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腊八蒜及其绿色素抗氧化性质研究

中华人民共和国教育部

东北林业大学

毕业论文

论文题目：

腊八蒜及腊八蒜绿色素抗氧化性质的研究

学生：

王德龙

指导教师：

赵晓丹讲师

专业（班级）：

食品科学与工程08级一班

学院：

林学院

2012年6月

东北林业大学

毕业论文任务书

论文题目腊八蒜及腊八蒜绿色素抗氧化性质的研究

指导教师赵晓丹讲师

专业食品科学与工程2008级1班

学生王德龙

题目名称：

腊八蒜及腊八蒜绿色素抗氧化的性质研究

任务内容:

大蒜，是多年生的草本植物，百合科葱属。

地下鳞茎分瓣，按皮色不同分为紫皮种和白皮种。

味辛辣，有刺激性气味，可食用或供调味，亦可入药。

腊八蒜是我国的传统食品，腊八食用腊八蒜已经成为很多地区的习俗。

腊八蒜是广大群众喜爱的食品，不仅风味独特，而且具有一定的保健功能。

本实验研究腊八蒜腌制过程中活性物质的抗氧化性以及腊八蒜绿色素的抗氧化性，为腊八蒜这一传统食品在新时代焕发出原有的风采。

1实验内容

（1）腌制腊八蒜，用15%的乙酸进行腌制

（2）提取分离纯化腊八蒜绿色素，使用75%的乙醇进行浸提，料液比1：

3，使用大孔树脂AB-8进行分离，然后再用amberliteCG-50离子交换树脂进行纯化。

（3）腌制腊八蒜，每隔三日提取活性物质，腊八蒜的醇提物、水提物及浸泡液。

（4）腊八蒜活性物质抗氧化性的研究，采用DPPH·和·OH两个指标

（5）腊八蒜绿色素的抗氧化性研究，采用DPPH·自由基清除法，·OH清除法，超氧阴离子清除法，ABTS清除法。

2时间安排

2011年9月1日~2011年9月20日文献查询，设计实验方案

2011年10月10日~2011年10月30日试验原材料选购，摸索腊八蒜的腌制方法。

2011年11月1日~2011年11月30日腊八蒜腌制，提取，上柱进行分离色素

2011年12月1日~2011年12月31日上柱进行纯化，将色素粗提物纯化

2012年3月1日~2012年4月1日腊八蒜腌制，提取腌制过程中得活性物质，并在低温条件下保存

2012年4月2日~2012年4月20日腊八蒜活性物质以及腊八蒜绿色素的抗氧的研究

2012年5月1日~2012年5月31日写论文，准备答辩

专业负责人意见

腊八蒜及腊八蒜绿色素抗氧化性质研究

摘要

腊八蒜是广大群众喜爱的食品，不仅风味独特，而且具有一定的保健功能。

在腌制腊八蒜的过程中会产生大量的绿色物质（即腊八绿色素），目前国内外关于这个方面的研究不是很多,关于腌制时间对腊八蒜抗氧化活性的影响久未见报道。

本课题通过对大蒜腌制过程进行研究，对腌制期间抗氧化活性物质的变化及绿变色素的抗氧化性进行试验。

主要结论如下：

1.腌制过程中三种提取物：

腊八蒜的醇提物、腊八蒜的水提物和浸泡液。

其中腊八蒜的醇提物和水提物对DPPH·和OH·清除率是随着腌制时间先上升到第9天达到最大值，醇提物对DPPH·清除率最大可达53%，对OH·清除率最高可达61%；水提物对DPPH·最高清除率达49%，对OH·清除率最高可达51%，然后呈下降的趋势，最后趋于平稳，且醇提物的清除效果要好于水提物。

而浸泡液的抗氧化性是随着腌制时间升高而上升的在腌制21日时达到最大，对DPPH·和OH·清除率可达41%、38%，但在腌制21日后就不再升高。

2.在色素的分离和纯化过程中采用了AB-8树脂和AmberliteCG-50两步纯化，本论文采用AB-8富集得到的色素粗提物为研究对象。

先用AB-8大孔树脂进行初步分离，再用AmberliteCG-50离子交换树脂进行纯化，并绘制静态吸附透过曲线和吸附解吸动力学曲线，纯化后的色素的色价明显提高，对DPPH·、·OH、·O2及ABTS的清除率较高，在浓度为6mg/mL时清除率分别可达到80%、85%、58%、88%，抗氧化效果明显好于同浓度Vc。

