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不同提取方法生姜提取物中成分的比较研究 食品科学专业 研究生熊华指导教师马 力教授 姜通称生姜，为姜科植物姜的鲜嫩茎，属多年生草本宿根植物( z i n g i b e r o f f i c i n a l er o s c ) 。原产东南亚，我国自古就有栽培，四川、中部和南部地 区普遍分布，姜的成分和功能被广泛地进行研究，姜的香气及风味取决其挥 发性油姜精油( e s s e n t i a lo i l ) ，姜的辛辣风味主要来自非挥发性油姜油树 脂( 0 1 e o r e s i n ) 中的姜辣素，并且姜中含有许多微量元素和对人体有益的 成分。姜是古老的香料也是医药、食品、化妆工业的天然原料，生姜的化学 组分很复杂，已发现的有l o o 多种，可分为挥发油、姜辣素和二苯基庚烷3 大类，此外、另含多种氨基酸、维生素和六氢姜黄素及铁、铜、锰、锌、铬、 镍、钴、锗等微量元素。目前，经过许多专家的研究就姜油的提取工艺已进 行的研究较多也较为成熟，但对其不同提取方法提取挥发油和姜辣素组份分 析，生姜中有效成份的认指工作，以及关于姜辣素组份的合成和其天然姜辣 素的化学结构研究开展得较少，有待于进一步探讨。因此，对生姜有效成份 测定方法的研究，直接影响着生姜的开发应用、生姜的加工与贮藏、对于生 姜的品质育种和栽培等产业的发展有重要意义。 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、 液体c o ：浸提法和超临界c 0 ：萃取法。根据加工方法及所含组分的不同，得到 姜精油和姜油树脂2 种深加工产品。溶剂浸提法最佳工艺条件为：即颗粒度 为3 0 目，浸泡时间为1 0 小时，料剂比为1 ：1 0 。 姜的提取物化学成分可分为挥发油和姜辣素分析两部分，目前分析过程 中主要采用的方法有薄层层析法( t l c ) 、高效液相色谱( h p l g ) 、气相色谱 ( g c ) 、气质联用( g c m s ) 、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。 本论文采用高效液相以辣椒碱为标准品进行检测，另采用薄层层析法， 红外光谱光度法，和根据姜酚的特征紫外吸收测定反应物的吸光度，以香草 醛为标准品进而评价姜酚的含量，同时我们采用芦丁为标准品对生姜中黄酮 类检测。 实验表明有机溶剂浸提法提取姜油树脂，提取率较低，并且从红外光谱 图中可看出，三种方法均有有机溶剂的残留，干扰了检测的准确性。并且由 于有机溶剂必须回收，必须消耗大量的能量，同时样品中存在溶剂，直接影 响了样品质量。但是有机溶剂浸提法工艺流程简单，投资较少，适合于大规 模工业生产。 姜油的超临界c o ：提取工艺能够更全面的提取姜中的有效成分。这种方 法的优点在于无溶剂残留、选择性强、易于控制。避免了溶剂提取存在的缺 陷，防止了低沸点精油的损失以及高温对热敏性物质的破坏，能够迅速萃取 出高沸点的尾香，使姜油树脂的香气更加纯正；而且防止了溶剂法造成的溶 剂残留，提高了产品的质量和外观，使产品符合天然、安全、健康的要求。 对比姜油的超临界c o 。提取工艺和有机溶剂浸提法比较，超临界c o ：提取 工艺能够更全面的提取姜中的有效成分。 关键词：生姜姜油树脂有机溶剂分析比较 t h ec o m p a r er e s e a r c ho f i n g r e d i e n to fg i n g e r e x t r a c t i o nw i t hd i f f b r e n td i s t i i n gm e t h o d s s p e d a l t yo ff o o ds c i e n c o p o s t g r a d u a t ex i o n gh u as u p e r v i s o r m a “ g e n e r a l l ys p e a k i n 舀w h a tw ec a l l e d “百n g e r ”i no u rd a i l yi i f ci sj u s tt h et e n d e r s t e mo f 百n g e lg i n g c ri sap e r e n n i a lh e r b a c e o u sz i n g i b e ra n do r 追i n a t e df m m s o u t h e a s tc h i n a w i t hal o n gh i s t o r yi nc h i n a ，p l a n t i n go fg i n g e rh a v eb e e n s p r e a d i n gf a ra n dw i d e ，e s p e d a l l yi i ls h i c h u a np r o v i n c e ，t h em i d d l ea n d s o u t ho f c h i n a t h es t u d i e sf o r t h ec o m p o n e n t sa n df u n c t i o n so fg i n g c ra r ew i d e