大蒜素在油脂成分中的稳定特性与机理研究

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。

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。