D4020大孔树脂分离姜油树脂中的姜酚

第41卷第3期Vol．41No．3山东大学学报（工学版）JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY （ENGINEERING SCIENCE ）2011年6月Jun．2011收稿日期：2011-01-22基金项目：科技部农业科技成果转化资助项目（2008GB2C600178）作者简介：王艳（1986－），女，山东枣庄人，硕士研究生，主要研究方向为天然产物有效成分的分离．E-mail ：wangyan121314@126．com *通讯作者：杜爱玲（1956－），女，山东烟台人，教授，硕士，主要研究方向为天然产物有效成分的提取分离以及材料腐蚀与防护．E-mail ：duail@sina．com文章编号：1672-3961（2011）03-0148-06D4020大孔树脂分离姜油树脂中的姜酚王艳，杜爱玲*，薛岩明，杜爱琴（山东大学化学与化工学院，山东济南250061）摘要：为了获得一种高效、洁净的姜酚分离方法，选用乙醇－水体系为柱层析方法流动相，固定相为D4020大孔吸附树脂，从超临界二氧化碳提取的姜油树脂中分离姜酚。

用紫外分光光度法对各段洗脱液进行跟踪检测，确定含姜酚的洗出段。

用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography ，HPLC ）和气相色谱质谱联用法（gas chromatography-mass spectrometer ，GC-MS ）对含姜酚的洗脱液进行检测。

研究结果表明，在保证86.11%收率的条件下，姜酚的峰面积百分数为71.98%；经二次柱层析纯化后，姜酚的峰色谱面积百分数可达96.27%，收率为76.75%。

该方法在分离纯度和收率上都获得了好的效果。

关键词：姜酚；大孔树脂；高效液相色谱法；气相色谱质谱联用法中图分类号：TQ028文献标志码：ASeparation of gingerols from ginger oleoresin with D4020macroporous resinWANG Yan ，DU Ai-ling *，XUE Yan-ming ，DU Ai-qin（School of Chemistry and Chemical Engineering ，Shandong University ，Jinan 250061，China ）Abstract ：In order to find an efficient clean method to separate the gingerol ，a ethanol-water solution was used as mo-bile phase ，and the D4020macroporous resin was used as the stationary phase．Based on column chromatography analy-sis ，the gingerols were separated from supercritical carbon dioxide extracted ginger oleoresin．Eluates in every stage were measured by UV to find out the sections containing gingerols．Then ，the samples containing gingerols were meas-ured by HPLC and GC-MS．The results showed that a average peak area percentage was 71.98%at the yield of 86.11%．After further purification ，the peak area percentage of gingerols rose to 96.27%at a yield of 76.75%．This method could achieve good results in both purity and yield．Key words ：gingerols ；macroporous resin ；high performance liquid chromatography （HPLC ）；gas chromatography-mass spectrometer （GC-MS ）0引言姜酚（gingerols ）作为生姜（zingiber officinaterosc ）的主要活性成分之一，有很高的药用价值。

现代药理学研究显示姜酚能够有效去除自由基，具有止呕［1］、消炎［2］、抑制血小板凝聚［3］，抗溃疡［4］、抑制肿瘤［5］等功效。

姜酚类物质包括［6］-姜酚、［8］-姜酚、［10］-姜酚、［12］-姜酚等，分子结构如图1所示，其中含量最高的为［6］-姜酚［6-7］。

姜酚的化学性质很不稳定，在加热或酸性条件下易转化为姜烯酚（shaogaols ）［8］，在更高温度或碱性条件下转化第3期王艳，等：D4020大孔树脂分离姜油树脂中的姜酚149为姜酮（zingerones）［9］。

n=4：6-姜酚；n=6：8-姜酚；n=8：10-姜酚；n=10：12-姜酚图1姜酚的分子结构Fig．1Molecular structure of gingerols生姜中有效成分的提取方法主要有溶剂萃取法、水蒸气蒸馏法和超临界CO2提取法［10-11］。

超临界CO2提取法的操作温度低，可以很好地保留使生姜中的热不稳定成分［12］，所得姜油树脂中含有姜烯酚、姜酚等大多数辛辣组分［13］。

为了获取高纯度的天然姜酚，国内外学者做了大量实验研究。

例如，1992年Zarate利用闪蒸层析与真空层析相结合的方法分离出姜酚，但分离效果并不理想［14］；2004年，张雪红等人利用半制备型高效液相色谱仪分离出［6］-姜酚单体［15］；2005年黄雪松等人通过硅胶干柱层析、制备薄板层析、葡聚糖凝胶层析等方法反复纯化得到了高纯度结晶姜酚［16］。

但是，许多方法由于成本、收率、环保、工艺过程等方面的问题，限制了工业化的推广。

为了寻求更为可行的工业化分离方法，谷成燕等人以AB8大孔树脂作为柱层析固定相，在乙醚－正己烷体系的洗脱下，较好地分离出了姜油树脂中的姜酚［17-18］，但在纯度和收率等方面尚待提高。