l yg o i n g o n s of a r w eh a v ek n o w n ：g i g e r ss m e ua n dn a v o ra f ed e t e n n i n e db yt h e e s s e n t i a lo i l ( v o l a t i l e o i l ) ，i t sp i q u a n c yc o m e sf r o m 百n g e r o l ( e l e m e n i so f o l e o r e s i n ) a n di th a sag r e a td e a lo ft r a c ee l e m e n t sa n dg o o d f o r - h e a l t h c o m p o n e n t s b e i n ga na n c i e n ts p a c e y g i n g e r sa t ea l s o t h er a wm a t e r i a l sf o r m e d i c i n e ，f o o d ，a n dc o s m e t i c si n d u s t r i e s s o m p l i c a t e d ，t h ea m o u n to ft h e c h e m i c a lm a k e - u p so fg i n g e rf o u n db yh u m a n s 锄o u n tt oo v e r1 0 0 t h e ya r e d i v i d e di n t o3m a i nc a t e g o r i e s ：n 叩h t h a ，舀n g e r o la n dd i a r y l h e p t a n o i d s 1 n a d d i t i o n ，g i n g e rh a ss o m ek i n d so fa m i i l o p h e n o l sa n dv i t a m i n s ，c u r c u m i na n d m a n yt r a c ee l e m e n t ss u c ha sf e ，c l l ，m n ，z n ，c r ，n i ，c 0 ，g ea n ds oo n a tp r e s e n t ， s i n c eag r e a tm a n yo fe x p e f t sh a v es t u d i e dt h et e c h n i q u e sf o re x t m c t i n gg i n g c ro i l m a n yt i m e s ，o u rt e c h n i q u e sa r ea d v a n c e d h o w e v e r 】i nt h eo t h e rf i e l d s ，s u c ha s t h ea n a l y z ef o rt h ec h e m i c a lm a k e u p so ft h ee x t r a c tn a p h t h aa i l de s s e n t i a lo i l ，t h e r c c o g i l i z j n go ft h ee f f c c t i v ee l e m e n t so f 百n g e r ，t h es y n t h e s i so ft h eg i n g e r s m a k e - u p sa n dt h es t u d yo fm ef r 姗e w o t ko fr a w 舀n g e r o l ，w ea r e s t i l ls h o r to f a t t e n t i o ni oi e s e a r c h t h u s ，b e i n gs j g n i 矗c a n tf b r t h eb i e e d j n ga n dp l a n t i n go f g i n g e r sq u a l i t y t h es t u d yo fd i f f c r c n tm e t h o d su s e df o re x t e n n i n a t i n gg i n g e r s e f f e c t i v oc o m p o n e m sw md e t e 珊i n et h ed “c l o p m t ，a p p l i c a t i o n 。