关键词:

腊八蒜；提取物；抗氧化；绿色素；纯化；AmberliteCG-50

LaBagarlicandgarlicgreenpigmentantioxidantpropertieschange

Abstract

LaBagarlicisglisteningfavoritefood,notonlyuniqueflavor,andhascertainhealthcarefunction.IntheprocessofLaBasaltedgarlicwillproducelargeamountsofthegreensubstances（e.g.LaBagreenelement）,bothathomeandabroad,abouttheresearchisnotmany,saltedgarlictoLaBatimeabouttheinfluenceoftheantioxidantactivitynotseenlongreport.Thistopicthroughtheprocessofsaltedgarlic,saltedtheantioxidantactivityofduringthechangeofmaterialandthegreenpigmentistheoxidationresistanceforexperiments.

Themainconclusionsareasfollows:

1.Intheprocessofsaltedthreeextract:

LaBaofgarlicethanol-extractioncontent,LaBagarlicwaterextractingsandsoakingliquid.OneoftheLaBagarlicethanol-extractionthingsandwatertoextractingsDPPH·andOH·clearanceissaltedwithupto9daystimetoreachamaximum,alcoholextractingsDPPH·clearancetomaximumof53%,OH·clearancecanbeashighas61%;WaterextractingsDPPH·highestclearanceto49%,thehighestofOH·clearancecanbeupto51%,andthenadescendingtrend,finallyreachedaplateau,andalcoholextractingseffectinbettershapethantheclearwaterextractionandcontent.Soakedfluidandtheoxidationresistanceisalongwiththeriseintheriseofsaltedtimefor21atthemaximumofDPPH·andOH·clearancecanamountto41%,38%,butinthefuture,salted21longerrises.

2.InseparationandpurificationofthepigmentintheprocessofusingAB-8resinandAmberliteCG-50twosteppurification,thispaperusingAB-8enrichmentofpigmentgetcrudeextractingsastheresearchobject.UsefirstAB-8macroporousresinforpreliminaryseparation,reoccupyAmberliteCG-50ionexchangeresintopurifyanddrewthestaticadsorptionanddesorptionkineticadsorptionthroughcurvecurve,purificationofpigmentproduceimprovedobviously,toDPPH·,·OH,·O2andtheclearanceABTShigher,intheconcentrationof6mg/mLclearancecanbeachievedwhenrespectively80%,85%,58%,88%,antioxidanteffectwassignificantlybetterthanwithconcentrationVc.

Keywords:

