超声辅助提取法是利用超声波增大物质分子运动频率和速率,增加溶剂穿透力,提高溶质溶出速度,缩短提取时间的提取方法。它利用超声波产生的强烈振动、高加速度和空化现象等效应,加速目标物进入提取溶剂,缩短提取时间,节省有机溶剂。对于解决蒜氨酸提取效率低和蒜氨酸酶活性的修复等问题极具发展潜力。本文以新鲜大蒜为原料,采用均匀设计法优化了蒜氨酸酶的扫频超声辅助提取工艺,并采用中心组合设计法优化蒜氨酸的单频/双频聚能式超声辅助提取工艺。　　 采用4因素5水平均匀设计优化法,以酶活为指标,考察了上振板超声频率、提取液Ph、超声提取时间和超声发生时间对蒜氨酸酶活性的影响。在每升处理液超声额定功率8W、扫频周期18ms、扫频幅度±2kHz、下振板超声频率固定为68kHz、脉冲超声间歇时间10s、料液比100:200g/Ml的条件下,得到最佳操作参数:上振板超声频率68kHz、提取液Ph6.64、超声提取时间30min。　　 以二级动力学模型为基础,建立了大蒜中蒜氨酸酶扫频超声辅助提取的平衡浓度、起始提取速率和提取速率常数三个动力学参数随提取液Ph和上振板超声频率两个变量变化的数学模型,及提取液中蒜氨酸酶活性随以上两个变量变化的动力学模型,这些模型可为该技术的工业化应用提供一定的理论参考。　　 为了快速准确地测定蒜氨酸含量,建立了高效液相色谱方法。采用C18(5.0μm,4.0mm×250mm)色谱柱,流动相10%甲醇、流速0.7mL·min-1、紫外检测波长214nm、柱温25℃、进样量20μL。在100-300μg·Ml-1范围内,峰面积与蒜氨酸浓度呈较好的线性关系(y=11525x+25791,R2_=0.9994)。稳定性相对标准偏差(RSD)为0.26%、日内精密度RSD为0.05%、日间精密度RSD为1.27%、回收率为98±1.92%(Mean±SD,n=5)。　　 大蒜在破碎过程中蒜氨酸酶易将蒜氨酸催化分解,故在提取蒜氨酸之前需对完整大蒜进行灭酶处理。采用传统水浴加热法进行灭酶,并对灭酶时间和灭酶温度进行对比优化,选出合适的灭酶条件参数:时间20min,温度90℃,得率为0.83%。　　 采用Box-Benhnken中心组合设计及响应面分析法,以蒜氨酸得率为指标,优化得出聚能式单频超声辅助提取和聚能式双频超声辅助提取的最佳工艺条件。在超声发生/间歇比8:4s/s,料液比100:600g/Ml及超声功率275W的条件下,单频处理的优化结果为超声提取时间90min、乙醇浓度0%、初始温度35℃,得率为1.87%;在料液比150:3000g/Ml,每个超声探头发生时间8s及平均超声功率418W的条件下,双频处理的优化结果为超声提取时间74min、乙醇浓度0%、初始温度,50℃,得率为1.51%。　　 另外,优化了超滤的工艺参数,包括过膜压力和蠕动泵转速。结果表明,截留分子量为5000Da的中空纤维膜组件对蒜氨酸分离的最佳条件为过膜压力0.3Mpa,蠕动泵转速120r/min,得率0.94%。　　 以单位体积内物料所获得的能量为标准,将单频超声辅助提取液和双频超声辅助提取液的体积进行转化,其他操作参数均选用优化试验得到的最佳值进行试验,并以60℃下恒温搅拌处理的物料作空白对照。结果表明无论是单频(得率1.446%)还是双频(得率1.492%)聚能式辅助提取均优于传统的热浸提(得率1.338%),同时双频聚能式超声比单频聚能式超声更有利于大蒜中蒜氨酸的溶出。