p r o c e s s i h g a n ds t o r i n go f 百n g e r s ，e fd i s t i l l a t i o n ，j m p r e g n a i o nm e t h o d ，p r e s s i n gm e t h o d ，u 1 i m s o n i ce x t r a c 订o n ， l i q u j dc 0 2i m p r c g n a t i o na r i ds u p e r c r i t i c a lc 0 2n u i d a r em a i nm e t h o d sf o r p r o c e s s i n gg i n g e r s a c c o r d i n g 幻d i e b r e n tp r o c e s s i n g m e t h o d sa n de x t f a c t m a k e u p s ，w ec a ng e t2p r o d u c t s ： e s s e n t i a lo i la n d0 l e o r e s i n a n dt h eb e s t t e c h n j c a lc o n d j t i o n sf o rc h e 、v o r k i n go fi m p r c g n a t i o nm e i h o da r e ：1 t h es i z eo f 盯a i ni s3 0o r d e r s ；2 t h ep r o d u d i o no fm a t e r i a l st oi m p r e g n a t ei s1 ：1 0 e x t r a c t i o n o fc h e m i c a lm a k e u p sf r o mg i n g e r sf a l l si n t ot w op a n s ：a n a l y z ef o re s s e n i i a lo i l a n ds t u d yf o rg i n g e r o l _ n o w a d a y s ，i nt h ep r o c e s s e so fa n a l y z e ；w ea l m o s lu s e t l c ，h p l gg c ，g c - m s ，s p m e n e v e r t h e l e s s ，w en e v e ru s eo n l yo n eo ft h e m t ow o r k ，b u ti n t e r e s t e d l yu s et h e mi no r d e rt ow o r kb e t t e lw j t hc a p s a i c i na sa s t a i l d a r d ，w ed i do u re x p e 面n e n t sb yh p l gw h a t sm o r e ，b e s i d e si ra n dt l c ， w eu s e du vt od e t e 栅i n er e a c t a n t s a b s o r b e n c ya c c o r d i n g t o 百n g e r o l s c h a r a c t e r i s t i c s a n dt h e n ，v a n i l l i na sas t a i l d a r d ，w ee s t i m a t e d 百n g e m l sc o n t e n t ， a n dw i t hn l t i na sas t a n d a r d ，w ec h e c k e dt h ef l a v o n o j do f 西n g e r s a f i e rc h e c l 【i n ga n d c o m p a “n g ，w ef i n d ：1 b yu s j n go fo r g a n i cs 0 1 v e n t i m p r e g n a t i o nf o re x t r a c t i n go fo l e o r e s i n ，e x t r a c t r a t ei sv e r yl o w ；2 t h r o u 曲 s p e t r o g r a m ，a f t e ro u r 3e x p e r i m e n t s ，w ec a ns e er e m a j n so f o 唱a n i cs o l v e n tw h i c h w i l ld e c r e a s et h ea c c u r a c y m o r e o v e rt h eo r g a n i cs o l v e n tr e c o v e r yw c o s tal o t 0 fe n e 唱ya n dt h er e m a i n si ns a m p l e sw m d e s t r o yt h es a m p l e sq u a l i ty h o w e v e r ， o 唱a n i cs o l v e n ti m p r e g i l a t i o nm e t h o di sn o tc o m p l e xa n dc o s t ly s oi ti ss u “f o r c o s m j c a l l yi n d u s t r yp r o d u c t i o n b yc o m p a r i s o n ，s u p e r c r i t i c a lc 0 2f l u i dm e t h o d c a ne x t r a c te f f c c t i v e c o m p o n e n t sf r o mg i n g e r sc