LaBagarlic;Extracts;Antioxidant;Greenelement;Purification;AmberliteCG-50

目录

摘要

Abstract

1绪论····························································1

1.1大蒜的成份和功能··············································1

1.2国内外学术研究动态·············································1

1.3腊八蒜绿色素形成机理···········································2

1.4影响大蒜变绿的因素·············································3

1.5大蒜产业的现状及前景···········································3

1.6本实验的研究意义···············································4

1.7实验内容及技术流程·············································5

2实验仪器及方法··················································6

2.1实验材料························································6

2.2实验药品························································6

2.3实验仪器························································6

2.4腊八蒜的腌制···················································7

2.5腊八绿色素的提取·················································7

2.6腊八绿色素的分离················································8

2.7腊八绿色素的纯化·················································8

2.8腊八绿色素抗氧化研究············································9

2.8.1腊八蒜绿色素对DPPH·的清除效果测定·····························9

2.8.2腊八蒜绿色素对·OH的清除效果测定·······························9

2.8.3腊八蒜绿色素对O2·的清除效果测定································10

2.8.4腊八蒜绿色素对ABTS的清除效果测定····························10

2.9腌制不同天数腊八蒜提取物的制备··································11

2.9.1腊八蒜三种提取物对DPPH·清除效果测定··························11

2.9.2腊八蒜三种提取物对·OH的清除效果测定··························12

3结果与分析······················································13

4结论····························································23

参考文献

致谢

腊八蒜及腊八蒜绿色素抗氧化的性质研究

1.绪论

1.1大蒜成分及功能

大蒜，是多年生的草本植物，百合科葱属。

地下鳞茎分瓣，按蒜皮的颜色不同分为紫皮种蒜和白皮种蒜。

食用起来味道辛辣，有刺激性气味，可以食用或供调味，亦可入药。

大蒜种植是西汉时从西域国家传入我国，经人工栽培繁育深受大众喜食。

中国是世界上大蒜产量最高的几个国家之一，产量占全世界的一半以上。

大蒜味道独特，是广大人民群众的喜爱的菜品，通常鲜食和作辅菜，还经常被加工成蒜酱、大蒜切片、大蒜汁、大蒜粉等产品。

腊八蒜（醋浸蒜）是蒜制品中为广大群众所喜爱的食品，其独特的风味和诱人的色泽为人们津津乐道。

大蒜营养丰富，大蒜中含有钙、维生素、硫胺素、核黄素、尼克酸、蒜素、柠檬醛以及硒和锗等微量元素。

大蒜不光营养丰富，同时还具有一定的医疗保健的功效。

《名医别录》中记载：

大蒜具有“散痈肿魇疮，除风邪，杀毒气”的功效。

在《本草纲目》中记载具有行滞气，暖脾胃，消症积，解毒。

治疗饮食积滞，脘腹冷痛，水肿胀满，痈疽肿毒，白秃癣疮，蛇虫咬伤等功效。

现代医学研究表明，大蒜具有如下作用：

1.很强的杀菌作用。

大蒜中含有大量的含硫化合物，能杀死很多种球菌、真菌和病毒等，是目前已发现的天然植物中杀菌作用最强的一种之一。

2.能有效的防治肿瘤和癌症。

大蒜中含有锗和硒元素可有效抑制癌细胞的生长。

在一项长期的实验调查发现，癌症发病率最低的人群就是血液中含硒量最高的人群。

而大蒜中富含硒元素，故食用大蒜可有效降低得癌症的几率。

3.排除肠道内毒素，防治肠胃类疾病。

大蒜可有效杀死可导致人得胃肠疾病的幽门螺旋杆菌，起到消毒杀菌作用，大大减少得胃肠疾病的几率。

4.降低血糖，有效地预防糖尿病。

大蒜中含可提高体内胰岛素的分泌量的物质，胰岛素产生量增加可以有效降低血糖，提高人体葡萄糖最大耐受量。

5.可以降低得心脑血管疾病的概率。

大蒜可将血管内的脂肪分解，防止血栓的形成，同时降低血液中胆固醇的含量，有效预防心脑血管疾病。

每日食用几瓣蒜，可以有效降低血压，大蒜可帮助保持体内的一种酶数量而避免出现高血压。

除了以上的功效，大蒜还具有治疗一些皮肤病及减肥等功效，是大自然赐予人类不可多得的食物。

[5]

1.2国内外的最新研究动态

关于绿变色素的生成机理，国外最早是在20世纪四五十年代开始的。

1944年，Cruss在研究中发现，在蒜泥中加入适量乙酸，蒜泥会发生绿变，但是当时Cruss还无法解释绿变色素形成的原理（1944，Cruss）。

1950年，Sano对大蒜绿变色素的形成和色调变化开展了实验。

蒜氨酸酶存在于很多种葱属植物中，在蒜泥中加入一定量的蒜氨酸酶的抑制剂可有效地防止蒜泥的绿变，在已用抑制剂抑制绿变的蒜泥中再加入这种蒜氨酸酶，蒜泥又可以发生绿变，说明蒜氨酸酶参与了反应（SanoT，1950）。

[13]