本研究拟从原料和分离体系两方面改变姜酚的柱层析分离工艺。

原料采用超临界CO2提取的姜油树脂，以D4020大孔吸附树脂为固定相，乙醇－水体系为流动相，分离目的物为姜酚。

用UV跟踪检测洗脱液样品在230nm、280nm处的特征吸收［19］，研究洗脱剂组成和柱高对分离效果的影响；并对所得姜酚样品进行HPLC和GC-MS分析，进行定性和定量的表征。

1材料与方法1.1仪器和试剂玻璃层析柱（内径12mm）；TU-1901双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器公司；HP1100LC-MSD高效液相色谱仪，美国安捷伦公司；HP6890N-5972NMSD气质联用仪，美国安捷伦公司；姜油树脂，南阳张仲景现代中药发展有限公司；大孔吸附树脂，南开大学化工厂；乙醇（分析纯），天津市广成化学试剂有限公司；姜酚标样，美国Sigma公司。

1.2柱层析分离大孔吸附树脂经过预处理后湿法填充至层析柱中，作为固定相。

姜油树脂经离心除去固体不溶物后称取2.00g加至固定相上方。

以经超声脱气的乙醇－水体系作为流动相，在不同洗脱剂配比和填充高度下进行对比实验。

流量控制在1mL/min，每10mL一管接收洗脱液，并按次序编号。

1.3UV、GC-MS和HPLC检测分析对柱层析各段洗脱液样品进行UV跟踪检测，得到波长230nm、280nm下的紫外吸光度，并以样品编号为横坐标绘制吸光度洗脱曲线。

姜油树脂和所得姜酚样品进行GC-MS分析。

色谱条件：起始温度60ħ，不停留；以10ħ/min速率升温至120ħ，不停留；以5ħ/min速率升温至270ħ，停留50min；进样口温度为280ħ，不分流；载气为氦气，流速为1mL/min；传输线温度为270ħ。

质谱条件：电离方式为电喷雾电离电子能量70eV；离子源温度为240ħ。

姜酚标样、姜油树脂和所得姜酚样品进行HPLC分析。

色谱条件：ODS柱，柱温25ħ；流动相为甲醇－水体系，梯度洗脱，流量1mL/min；DAD 检测器，检测波长230nm、280nm。

2结果与讨论2.1洗脱曲线上姜酚洗出段的确定根据姜酚的紫外吸收特性及与姜酚标准样品的HPLC对比确定姜酚的洗脱段。

姜酚标样的HPLC 见图2。

根据UV测试结果绘制的洗脱曲线中有前后两个峰，如图3 6所示。

其中，前峰的280nm吸光度明显较高，为姜酚的特征吸收，而后峰的230nm 吸光度相对较高，此为共轭体系的特征吸收。

由此可初步判断前段为姜酚的洗出段，而后段是分子结构中包含共轭体系的其他组分。

将前段洗脱液进行HPLC检测，并与姜酚标样的测试结果进行比对，结果显示它们主谱峰的保留时间都在3min左右，从而进一步验证了前段为姜酚的洗出段。

而后段洗脱液的HPLC谱图在3min前后没有吸收峰，表明其中不含姜酚。

2.2主要工艺条件的确定2.2.1洗脱剂组成对分离效果的影响洗脱剂的组成是本实验最主要的影响因素。

通过姜油树脂在不同体积分数乙醇水溶液中的溶解性实验发现：当乙醇体积分数高于80%时，姜油树脂极易溶解；随着乙醇体积分数的降低，溶解性逐渐下150山东大学学报（工学版）第41卷降；当乙醇体积分数低于60%时，部分组分难以溶解。

因此，作为洗脱剂的乙醇水溶液浓度必须适中。

图3、图4和图5分别是体积分数为75%、70%和65%的乙醇作为洗脱剂时各段洗脱液的吸光度曲线。

固定相填充高度40cm 。

图2姜酚标样的HPLC 谱图Fig．2Liquid chromatogram of standard gingerol图3乙醇体积分数为75%的洗脱曲线Fig．3Eluant curve of 75%ethanol volume fraction图4乙醇体积分数为70%的洗脱曲线Fig．4Eluant curve of 70%ethanol volumefraction图5乙醇体积分数为65%的洗脱曲线Fig．5Eluant curve of 65%ethanol volume fraction当乙醇体积分数为75%时，前后两洗出段的峰值最高，但分离度稍差。

当乙醇体积分数降至70%时，峰值降低，同时分离度有所提高。

当乙醇体积分数继续降至65%时，峰值大大降低，保留时间延长，并发生了较严重的拖尾。

这是因为当被分离组分在洗脱剂中的溶解度过高时，其在固定相上的吸附就相对变差，影响分离效果；而当被分离组分在洗脱剂中的溶解度过低时，会使脱附非常困难，同样不利于分离。