o m p l e t e ly i th a ss e v e r a la d v a n t a g e s ：n ov i o l e n t r e m a i n s ，e a s yt oc h o o s e ，b e i n gu n d e rc o n t r 0 1 u s i n go fs u p e r c r i t i c a lc 0 2f l u i d m e t h o dc a np r e v e n tl o s i n gl o wb o i l j n gp o i n t ，e s s e n t i a io i la n dp r e v e n td e s t r o y i n g h e a ts e n s j t i v es u b s t a n c e sb yh i g hh e a t i tc a ne x t r a c tv a r i o u s 蛐n d so fe f f e c t i v e c o m p o n e n t sq u i c k l ya n da v o i d i n gv i o l e n lr e m a i n s h lt h i sw a y t h eq u a l i t ya n d a p p e a r a n c eo fo u rp m d u c t sc a nb ei m p r o v e da n db e c o m en a t u r a l ，s a f e ，a n d h e a l t h c 0 m p a r i n gs u p e r c r i t i c a lc 0 2f l u i dm e t h o dt os o l v e n ti m p r e g n a t i o nm e t h o d ， s u p e r c r i t i c a lc 0 2n u i dc a nd ob e t t e r t oe x t r a c te f f e c t i v ec o m p o n e n t sf r o m g i n g e r s k e yw o r d s ：g i n g e r 0 1 e n r e s i n o 唱a n i cs o l v e n ta n a l y z e sc o m p a r e 西华大学硕士学位论文 引言 姜( z i n g i b e ro 彤c i n a l er o s c ) 通称生姜，为姜科植物姜的鲜嫩茎，属多 年生草本宿根植物。原产东南亚，我国自古就有栽培，中部和南部地区普遍 分布。从1 9 世纪开始，姜就被广泛地进行研究，但直到二十世纪7 0 年代后 我们对姜的化学组分与其感官特性的关系才开始有了一些认识，姜的香气及 风味取决其挥发性油成分姜精油( e s s e n t i a lo i l ) ，姜的特征性辛辣风味主要 来自非挥发性油分姜油树脂( 0 1 e o r e s i n ) 中的姜辣素 我国卫生部将生姜规定为药食兼用资源。姜的研究是一个很有实用价值 的课题。由于生姜化学成分复杂，组分的组成及含量的最终确定对于姜及其 产品的品质鉴定、品种资源的普查和新品种选育、标准化种植以及姜的药效 研究和食品加工都具有重要意义。目前，经过许多专家就姜油的提取工艺已 进行的研究较多也较为成熟，但对其不同提取方法提取挥发油和姜辣素组份 分析，生姜中有效成份的认指工作，以及关于姜辣素组份的合成和其天然姜 辣素的化学结构研究开展得较少，有待于进一步探讨。我国国家技术监督局 发布的强制性国家标准g b l 6 7 4 0 l9 9 7 保健( 功能) 食品通用标准中规定： “保健( 功能) 食品一般应含有与功能相对应的功效成分及功效成分的最低 有效含量”。这就是说，如果没有准确、有效的姜有效成分测定方法，就不 可能开发、生产以姜中成份为功能( 保健) 因子的生姜保健食品。当然，若开 发含生姜或姜中有效成分的药品，更需要精确地测知其中的含量譬因此，对 生姜有效成份测定方法的研究，直接影响着生姜的开发应用、生姜的加工与 贮藏、生姜的品质育种和栽培等等，对姜酚的生物活性研究、对生姜产业的 发展有重要意义。 本研究正是着眼于对生姜有效成分进行定性、定量分析，以明确那一种 提取方法能更有效的提取我们在加工生产过程中所需的成分。 第1 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 综述 1 、生姜基本情况 姜( z i l l 2 i b e ro 舾d n a l er o s c ) 通称生姜，为姜科植物姜的鲜嫩茎，属多 年生草本宿根植物。姜是古老的香料也是医药、食品、化妆工业的天然原料。 生姜根茎营养丰富，含精油、姜辣素、脂肪油、树脂、淀粉、戊聚糖、蛋白 质、纤维素、蜡、色素和微量矿物元素等，其干物质含量为1 3 2 1 5 5 ，总脂类5 7 1 4 5 ，总可溶性糖2 0 2 5 3 4 5 ，纤维素5 2 3 5 9 j ，粗蛋白7 9 8 1 0 0 4 ，淀粉5 7 8 8 8 8 ，维生素c9l s 1 6 7 m g 5 0 0 9 ( 鲜重) 。”其中淀粉含量最为丰富，占姜干重的4 0 6 0 。 