毕业论文 生姜中有效成分的提取及测定研究进展 精品

【标题】生姜中有效成分的提取及测定研究进展

【作者】朱磊

【关键词】生姜姜精油姜辣素姜油树脂提取分析测定

【指导老师】贺薇

【专业】化学

【正文】

1、引言

姜又名地辛、百辣云，系姜科多年生宿根草本植物的根茎，它既是香料也是医药、食品、化妆、工业的天然原料。中国是生姜的主要生产国之一，年出口量占世界总出口量的40%，我国中部、东南部至西南部都广为栽培，在河南、山东、湖北、四川等省种植较多，我国生姜产量高，但由于生姜鲜美不耐贮藏等原因，常造成大量损失。实践证明，如果将生姜加工成姜油，则经济效益可提高3～5倍。随着食品加工技术的进步，应用现代工艺技术提取生姜制成的姜精油、姜辣素、姜油树脂等深加工产品越来越受到推崇，广泛运用于餐饮、美容、医药等行业，为了满足市场需求，对生姜成分的研究和提取具有重大意义。

姜的现代加工方法主要有水汽蒸馏法、溶剂浸提法、压榨法、超声波法、微波辐射萃取法、液体浸CO2提法和超临界CO2萃取法等。根据加工方法及所含组分的不同，得到姜精油和姜油树脂两种深加工产品。姜的化学成分组分分析可分为挥发油组分分析和姜辣素组分分析两部分，目前分析过程中主要采用的方法有薄层层析法(TLC)、高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、气质联用(GC—MS)、顶空固相微萃取等手段，为取得较好的成分分析效果，大都是几种方法配合使用。因此本文针对生姜中有效成分的提取和测定进行文献综述，希望对研究生姜有效成分新的提取和含量测定方法提供一定的理论依据。

2、生姜有效成分简介

生姜营养丰富，含精油、姜辣素和微量矿物元素等，生姜的化学成分复杂，已发现的有100多种，可分为挥发油、姜辣素和二苯基庚烷3大类，另外还含有多种氨基酸、维生素及多种功能性成分。

2.1姜精油

姜的挥发油是一种与水不相溶的油状液体，可经水蒸汽蒸馏法获取，其化学成分主要为萜类物质，其中倍半萜类碳水化合物占50%～60%，氧化倍半萜烯类占17%，其他主要是单萜烯类碳水化合物和氧化单萜烯类[1]。油中主要成分为姜醇、姜烯、水芹烯等。其精油中存在的1′﹣乙酰氧基胡椒酚乙酸脂则是姜中最主要的有效成分，具有抗菌、抗癌、抗溃疡、杀虫等生物活性，也是香味和辣味的主要组分。单萜类和倍半萜类这两类物质的含氧衍生物大多有较强的香气和生物活性，是医药、食品、香料和化妆品工业的重要原料。

2.2姜辣素

姜辣素是生姜中的主要有效成分，它不仅是生姜特征风味的主要呈味物，也是生姜多种药理作用的主要功能因子，它具有镇吐作用、温里作用、抗菌、抗血小板凝聚

等多方面的药理作用。它主要存储在姜油树脂中，姜油树脂在贮存过程中，姜辣素含量会增加。姜辣素是姜中的辣味成分，是多种物质构成的混合物，其结构中均含有3﹣甲氧基﹣4﹣羟基苯基官能团，根据该官能团所连接脂肪链的不同，可把姜辣素分为姜酚类、姜烯酚类、酮类、姜二酮类、姜二醇类等不同类型，其中，6–姜醇的含量占50%以上。此外，姜中还存在一些微量的辣素成分，如甲基姜醇、二氢姜醇、甲基姜烯酚、六氢姜黄素等[2-3]。

2.3二苯基庚烷

二苯基庚烷是姜的主要化学成分之一，它是一类具有1,7﹣二取代苯基并以庚烷骨架为母体结构的化合物的统称，可分为线性二苯基庚烷类和环状二苯基庚烷类化合物。有关研究表明，该类化合物有抗氧活性，在1996年又从生姜的二氯甲烷中分离出5个新的二苯基庚烷化合物[4]。

2.4挥发油与姜油树脂的区别

姜精油和姜油树脂是目前姜的两种深加工产品，二者均是从姜中抽取出来的微量、高价的浓缩物质，属植物油脂。

挥发油是指从姜根茎中用水蒸气蒸馏的方法得到的挥发性油份，几乎不含高沸点成分，是一种透明、浅黄到橘黄色可流动的液体，具有浓郁的芳香气味，其折光率为1.4880～1.4940，旋光度为28°～45°，密度为0.871～0.882[1]，主要应用于食品及饮料的加香、调味，也是国内外市场需要的价格不菲的香精原料和药用原料。姜油树脂则是用有机溶剂萃取姜根茎，然后回收有机溶剂，剩下的比较粘稠的半液体物质。它既含有少量精油的挥发成分，也含有精油不具备的非挥发性的脂肪成分，是一种深琥珀色至深棕色的粘稠液体，几乎不溶于水，醇溶度也较低，静置后可产生粒状沉淀，折光率1.488 ～1.498（20℃），旋光性（﹣30℃）～（﹣60℃）（20℃）[1]。因此姜油树脂口感芳香、辛辣，含有姜作为香辛料的全部风味。其中不挥发成分在呈香方面有着逼真作用，且对挥发性精油起着天然定香剂的作用。因此姜油树脂的高沸点不易挥发的特性特别适用于需要进行高温加工的食品，是一种高品质的调味料和食品配料。

3、生姜中有效成分提取方法

目前生姜中有效成分的提取方法主要包括：水蒸汽蒸馏法、溶剂浸提法、压榨法、超声波法、微波辐射萃取法、超临界CO?萃取法、干柱层析法和分子蒸馏技术等。根据提取方法及所含组分的不同，可得到姜精油、姜油树脂和姜辣素等深加工产品。

3.1水蒸汽蒸馏法

水蒸汽蒸馏法是传统的生姜加工方法，它是利用道尔顿分压定律，分离难溶于水的成分。通常是将鲜姜或干姜在蒸馏前捣碎然后在常压或加压下，通入水蒸气以使姜油在低于其沸点的温度下馏出。水汽蒸馏法提取生姜油的具体方法步骤为：（1）原料预处理；（2）烘干；（3）粉碎；（4）蒸馏、冷却；（5）油水分离。该法主要获得姜中挥发性较大的精油，挥发性较小的部分，如某些酚类衍生物，因其独特的物理化学性质及分子结构，难以随水蒸汽蒸出，所以水汽蒸馏法只能提取姜中的部分姜油，其得油率在1.5%～2.5%左右，此法操作简单，投资少，但缺点是蒸馏时间长，得油率低，且无法提取姜辣素组分，因而提取的姜精油风味与生姜有一定的差别。

由于姜油储藏在根茎角状细胞的空隙中，在根茎的表皮和内部都有分布，在提取姜油前，生姜的不同干燥方法对获得的姜油在组成、质量上有较大的影响，鲜姜干燥成干姜将有许多低沸点的萜类丢失，即使采用冷冻干燥法，也有痕量组分丢失，因