实验研究接着是在1956年，Jolsvn通过实验证实了这种未知的绿色色素并不是叶绿素，但那时的技术还无法确认是什么物质。

赵晓丹博士在其博士课题中研究并发现：

通过测定大蒜绿色素的最大紫外可见吸收峰有两个，分别是440nm和590nm（赵晓丹等，2005）[2]。

是与叶绿素结构不同的，而且叶绿素最大紫外可见吸收峰分别是645nm和663nm。

由此可以得知大蒜绿色素和叶绿素并不是一种物质。

Lee在研究中发现大蒜绿色素是一种含硫含氮及吡咯环的花青素类色素（LeeEJ，2007）。

最近关于绿变产物的研究，韩国Enu-JinLee的最新的研究表明，分别用XAD-16和SephadexLH-20进行分离和纯化，将纯化的样品进行核磁共振分析，得出以下结论[16]：

腊八蒜绿色素分子量大小约为412，根据分子量可推测分子式可能是以下几种：

C25H17NO3SC25H21N3OSC25H33N3OSC25H49NOSC26H21NO2SC26H37NOSC27H25NOSC28H13NOS

1.3腊八蒜绿变的机理

大蒜

↓

打破休眠

↓

反式–（+）–S–（1–丙烯基）–L–半胱氨酸亚砜（PECSO）

很快

↓

蒜酶（alliinase）

色素中间体（colordeveloper）

很慢

↓

游离氨基酸（freeaminoacid）+色素前体物（pigmentprecursor）

↓慢

+羰基化合物（carbonyl）

色素（pigment）

如图上所示，经过前辈们的大量研究发现，绿色素形成的原因同一种叫做反式-（+）-S-（1-丙烯基）-L-半胱氨酸亚砜的物质有关，而这种物质恰好是形成色素的一种中间产物。

1.4影响腊八蒜变绿的因素

Jolsvn通过一系列实验证实色素的形成与多酚酶类和过氧化物酶类无直接关系（1956，Jolsvn）。

通过微波灭酶的方法使打破休眠的大蒜灭酶后，向蒜泥中加入柠檬酸刺激不会变绿，而向其中加入蒜氨酸酶后，再加入柠檬酸刺激大蒜变绿，这同样说明了蒜氨酸酶与大蒜绿变有直接的关系（赵晓丹等，2005）[2]。

在1986年，Luckes研究表明较高温度可以有效抑制大蒜的绿变，而适当的低温则可以促进大蒜的绿变。

[10]在绿变过程中会产生一种叫PESCO（反式-（+）-S-（1-丙烯基）-L-半胱氨酸亚砜）的物质，在形成过程中PESCO含量很会升高，而不绿变的蒜PESCO含量很低；高温会抑制PESCO的生成，而低温则会促进PESCO的形成；如果向不发生绿变的蒜中加入这种物质，会使蒜变成绿色，而且在一定范围内，绿变程度会随着加入PESCO的量成线性关系，由此证明绿变的原因与PESCO有关系（1986，Luckes）。

[10]

近几年国内也有人研究绿变色素，2002年，江英教授在研究蒜泥绿变的过程中发现，在色素形成的过程中氨基酸也有参与，氨基酸含量多少会影响色素的形成，在研究过程中发现只有含游离羰基和氨基的氨基酸才能形成色素。

同时，在色素的形成过程中，羰基化合物参与了反应，而且所形成的色素的颜色随着羰基化合物含量不同而异，这说明了色素形成也与羰基化合物含量有关（2002，江英）[22]。

将大蒜打碎，向其中加入所有种类的氨基酸，在60℃条件下反应3h，发现不同氨基酸添加后呈现不同颜色，因此推测大蒜绿色素的形成是和氨基酸有着密切的关系的（JungeumCHO，2009）。

硫代亚磺酸酯是蒜氨酸酶对PECSO作用而产生的产物。

通过对大蒜中硫代亚磺酸酯的含量和蒜泥过滤液吸光值的关系研究表明，大蒜绿变能力同硫代亚磺酸酯含量呈正相关系，由此推测硫代亚磺酸酯是参与大蒜绿变反应的重要物质，其含量决定了大蒜的绿变能力。

用乙酸浸泡的大蒜中，硫代亚磺酸酯含量与大蒜绿变程度呈线性负相关关系，也说明硫代亚磺酸酯参与了大蒜绿变反应且是抑制大蒜绿变（李蕾等，2005）[12]绿色素不稳定，将大蒜浸泡在5%乙酸中，开始时形成的是一种蓝色色素，但是蓝色色素很不稳定，接触空气很容易氧化成黄色色素，两者共同作用使色素呈现绿色，其中4～25天绿色素逐渐加深，25天之后绿色逐渐减淡，最后全部转化成黄色素（BaiB，2005）[4]。