其他含量较多的组分则随姜的品种不同而有差异。生姜的化学成分复杂，已 发现的有1 0 0 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、维生素及铁、铜、锰、锌、铬、镍、钴、锗等多种微量元素， 及多种功能性成分。目前利用现代工艺技术提取生姜得到的深加工产品姜精 油与姜油树脂已得到迅速发展，因此对其成分分析检测显得十分必要。j 。 2 、生姜的生理功能 2 i 黄酮类物质的作用 生姜还含有黄酮类物质，黄酮类化合物有明显的抗溃疡、抗菌、抗炎、 生物抗氧化性、抗衰老、降血酯、治疗心脑血管疾病等药用保健功能，也是 一类具有广泛开发前景的天然抗氧化剂。实验证明姜总酮有抑制血小板聚集 作用并呈剂量依赖性。并且姜总酮是一类有效的抗血小板聚集剂，其机制可 能与抑制花生四烯酸瀑布有关。姜总酮作为一种抗血栓形成药，有进一步深 入研究、开发的必要。何文姗从生姜中分离得到的一新的环状二苯基庚烷类 化合物由其质谱、i d 和2 d n m r 等光谱数据鉴定其结构为l ，5 一环氧一3 一羟 基一l 一( 3 ，4 一二羟基一5 一甲氧基苯基) 一7 一( 3 ，4 羟基苯基) 庚烷( 1 ) ，具有很强 的抗氧化清除自由基的作用，并且可以有效地防治脑缺氧再灌注损伤的作 用。同时姜酮还具有麻醉和降温作用。 2 2 姜酚类物质的作用 姜酚是生姜中主要有效成分之一。姜酚分子中含有创木酚基结构，使其 姜酚具有很强的生物活性和药理作用。现代科学研究证实了生姜的保健或药 第2 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 效作用都与姜酚有直接或间接的关系。2 0 世纪8 0 年代，国外的药理试验已 经证实，分离出的粗姜酚能刺激粘膜，促进胃液分泌，在肠道中能抑制异常 发酵，促进气体排放，对大脑皮质和血管运动中枢有兴奋作用，能增进血液 循环。最新的实验和l 临床观察证实：姜酚有强心、降血脂、防治心血管疾病、 抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、止呕、止晕、抑制前列腺素合成、防腐杀虫、驱 虫、护肤美容等多方面的生物活性。根据姜酚的这些生物活性，可以开发适 用于不同人群的多种调味品、保健食品、药品、化妆品，还可以开发绿色农 药等“1 。药用的姜提取物具有抗炎、抗真菌和抑制血小板聚集的作用。特别 可用于治疗发癣菌、糠批抱子菌、脚癣菌等引起的感染，也可用于皮脂溢症 和头皮屑。 2 3 生姜蛋白酶的作用 唐晓珍采用超滤法在o 0 6 m p a 压力下获得生姜蛋白酶的得率为2 3 ，生 姜蛋白酶是酸性蛋白，其等电点在p h 5 5 以下，能够特异地水解p 。位置是脯 氨酸( p r o ) 的蛋白质，这种对p r o 的特异性使生姜蛋白酶成为一种非常有前 途的用于蛋白质测序和蛋白质中稳定结构域识别的工具酶。生姜蛋白酶的凝 乳性质使之有望成为奶酪生产中小牛皱胃酶的替代品“。此外，生姜蛋白酶 在肉类嫩化，酒类澄清及其它工业上还有更广阔的应用前景。 2 4 生姜在药理方面的主要作用“5 14 ： 2 4 1 抗氧化作用 研究表明，无论是生姜、或者是姜的水提物以及有机溶剂提取物均呈较 强的抗氧化活性，能有效地防止油脂的腐败变质，延长肉类的货价期，并且 其抗氧化活性比。一生育酚强，因此生姜的抗氧化作用广泛应用于肉类保鲜、 油脂等食品的防腐。近年来的研究发现，生姜能明显提高机体总抗氧活性， 使离体血清和肝匀浆s o d 活力明显增加，血清m d a 含量明显降低，提示生姜 对体内多种氧自由基具有高效清除能力，这种抗氧作用不仅与肝损害的保护 及防治脑缺血灌注损伤作用有关，而且可能在抗衰老及防治大骨节病等方面 亦有积极意义。黄雪松( 1 9 9 7 ) 又系统分析、鉴定了生姜的抗氧化成分，认 为与生姜抗氧化作用有关的主要成分是酚类、b 一二酮基类等分子结构的物 质，生姜精油中不含氧原子的萜烯类物质则有助抗氧化作用。何文珊( 1 9 9 9 ) 对姜油树脂的抗氧化性研究，则更加明确姜的抗氧化成分之间存在着协同 第3 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 作用规律，不能过分强调单独成分的抗氧化作用。王桥研究表明生姜乙醇提 取物具有明显的抗氧化作用，可以有效地抑制和清除自由基；并可以显著延 长小鼠对急性缺氧的耐受时间，生姜乙醇提取物将可能成为一种具有抗氧化 作用的天然抗缺氧药物。生姜中抗氧化它在性主要是一些羟酚类或不饱和烯 键成分，何文珊的研究表明有机溶剂提取物中倍半萜类成分的含量随提取物 极性的增大而增大，而单萜类成分的含量随提取物极性的增大而减小，而从 实验表明采用不同溶剂提取生姜有效成分的抗氧化效果，甲醇的效果优于乙 酸乙酯和石油醚。从而说明了生姜有机溶剂提取物的抗氧化活性随提取物极 性的增大而增强“1 ，把生姜的二氯甲烷提取物经柱层折及h p l c 分离出1 4 种 姜辣素类物质。它们的抗氧化活性虽有差异但却全部优于生育酚。进步的 研究结果表明，这类姜油的抗氧化活性主要决定于其中分子的侧链长度、以 及侧链及苯环上的取代方式“。 2 4 2 生姜的健胃止吐作用 生姜在民间是健脾胃、止呕吐的良方，现代医学则用科学的方法阐明了 其作用机理。