大蒜成分之分析方法

大蒜氣味相關研究，最早是由Wertheim於 1844 年所提出（Block et al., 1993;

Harris et al., 2001）。由於蒜素不穩定的特性，很容易降解成多種有機含硫物質

（organic sulfide compounds），其中包括DADS、DATS、DAS及ajoene等化合物

（Shukla and Kalra, 2007）。分析大蒜氣味的方式有水蒸氣蒸餾（steam distillation）

（Yu et al., 1989, Edris and Fadel, 2002）、溶劑萃取（solvent extraction）（Abu-Lafi et al., 2004）、超臨界二氧化碳萃取（supercritical fluid carbon dioxide extraction）

（Calvey et al., 1994）、頂空-固相微萃取（headspace-solid-phase microextraction, headspace-SPME）（Lee et al., 2003）及頂空法（headspace）（Pino, 1992）等萃 取方式，再結合氣相層析質譜儀（gas chromatography/mass spectrometry, GC/MS）

（Martín-Lagos et al., 1995）、高效液相層析儀/紫外光偵檢器（high performance liquid chromatography/ultra-violet detector, HPLC/UV）（Ichikawa et al., 2006）或 液相層析質譜儀（liquid chromatography/mass spectrometry, LC/MS）（Calvey et al., 1994）等分析方式，其中以水蒸氣蒸餾法將精油（essential oil）蒸餾出後，結合 GC/MS為最常見的分析方法（Pino. 1992; Calvey et al., 1994; Ichikawa et al., 2006）。此所得之精油，主要成分為DAS、DADS與DATS（Block, 1985; Yu et al., 1989）。

（一） 分析樣品製備法 高，造成其應用上的限制（Poliakoff et al., 1989）。

頂空-固相微萃取法（headspace-SPME）為新興的萃取方式，由 Arthur 和 Pawliszyn 於 1990 年提出。SPME 是以高分子聚合物當萃取靜相，利用分析物與 高分子聚合物之間的親和力，使分析物於樣品基質與纖維表面相間進行平衡分配 固定螺絲（plunger retaining screw），當推桿固定螺絲下推碰觸到 Z 型（Z-slot）

溝槽的轉角處，即可順時針旋轉將推桿固定使推桿無法回彈，纖維長度亦可藉此 分析（Langenfeld et al., 1996）、空氣、廢水及土壤等環境分析（Chia and Pawliszyn, 1995; Thomas et al., 1996）、農藥檢測（Chen et al., 2007）、食品分析（Miller and Stuart, 1999）、藥物檢驗（Huang et al., 2002）等，而 SPME-GC/MS 是最常用於 分析蔬果產品及加工品的芳香成分及風味等，例如：蘋果（Young et al., 2004）、

芝麻菜（Jirovetzet al., 2002）、起司（Chin et al., 1996）、酒類（Ng et al., 1996）

等。此法亦曾用於分析 Allium 屬雜交種的香氣組成並加以鑑別（Ohsumi et al., 1993; Boscher et al., 1995; Keusgen et al., 2002; Storsberg et al., 2004）。Rohloff

（1999）以此方式測定歐薄荷（Mentha x piperita L.）葉和花之精油組成，結果 顯示SPME 分析具有高可信度且省時。但吸附方式屬於競爭型吸附（competitive absorption），使用時因吸附線性範圍（linear range）小，定量常遭遇困難，需配 pressure liquid chromatography )。其分析原理是藉移動相通過靜相達到分離的效 果；混合物中的各成分在靜相和移動相之間的分配係數不相同，即親和力不同，

的分析效果。管柱位於可調整溫度的烘箱（oven）中，當溫度越高時，氣體流動 的能力越大，因此與液相的平衡改變，試驗進行的速率會變快，但分析效果變差，

雖然藉由壓力的控制亦可以改變氣體的流動速度，流速越快實驗進行速度也會變 快，但相較之下，藉由流速的變化來改進分離效果的成效較差，因此大多分析仍 採 用 控 制 管 柱 溫 度 來 改 善 樣 品 分 離 效 果 。GC 的 偵 測 器 有 質 譜 儀 （ mass spectrometry, MS）、火焰離子化偵檢器（flame ionization detector, FID）、電子 捕 捉 偵 檢 器 （electron capture detector, ECD ） 及 熱 傳 導 度 偵 檢 器 （ thermal conductivity detector, TCD）等，最常用的為 FID。除 MS 可同時提供定性與定量 資訊外，所有偵檢器僅能提供定量資訊（Harris, 2003c）。

MS 的原理為利用熱電子撞擊氣體分子，使其於離子源內離子化（ionization）

產生碎片及離子；帶電粒子於電場中因具有不同之荷質比（mass to charge ratio），

其電場中之運行軌跡亦不同，因此可以區分離子之質量，進而判斷其分子式。分 產物主要為DADS、AMDS；於水蒸餾萃取法所得之產物還增加 DATS 和 AMTS；

以酯類（ether）、己烷（hexane）和油（oil）進行萃取時，所得之產物除前述四 種，還有3-vinyl-4H-1,2-dithiin 和 2-vinyl-4H-1,3-dithiin 等，因此萃取方式不同得 到之產物亦不同（Harris et al., 2001）。Yu 等人（1994）利用 GC/MS 對於 alliin 進行分析，於不同pH 下所得產物也不同，pH = 3 時，主要的產物為（allylthio）

acetaldehyde、3-（allylthio）propanal、3,6-dimethyl-1,2,5-trithiepane、(allylthio)acetic

acid、allyl alcohol 和 acetaldehyde；pH = 5 時，與 pH = 3 時所得產物差異甚大，

主 要 為 DAS 、 2-methyl-1,4-dithiepane 、 （ allylthio ） acetic acid 、 DADS 、 2-ethyl-1,3-dithiane 、 4,6-dimethyl-1,2,5-trithiepane 、 3,6-dimethyl-1,4-dithiane 、 mercaptan 、 acetaldehyde 、 2-acetylthiazole 、 sulfur dioxide 、 ethyl acetate 和 1-propene；pH=7 及 pH=9 時，所得之產物除有 pH=5 時所得之前九種產物外，

還有 allyl alcohol。有研究指出，萃取大蒜時隨著溫度升高，由氨基酸降解所產 生的硫化物也越多，主要的成分為 DAS、DADS、DATS、diallyl tetrasulfide 和 allyl alcohol；高於 140 ℃後會產生含硫的環狀化合物 2,5-dimethyl-1,4-dithianes、

2-methyl-1,4-dithiepane 、 3-vinyl-4H-1,2-dithiin 、 2-vinyl-4H-1,3-dithiin 和 dimethyl-1,2,5-trithiepanes，此類型化合物是典型不需經由酵素作用而產生的化合 物（Yu et al., 1989; Kubec et al., 1997）。但亦有研究者提出不同看法，以低溫萃 取結合‘Cryogenic’ GC/MS、on-column injection 及液相層析儀進行大蒜成分的分 析比較，仍然觀察到3-vinyl-4H-1,2-dithiin 和 2-vinyl-4H-1,3-dithiin 的存在，因此 認為此二環狀含硫化合物並非因高溫處理造成，而是新鮮大蒜中的主要含硫成分