸酶液；

(4)酶催化反应提取洋葱精油：

将提取的蒜氨酸溶液和蒜氨酸酶溶液以体积比4∶1混合，在pH6.6、压力150～

200MPa、温度35～45℃、保压时间20～40min的条件下，在压力腔中进行酶催化反应，反应产物采用减压水蒸气蒸馏提取制得洋葱精油，减压水蒸气蒸馏的条件为蒸馏真空度6～

8kpa，提取时间4～5h，添加适量的氯化钠溶液。

说明书

一种超高压调控蒜氨酸酶反应提取洋葱精油的方法

技术领域

[0001] 本发明属于农产品精深加工技术，涉及一种高效提取洋葱精油的方法。

背景技术

[0002] 洋葱(Allium cepa L.)，又名玉葱、葱头、圆葱，属百合科葱属植物，是世界性蔬菜。含有多种营养成分和生理活性物质，新鲜洋葱中含有丰富的维生素A、B1、B2、C，尼克酸、泛酸和钙、磷以及微量的铜、铁、锌、锰、碘等矿质元素。除此之外，洋葱中还含有挥发油，主要是含硫化合物，包括硫醇、硫醚、二甲基二硫化物等。这些化合物构成了洋葱特有的风味和生理功效，是目前对洋葱生理活性成分研究的热点之一。洋葱油的用途主要有：(1)功能性调味品。随着休闲、方便食品的快速兴起，洋葱油作为主要的无公害的食品添加剂，其需求量迅速增加，由于其提取工艺复杂且得率低，使其在市场上处于供不应求的状态。(2.)药品的原料和成分。洋葱油具有杀菌、降血脂、降血糖、降胆固醇、抗氧化、抗哮喘、预防和抑制癌症等药理功效，世界上许多国家已把它列为降血脂、预防癌症的药品原料和成分。(3)化妆品和功能性食品添加剂。洋葱油的抑菌能力比其它一般植物强。基于洋葱油的抑菌作用制成的口服液、胶囊等杀菌产品，具有预防一些真菌类疾病的作用。

[0003] 目前关于洋葱油提取的方法主要有水蒸汽蒸馏提取法和超临界二氧化碳提取法。在申请号为01113639.1“一种洋葱油的提取方法”专利中采用了减压水蒸汽蒸馏提取法：
将洋葱粉碎干燥(30～50℃)，在55～60℃、3～12kpa的条件下蒸馏后经回收有机溶剂得洋葱精油，其前期存在的杂质无法有效分离，且蒜氨酸酶酶解反应效率也较低，不能使蒜氨酸较充分地反应生成不饱和含硫化合物等活性物质。在申请号200410064680.X“一种提取洋葱油的方法”专利中采用了超临界二氧化碳萃取法：将洋葱干燥、破碎后采用超临界二氧化碳萃取(38℃、19Mpa、150kg/h)得洋葱精油，此方法仅对洋葱进行破碎前处理，不能使其前体物很好地转化为活性物质，且超临界萃取操作复杂，影响因素多且难以控制。本方法首先将蒜氨酸和蒜氨酸酶从洋葱中分离出来，能提取得到纯度较高的蒜氨酸反应底物，采用超高压调控蒜氨酸酶催化蒜氨酸反应，使反应过程得到有效控制，有利于控制和提高产物质量，得到的反应产物有效成分高，质量稳定。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种通过超高压调控蒜氨酸酶酶解反应并采用减压水蒸气蒸馏提取洋葱精油的方法，以解决现有技术存在的活性物质损失大，反应过程不易控制，产品质量不稳定等问题。本发明技术方案如下：

[0005] (1)原料处理

[0006] 称取一定量洋葱装入超高压专用袋中，真空密封后放入压力腔中，在压力600～660Mpa，时间5～15min的条件下进行超高压处理，钝化蒜氨酸酶活性以提高蒜氨酸的提取量。取出置于-20℃环境下备用。

[0007] (2)洋葱蒜氨酸溶液的提取

[0008] 将甲醇、氯仿、水按12∶5∶3的比例配成一定体积的混合体系(简称MCW)，混匀后称取一定量超高压处理过的洋葱放入其中浸泡2h。然后将洋葱取出置于80％乙醇溶液中浸泡2h；在取出洋葱后的MCW提取液中加入与其等体积的氯仿和水的(体积比9∶11)混合液，在分液漏斗中振荡混匀后静置分层，取上相甲醇/水溶液，再加入80％乙醇萃取液混合后，于旋转蒸发器中蒸发至一定体积，然后用0.01mol/L pH7.5磷酸缓冲液稀释定容，得洋葱蒜氨酸溶液。

[0009] (3)洋葱蒜氨酸酶溶液的制备

[0010] 称取一定量新鲜洋葱，加入预制的0.01mol/L pH7.5磷酸缓冲液，组织捣碎机捣碎后过滤、离心(5000r/min，20min，4℃)，离心后取上清液加入35％的硫酸铵溶液，搅拌均匀后静置30min，离心(10000r/min，20min，4℃)除去杂蛋白；取上清液加65％的硫酸铵溶液，混合均匀后置于4℃放置30min后离心(10000r/min，20min，4℃)；取沉淀用0.01mol/L pH7.5的磷酸缓冲液稀释定容，装入透析袋中0～4℃下透析4次后收集透析液，用0.01mol/L pH7.5磷酸缓冲液稀释定容，得洋葱蒜氨酸酶液。