研究表明，生姜能刺激霄粘膜台成和释放具有细胞保护作用的 内源性胃蛋白酶原，从而保护胃粘膜免受损伤，生姜丙酮提取物具有抗盐酸 一乙醇性胃溃疡作用，其有效成分为姜烯。虽然以姜烯等萜类精油为主的成 分一直被认为是生姜健胃药的有效成分，但也有研究表明干姜醚提取物复杂 的药理作用系由姜酚和挥发油相互协调、共同作用所致。并且干姜对妊娠反 应以及麻醉术后的恶心、呕吐是有效的。动物试验也表明，生姜提取物能治 疗硫酸铜引起的呕吐，恢复氯氨铂引起的大鼠胃排空滞后，由此认为生姜可 作为癌症化疗的有效止吐剂，并对消除癌症化疗引起的肠胃方面的副作用1 ： 常有用。世界已广泛生产生姜类抗晕车药物。 2 4 3 抗血栓形成作用 生姜的提取物可通过多种途径抑制血栓形成，长期食用，对防治高血压、 冠心病有一定益处，并且能抑制血栓的形成。实验表明，生姜、干姜醇提取 物能够能明显降低血清胆固醇、甘油三脂的含量，减少动脉硬化的发生。 2 4 4 对神经系统作用 姜的多种有效成分可诱发实验动物自发运动抑制，加强镇静催眠药作用， 对抗中枢兴奋药的作用。并对环己巴比妥诱发的睡眼均能明显延长：也能明 第4 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 显抑制戊四氯诱发小鼠的惊和死亡率。姜酚显著抑制甲基苯丙胺诱发小鼠的 中枢兴奋。”“ 2 4 5 抑茵防腐作用 生姜及其制品的抗菌作用早有记载，临床证实，生姜的水浸出物对伤寒 杆菌、霍乱弧菌均有不同程度的抑制作用，报道了鲜姜汁在果蔬复合汁饮料 中抑菌效果的研究，证明鲜姜汁对大肠菌群、啤酒酵母、青霉有较明显的抑 菌效果；曾莹等( 1 9 9 2 ) 利用滤纸法比较了生姜提取液的抗菌效力，证明牛 姜水体液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和汉逊氏酵母有一定的抗菌作用；余 伯良等( 1 9 9 8 ) 采用平板法测定了包含生姜在内的几种香料植物油树脂对几 种霉菌、细菌和酵母菌的最低抑制浓度，由此证明姜精油和姜油树脂具有非 常明显的抑菌防腐作用。姜油树脂在防止火腿、香肠等肉制品以及水产品的 腐败变质上具有重要作用，可以抑制细菌、霉菌等微生物的生长，因此，利 用生姜开发天然防腐剂前景广阔。 2 4 6 消炎、镇痛作用 姜及其有效成分的解热、镇痛生姜精油灌胃能明显抑制组胺和醋酸所致 耳廓炎症，明显抑制肉芽组织增生，减轻幼年小鼠胸腺重量，降低大鼠肾上 腺中v c 含量。生姜油能明显抑制大鼠爪及关节的肿胀，具有潜在的消炎和 抗风湿作用”“。鲜姜注射液对大鼠甲醛性足肿有明显的抗炎消肿作用。干姜 的醚提物和水提物都有明显的抗炎作用。此外，临床应用表明，生姜可减轻、 消除牙痛，并认为其消炎镇痛之功效成分为姜烯酚和姜醇。对偏头痛，尤其 是发作前期或缓解期脑血流速度增高的偏头痛有明显的缓解作用。 2 4 7 利胆与肝损伤保护作用 生姜对四氯化碳和半乳糖胺所致肝损害的抑制作用研究表明，生姜的辛 辣成分姜酚、姜烯酚对上述两种毒物所致的肝损害均有抑制作用。1 高良姜 的水及乙醇提取物均可抑制c o x 一1 和c o x 一2 ，其抑制作用强于阳性对照药阿 司匹林。 2 5 生姜喷雾干燥法微胶囊化的研究。” 采用微胶囊技术将生姜精油由液态变成固体粉末，可以保护芳香物质免 造外界因素的影响，有效控制香味物质的释放。微胶囊造粒技术，或称微胶 囊技术，就是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶囊内成为一 第5 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 种固体微粒产品的技术，可以最大限度地保持原有的色香味、性能和生物活 性，防止营养物质的破坏与损失，是一项比较新颖而又发展迅速的高新技术。 以阿拉伯胶、麦芽糊精及大豆分离蛋白作为包理生姜精油的壁材，采用三因 子单形重心法优化确定壁材的最佳配方及工艺条件，采用喷雾干燥技术进行 生姜物油的微胶震包理处理以获得固化的生姜物油微胶囊产品。 3 、生姜主要成分 3 1 、姜精油 姜精油是从姜根茎中用水汽蒸馏法提取得到的挥发性油分，几乎不台离 沸点成分。是一种透明、浅黄到黄色可流动的液体，其化学成分主要为萜类 物质，其中倍半萜类碳水化合物占5 0 一6 0 ，氧化倍半萜烯类占1 7 其它主要是单萜烯类碳水化合物和氧化单萜烯类。“。油中主要成分为姜醇 ( z i n g i b e r 0 1 ) 、姜烯( z i n g i b e r e n c e ) 、水芹烯( p h e l l a n d r e n e ) 、莰烯 ( c a m p h e n e ) 、柠檬醛( c i t r a l ) 、芳樟醇( l i n a l 0 0 1 ) 、甲基庚烯酮 lj l e t h y l h e p t e n o n e ) 、壬醛( n o n y la l d e h y d e ) 、d 一龙脑( d b o r n e 0 1 ) 等。刺 姜中有效成分的提取及分析研究工作，发现其精油中存在的1 乙酚氧基 胡椒酚乙酸酯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。 表3 1 姜精油的理化特性及质量指标 指标美国食品化学法典( f c c ) g b 8 3 1 7 8 7 旋光度 一2 8 。