本项目结合大蒜素在生物活性与稳定性两方面取得的重要研究成果,分析现代大蒜加工工艺中存在的不足,及民间传统食品(工艺)- - 油浸大蒜的潜在优势,并针对该工艺存在的关键性且富争议的问题- - 大蒜素在油脂中的稳定性- - 进行深入研究。项目拟借助热质联用与红外光谱技术,研究大蒜素在系列单一油脂成分中的热分解与动力学特性,构建转化历程与动力学方程,结合理论计算,探讨油脂所含官能团对大蒜素稳定性的影响及机制,初步揭示"大蒜素在不同油脂中稳定性不同"的原因,为油浸大蒜的质量与安全、以及工艺的优化提升提供理论支持,亦可为大蒜素的储存与分散提供理论参考。该项目的创新性在于1)研究方法创新。从油脂成分所含官能团的角度,研究其对大蒜素稳定性的影响,避免了直接从成分角度研究,体系复杂,难以量化的缺点。2)机制与理论创新。通过该项目的研究可为大蒜素的稳定特性与机制提供新的内涵,亦可为大蒜关联产品的开发提供新的理论依据。
Garlic;Allicin;Stability;Mechanism;Phenolic compounds
1)大蒜素在一定程度上会抑制蒜酶的活性,但不会导致蒜酶的完全失活;有机溶剂对蒜酶的影响比较复杂,其中氯仿、二氯甲烷可以导致蒜酶几乎完全失活,而正己烷、正戊烷、油脂类物质对蒜酶的活性影响则不明显。氯仿、正己烷(包括油脂)等非极性溶剂萃取大蒜素,得到的大蒜油以3-乙烯基-1,2-二硫环己-4-烯(4X)和3-乙烯基-1,2-二硫环己-5-烯(5X)为主;而用乙酸等质子溶剂萃取,则大蒜油成分以二烯丙基三硫醚(DATS)、二烯丙基二硫醚(DADS)为主。2)大蒜素在正戊烷、乙醇溶剂中的分解活化能分别为56.0、72.0 kJ/mol,指前因子分别为9.2×105、1.5×106。采用B3LYP方法,在6-31+G(d,p)基组下计算了大蒜素与正戊烷、乙醇的相互作用能分别为1.12、31.18KJ/mol,说明大蒜素与乙醇分子间存在较强的相互作用;采用自然键轨道理论分析了以乙醇为溶剂的体系中电子供体(Donor)轨道、电子受体(Acceptor)轨道以及它们之间相互作用的稳定化能,结果表明大蒜素分子中的氧原子的孤对电子O(13)对乙醇分子的羟基(O(21)一H(20))的反键轨道稳定化能为45.45 kJ/mol。3)温度或浓度越高,大蒜素水溶液的稳定性越低;温度相对较低或大蒜素浓度较高时,大蒜素的分解产物越趋向于以3-乙烯基-1,2-二硫环己-4-烯和3-乙烯基-1,2-二硫环己-5-烯为主的环状物;反之,产物以二烯丙基二硫醚等直链化合物为主。溶液的酸性越强,大蒜素越稳定。4)采用硅胶柱层析、反相柱层析、凝胶层析、大孔树脂等分离手段,结合高分辨质谱、红外、紫外、一维或二维核磁共振等表征手段,从大蒜中分离、鉴定了20多个化合物,其中六个为新化合物。研究了从大蒜中分离得到14个酚类化合物对大蒜素、蒜氨酸、蒜氨酸酶稳定性的影响,发现了两个化合物对蒜氨酸、蒜氨酸酶有重要的影响,其中槲皮素对蒜氨酸热降解的抑制作用最强,而大蒜酮A对蒜氨酸酶抑制活性最高。