绿色素对热、光照酸碱度很敏感，盐类也能影响其稳定性（陈聪，2008）。

[20]

1.5大蒜产业的现状及前景

在我国，大蒜栽培范围很广，年产量占世界总产量的75%，产量排名世界第一。

我国是大蒜出口大国，我国附近的国家绝大多数大蒜都是从我国进口的。

一直以来我国多以粗产品——鲜蒜销售为主，对大蒜深加工的厂家很少。

目前国内大蒜加工厂生产的产品主要是一些初级产品，如脱水蒜制品、蒜泥，糖醋蒜等，利润相对较低。

在我国大蒜加工和贸易中腌渍产品占据了主要位置；而在发达国家高品质、高价格的大蒜制品越来越受到食品厂家的推崇并且发展十分迅速。

[5]

在国外，一些发达国家对大蒜研究十分重视，特别是在科学技术特别发达的今天，对大蒜研究越来越深入，发掘了大蒜一些独特的功效，大蒜及大蒜制品越来越受到人们的重视及喜爱，很多国家争相研制大蒜制品，目前对大蒜的综合开发利用，大蒜已经不再停留鲜食，目前已经广泛应用于临床医学，研发并生产了许多制剂，已经取得不俗的疗效。

当今社会发展飞速，但随之带来的问题也很多，大量滥用药品导致一些合成的药品疗效降低，人们不得不寻找新的解决办法，人们发现天然资源在这方面表现更好。

由此大蒜的特殊功能在人类社会的发展中体现了它自身的价值。

[28]大蒜的各类制品成为了争相购买的产品。

但是大蒜这一被世界许多国家视为珍品的物产，我国却一直未能意识到大蒜产业的未来，没有形成大蒜生产销售的产业链。

相比之下在许多发达国家，大蒜的各类产品，成为每家每户生活必需品，在人们生活中起到了很大的作用。

目前国内最需要的是大力发展大蒜产业化，加强科研攻关，形成开发高档大蒜深加工产品及有机大蒜产品的产业区产业链，，也可提高蒜农的收入。

由于大蒜独特的药用和保健功能，大蒜各种制品前景非常广阔，所以，要大力运用高科技提高大蒜产品品质和产量，高新技术可促使传统产业朝低耗、高附加值方面发展。

比如基因工程、现代食品加工的膜分离技术、杂交技术、分子技术以及优质高产栽培技术等。

同时，要尽快实现大蒜生产的标准化。

只有通过建立大蒜生产的良好规范，严格按照国际质量认证体系的标准进行生产，使得我国的大蒜制品蜚声海外，取得良好的信誉和树立国内大蒜企业的良好形象。

[5]

1.6本试验的研究意义

近代科学研究表明，人体老化主要是因为体内发生氧化作用，而自由基是造成人体衰老和很多疾病的根源，帕金森症、心脏病、老年痴呆症等疾病都是由自由基氧化而导致的。

随着科学的进步及人们对食品安全的日益关注，越来越多的人开始意识到化学合成抗氧化剂的潜在危害。

在人们对生活质量要求越来越高的情况下，近几十年来天然抗氧化剂的提取有了蓬勃的发展，而且人们也更倾向于植物提取物来源的天然抗氧化剂。

研究表明很多天然抗氧化剂对油脂和含脂食品具有比合成抗氧化剂更强的抗氧化能力，因此日益受到国际学术界的重视，天然抗氧化剂的研究和应用也成为相关行业最活跃的领域之一[1]。

腊八蒜作为广大人民群众所喜爱的食物，其中含有含硫化合物（即绿变色素前体），具有较强的抗癌症，抑制肿瘤的功效，而且腊八蒜绿色素具有清除自由基的作用，如果能将这种色素进行工业化生产，作为一种可以添加到食品中的产品，这是具有十分深远的意义。

关于大蒜绿变色素生成的机理的研