一4 7 0 2 8 。一4 5 。 重金属试验阴性 0 0 0 1 a s o 0 0 0 2 折射率( n 。2 0 ) 1 4 8 8 1 4 9 41 4 8 8 1 4 9 4 皂化值2 0 相对密度( d ：；2 5 ) o 8 7 0 0 8 8 2o 8 7 0 o 8 8 2 酸值2 0 第6 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 3 2 姜辣素 姜油树脂是一种比较粘稠的半流体物质，既含有少量精油的挥发性成 分，又含有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”。姜油树脂的化学组 成通常较为稳定，但其姜辣素中的姜酚类化合物化学性质不稳定性，在受热、 酸、碱处理时容易失水或发生逆羟醛缩合反应生成姜酮和相应的脂肪醛。姜 油树脂在贮存过程中，姜辣素含量会增加。生姜的辛辣成分主要为姜辣素， 且为多种物质构成的混合物，其组成结构中均含有3 一甲氧基一4 一羟基苯基 官能团。根据该官能团所连脂肪链的不同，我们可以把姜辣素分为6 类。 ( 1 ) 姜醇类( g i n g e r o l s )通常情况下，姜醇为油状液体，在己烷中得到 的晶体其熔点为5 1 5 ，重结晶可以得到6 一姜醇、8 一姜醇、l o 一姜醇的 混合物，其比重为5 3 ：1 7 ：3 0 。姜醇在强碱溶液中加热可以水解生成己醛、 辛醛、癸醛，其比例为5 3 ：1 7 ：3 0 。生姜所含的醇类化合物主要有6 一姜醇、 8 一姜醇、l o 一姜醇，其含量高低顺序为6 一姜醇 1 0 一姜醇 8 一姜醇，其中 6 一姜醇5 3 5 6 、1 0 一姜醇3 0 3 l 、8 一姜醇1 3 1 7 。此外， 生姜还含有4 一姜醇、1 2 一姜醇，但含量很低，至于3 一姜醇、5 一姜醇，目 前还未发现。 【( 1 l i 止一t 、j ”1 “；： 一2 “ f7 了。 n - 一j 5 一( ：；j 一4 。( ) 一l ： ，；| ( 1 l ) i h 一6 ，；：”。h 附 ； 飞7 ”：i ( ) 】2 一( ： k 硼b裂篡羔黼胍黼，川l 洼：3 一【；& d ；3 一篓盯je 氽炎排， 图3 一l 姜醇分子结构 f i g u r e 3 一lg i n g e r 0 1 sm o l e c u l es t r u c t u r e ( 2 ) 姜烯酚类( s h o g a o l s )姜烯酚为油状液体，可任意溶解在冷的己烷 中。姜烯酚类化台物在n a o h 溶液中加热可以发生分解反应，生成姜酮利一 些挥发性的醛，主要是己醛和辛醛。生姜辛辣成分的主要物质是姜醇，生姜 中姜烯酚含量极少。而姜油树脂中姜辣素的主要成分是姜烯酚，姜醇含量极 少，说明姜烯酚主要是在姜辣素提取过程中形成的。姜油树脂及生姜提取物 第7 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 中姜烯酚的含量顺序为6 一姜烯酚 l o 一姜烯酚 8 一姜烯酚 4 一姜烯酚， 与 姜醇含量顺序相似。 ( i 1 一 h 。 一2 4 ， “ 廿二i ) h 二“。牲一s 4 、v 、 ”= 8 ，i t ls i i l l 虻1 b毒：。js 表示婺垤簸j e 余燮 l =i ) l l i ：4s 表，l i 蛩垤酗j l 尔允于h 图3 2 姜烯酚分子结构 f i g u r e3 2s h o g a 0 1 sm o l e c u l es t r u c t u r e ( 3 ) 副姜油酮类( p a r a d o l s ) 副姜油酮类化合物分子结构 ( ( j 】 2 ) 。一c h 3 h = 4 ，6 。p r 、1 7”：6 8 一p ，、i o 旷s 1 叶 弋7 入、坩。f 注6l ，表示6 副壹浦酮h ；余繁 彳： ：( ) c h 、 ”j 、卅且“卅h 卅、+ ” 图3 3 副姜油酮的分子结构 f i g u r e3 3 p a r a d o l sm 0 1 e c u l es t r u c t u r e ( 4 ) 姜酮( g i n g e r o n e )姜酮又名姜油酮( z i n g i k e r o n e ， v a n i ll v l a c e t o n e )，化学名为 2 - b u t a n o n e， 4 一( 4 咄y d r o x y 一3 一m e t h o x y p h e n y l ) ，与姜烯酚一样，姜酮不天然存在于生姜 中，而是在加工过程中形成的。姜酮分子式为c 。h 。o ，m = 1 9 4 2 2 ，分子结构 见图2 5 。在丙酮、石油醚或乙醚一石油醚中形成结晶，熔点4 0 4 1 ，沸 点1 8 7 1 8 8 ，略溶于水和石油醚，溶于乙醚和稀碱中。“” 第8 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 v 。 4 ，、l0 每， io c k o l l 。 