[0011] (4)酶催化反应提取洋葱精油

[0012] 将提取的蒜氨酸溶液和蒜氨酸酶溶液以体积比4∶1混合，在pH6.6、压力150～200Mpa、温度35～45℃、保压时间20～40min的条件下，在压力腔中进行酶催化反应，该反应可提高酶活性和产物的量，使反应过程具有可控性，能保证反应产物的有效成分和质量。
反应产物采用减压水蒸气蒸馏提取(蒸馏真空度6～8kpa，提取时间4～5h，添加适量的氯化钠溶液)制得洋葱精油。

[0013]

[0014] 本方法优点：

[0015] 1.本方法首先将蒜氨酸和蒜氨酸酶从洋葱中分离出来，避免了杂质的干扰和残留；采用超高压调控蒜氨酸酶催化蒜氨酸反应，提高了反应的效率，使蒜氨酸底物较完全地转化为活性物质，提高了洋葱油的得率和品质，得率为0.43～0.47％，其刺激性小，口感温和。

[0016] 2.相同质量(1kg)的洋葱，本方法所得洋葱油的得率较高，经气相色谱-质谱(GC-MS)检测其活性成分，与其它方法所得结果比较如下表：

[0017]

[0018] 上表说明本方法所得洋葱精油活性物质破坏较小。本方法所得洋葱油中未检出刺激性成分甲硫醇类物质，而后两种方法分别达到0.41％和0.20％，说明其品质更柔和，更易被消费者接受。

附图说明

[0019] 图1超高压调控蒜氨酸酶反应提取洋葱精油工艺流程图。

具体实施方式

[0020] 实施例1

[0021] 1.原料处理：选取0.75kg的紫皮洋葱三份分别装入超高压专用袋中进行超高压处理(压力660Mpa，时间5min)，取出置于-20℃环境下备用。

[0022] 2.洋葱蒜氨酸的提取：

[0023] 将甲醇、氯仿、水按12∶5∶3的比例配成1000mL混合体系(简称MCW)，混匀后将超高压处理过的洋葱放入其中，置于-20℃低温下浸泡2h。然后将洋葱取出置于80％乙醇溶液浸泡2h；在取出洋葱后的MCW提取液中加入约450mL氯仿和550mL水，在分液漏斗中振荡混匀后静置分层，取上相甲醇/水溶液，加入乙醇萃取液混合后，于旋转蒸发器中蒸发至500mL(50℃)，然后用0.01mol/L pH7.5磷酸缓冲液稀释定容，得到洋葱蒜氨酸溶液1000mL。

[0024] 3.洋葱的蒜氨酸酶液的制备：

[0025] 称取0.25kg新鲜的洋葱三份，各加入0.01mol/L pH7.5的磷酸缓冲液500mL，组织捣碎机捣碎后过滤、离心(5000r/min，20min，4℃)，取上清液加入35％的硫酸铵溶液，混合均匀放置30min后离心(10000r/min，20min，4℃)除去杂蛋白，取上清液加入65％的硫酸铵溶液，混合均匀放置30min后离心(10000r/min，20min，4℃)，取沉淀用pH7.5的磷酸缓冲液稀释定容250mL，装入透析袋中0-4℃下透析4次后收集透析液(3h换一次水)，再用pH7.5的磷酸缓冲液稀释定容至250mL，得到洋葱蒜氨酸酶液。

[0026] 4.酶催化反应提取洋葱精油

[0027] 将提取的1000mL蒜氨酸溶液和250mL蒜氨酸酶液混合，于pH6.6，压力150Mpa，酶解温度35℃，酶解时间20min的条件下，在压力腔中进行酶催化反应，反应结束后采用减压水蒸气蒸馏技术(蒸馏真空度7kpa，提取时间4.5h，氯化钠添加量为90g/1000mL)提取得洋葱精油。由此方法提取的洋葱精油得率为0.47％。

[0028] 实施例2

[0029] 原料处理：选取0.75kg的白皮洋葱三份分别装入超高压专用袋中进行超高压处理(处理压力630Mpa，时间10min)，取出置于-20℃环境中备用。

[0030] 洋葱的蒜氨酸酶液的制备与洋葱蒜氨酸的提取同实施例一。

[0031] 酶催化反应提取洋葱精油

[0032] 将提取的1000mL蒜氨酸溶液和250mL蒜氨酸酶溶液混合，在pH6.6，压力180MPa，酶解温度40℃，酶解时间30min的条件下，在压力腔中进行酶催化反应，反应结束后采用减压水蒸气蒸馏技术(蒸馏真空度6kPa，提取时间5h，氯化钠添加量为80g/1000mL)提取得洋葱精油。由此方法提取的洋葱精油得率为0.45％。

[0033] 实施例3

[0034] 原料处理：选取0.75kg的黄皮洋葱三份分别装入超高压专用袋中进行超高压处理(处理压力600Mpa，时间15min)，取出置于-20℃环境备用。

[0035] 洋葱的蒜氨酸酶液的制备与洋葱蒜氨酸的提取同实施例一。

[0036] 酶催化反应提取洋葱精油

[0037] 将提取的1000mL蒜氨酸溶液和250mL蒜氨酸酶液混合，在pH6.6，压力200MPa，酶解温度45℃，酶解时间40min的条件下，在压力腔中进行酶催化反应，反应结束后采用减压水蒸气蒸馏技术(蒸馏真空度8kPa，提取时间4h，氯化钠添加量为70g/1000mL)提取得洋葱精油。由此方法提取的洋葱精油得率为0.43％。