图3 4 姜酮分子结构 f i g3 4g i n g e r o n em o l e c u l es t r u c t u r e 姜酮具有麻醉和降温作用，大鼠灌胃1 0 0 一1 5 0 m g k g 降低直肠温度2 3 ， 较大剂量产生麻醉样状态。静脉注射能引起运动神经麻醉，内服不显任何中 毒症状。可用作香料及苛性健胃剂，以促进食欲，并且具有止呕吐作用。 ( 5 ) 姜二酮类( g i n g e r d i o n e s )分子结构 n = 2 ，4 ，6 ，8 图3 5 姜二酮类分子结构 f i g u r e3 5g i n g e r d i o n e sm o l e c u l es t r u c t u r e ( 6 ) 姜二醇类( g i n g e r d i o l s )分子结构 图3 6 姜二醇类分子结构 f i g u r e 3 - 6g i n g e r d i o l sm o l e c u l es t n l c t u r c 第9 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 在加工和贮藏过程中，姜酚可脱水转化为相对应的姜烯酚，二者都占了 姜辣素的绝对含量。脚 y w 删三“0 y 。 oo h 斗 u n c ；“驴r o l ( 姜酚) c o m p o u n d nrm r f 4 一g ；“薛1 ( 1 ) 2 h2 6 6 【6 】一画n g e m l l 2 ) 4 h2 9 4 【8 】一g ；“g e r o l 3 ) 2h3 2 2 i l0 】一再“g e z “( 4 ) 2h3 5 0 图3 7 姜酚转化为姜烯酚 n s h 哪o l ( 姜烯酚) c o “i p n d nrh f r 【6 】一a h o 鲈0 1 ( 6 ) 4h2 7 6 【8 】一5 h o p o l ( 7 ) 6 h3 0 4 【1 0 1 一b h o g a o i ( 8 ) 8h3 3 2 f j g u r e 3 7 g j n g e r o lc o v e r s i o ns h o g a o l 表3 2 姜油树脂的理化特性及质量指标 美国食用化学品法典( f c c ) 及美国精油协会( e o a ) 1 曲1 e3 - 2p h y s i c sa n dc h e m i c a lc h a r a c i e r i s t i ca n dq u a l “yc r i l e r j o no ng i n g e ro l e o r e s 油s 名称 指标 名称 指标 挥发油含量1 8 0 一3 5 0残存溶剂( 以氯o 0 0 3 m l k g - 1化炭氢化合物 计) 折射率( n 。”)1 4 8 8 1 4 9 8丙酮o 0 0 3 旋光度 一3 0 0 一6 0 0 异丙烷o 0 0 3 重金属( 以p b 计) o 0 0 2 己烷0 0 0 2 5 p b m g k 9 1 5 甲醇 0 0 0 5 第1 0 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 由于产地和加工方法的不同均会造成生姜中有效成分的差异 表3 3 各产地姜辣素的含量( ) “3 1 t a b l e3 3 i na uq u a n e r so fg i n g e r 0 1c o n l e n i 产地 6 一姜醇8 一姜醇1 0 一姜醇 6 一姜烯酚合计 印地( 鲜) 1 1 0o 1 60 2 1o 0 11 4 8 巴西( 鲜) 1 1 l0 1 6o 2 4o 0 61 5 7 巴西( 干) 0 8 10 1 20 2 0o 1 71 3 0 肯尼亚( 鲜) o 7 40 1 30 2 1o 0 11 0 9 尼日利亚( 干)0 6 1 0 0 9o 1 5o 1 lo 9 6 印度( 鲜) 2 4 40 2 4 o 2 6o 0 52 9 9 印度( 干) o 9 90 0 70 1 0o 1 01 2 6 牙买加( 鲜) 2 2 l0 1 5o 4 5o 0 52 8 6 中国( 鲜)1 8 2 中国( 干) 1 3 8 3 3 、二苯基庚烷 二苯基庚烷( d i a r y l h e p t a n o i d s ) 是一类具有1 ，7 一二取代苯基并以庚烷 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1 9 9 6 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圳。 生姜有效成分的提取技术 目前姜中有效成分的提取方法归纳起来主要有以下几种。”：水蒸汽蒸馏 法、溶剂浸提法、压榨法、超声波法、液体c 0 2 浸提法和超临界c 0 ：萃取法。 根据加工方法及所含组分的不同，得到姜精油和姜油树脂2 种深加工产品 4 1 水汽蒸馏法 水汽蒸馏法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 第1 1 页共5 7 页 西华大学硕士学位论文 沸点的温度下馏出。该法主要获得姜中挥发性较大的精油，挥发性极小的部 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 气蒸出，所以水