江永香姜中姜油樹脂的提取及化學(xué)成分分析

江永香姜中姜油樹脂的提取及化學(xué)成分分析

江永香姜是廣州唯一的特產(chǎn)。它與香米、香芋頭、香橙和香菇并列。分布在廣東省甘寧縣。它看起來是透明的，像一張桌子。比普通生姜更透明。姜油酚、姜油酮、生姜、炒分、維生素b1、b2和鐵鹽。經(jīng)測(cè)定,每100g香姜蛋白質(zhì)含量0.6~0.8g,糠分含量3.1~8.1g,脂肪0.4~0.7g。姜油包括姜精油和姜油樹脂,姜精油是從生姜根莖中用水蒸汽蒸餾的方法得到的揮發(fā)性油分;姜油樹脂是通過有機(jī)溶劑萃取,再回收溶劑得到的較粘稠的半流體物質(zhì),是一種黃色至棕黃色有粘性的液體,既含少量姜精油的揮發(fā)性成分,也含非揮發(fā)的脂肪成分,其中不揮發(fā)成分在呈香方面有著逼真作用,并對(duì)姜精油有天然定香作用,是一種高品質(zhì)的調(diào)味料和食品配料。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)生姜姜精油進(jìn)行了大量的研究,如王忠賓研究了乙醇提取姜精油的工藝條件;李輝通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)研究了水蒸氣蒸餾法提取姜精油的最佳工藝條件;歐陽輝利用響應(yīng)面法對(duì)姜精油的超臨界萃取進(jìn)行了優(yōu)化;孟青等對(duì)生姜提取物進(jìn)行了TLC分析;張雪紅等以進(jìn)口的6-姜酚標(biāo)樣為外標(biāo)化合物,采用高效液相色譜法測(cè)定生姜中的6-姜酚含量,而有關(guān)生姜的姜油樹脂的報(bào)道則較少,特別是對(duì)具有重要經(jīng)濟(jì)前景的江永香姜油樹脂的研究尚未見報(bào)道。因此,本文以永州特有的江永香姜為原料,采用石油醚提取姜油樹脂,GC-MS進(jìn)行成分分析,對(duì)于其開發(fā)利用、提高其經(jīng)濟(jì)附加值具有重要意義。1材料和方法1.1儀器、儀器和測(cè)試箱江永香姜購于零陵區(qū)農(nóng)貿(mào)菜市場(chǎng);石油醚、氯化鈉、氫氧化鉀、無水甲醇分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠。QP2010Plus氣質(zhì)聯(lián)用儀日本島津公司;WG-71電熱鼓風(fēng)干燥箱天津市泰斯特儀器有限公司;FZ-102植物粉碎機(jī)上海勝啟儀器儀表有限公司;HH-W600數(shù)顯三用恒溫水箱江蘇國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠;K201D-II旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀鄭州長城科工貿(mào)有限公司;SHB-III循環(huán)水式多用真空泵鄭州長盛實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。1.2高效液相色譜法1.2.1待測(cè)樣品提取選取干凈新鮮的江永香姜為原料,洗凈切片烘干,用植物粉碎機(jī)粉碎,過200目篩;采用石油醚對(duì)江永香姜中的姜油樹脂進(jìn)行40℃恒溫浸提6h,再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀通過常壓和減壓蒸餾將有機(jī)溶劑蒸出,可得含水的香姜提取物;對(duì)初提取物進(jìn)行甲酯化,得到待進(jìn)樣的待測(cè)樣品。1.2.2甲酯化取一滴香姜油樹脂于25mL圓底燒瓶中,加2mL0.4mol/L的KOH/甲醇溶液,于70℃水浴中回流皂化反應(yīng)約10min(期間要持續(xù)劇烈振蕩,使甲酯化完全)。混勻后于室溫下冷卻,再加入3mL石油醚,振蕩促使甲酯化樣品溶解,然后倒入飽和NaCl溶液使液面升至瓶口,靜置約1min,吸取上層有機(jī)相于裝有少量無水Na2SO4樣品管中,待進(jìn)樣分析。1.2.3分析條件色譜條件:載氣為氦氣,柱前壓60.4kPa,分流比10∶1,程序升溫(柱初溫80℃,保持時(shí)間3min,以20℃/min的升溫速率升至140℃,保持2min,再以6℃/min的升溫速率升至230℃,保持3min,最后以15℃/min的升溫速率升至260℃,保持時(shí)間5min),汽化室溫度250℃,接口溫度250℃,色譜柱為Rtx-5ms彈性石英毛細(xì)管柱(30m×0.25mm×0.15μm)。質(zhì)譜條件:電子電離(EI源),電子轟擊能量70eV,電子倍增管電壓0.8kV,質(zhì)量掃描范圍15~400m/z,時(shí)間間隔1s。1.2.4數(shù)據(jù)處理與質(zhì)譜檢索采用氣質(zhì)聯(lián)用儀中的NIST譜庫(2008版)和Willey9譜庫,自動(dòng)檢索分析組分的質(zhì)譜數(shù)據(jù),并對(duì)全部檢索結(jié)果參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖譜和相關(guān)文獻(xiàn)[2,10-11]進(jìn)行核對(duì)和補(bǔ)充,采用色譜峰面積歸一化法,計(jì)算各組分的百分含量。2香姜油樹脂成分對(duì)生姜活性的影響按上述實(shí)驗(yàn)方法和條件(1.2)可得香姜油樹脂的總離子色譜圖(見圖1),對(duì)總離子圖中各峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后得質(zhì)譜圖,經(jīng)過質(zhì)譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索,并結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)從基峰、保留時(shí)間進(jìn)行直觀分析,匹配度可達(dá)83.7%,從而確定出香姜油樹脂中主要有效成分,并通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),按峰面積歸一化法確定各組分的相對(duì)百分含量,其結(jié)果見表1。由圖1和表1可知,色譜圖上共有24個(gè)顯著峰,占色譜圖總量的87.38%。姜油樹脂主要成分為烯烴45.67%,酯類16.02%,烷烴5.76%,醇類9.34%,酚類4.04%,醛類4.56%,酸類1.99%。香姜油樹脂具有多種典型的生姜活性成分,如6-姜酚、姜黃烯、β-水芹烯、α-金合歡烯等,其中6-姜酚對(duì)香姜呈味具有重要作用,姜黃烯、β-水芹烯等烯烴對(duì)香姜呈香具有重要作用,且含量高達(dá)45.67%,這可能是“香姜”之名由來的原因。同時(shí)姜油樹脂中6-姜酚、姜黃烯等化合物具有抗氧化、免疫增強(qiáng)、抗菌、抗炎等作用,這為香姜油樹脂的開發(fā)利用提供了依據(jù)。通過和王忠賓對(duì)萊蕪大姜的分析結(jié)果相比,江永香姜的揮發(fā)性物質(zhì)(烯烴類)含量較高,可達(dá)45.67%,而其辛辣性成分姜辣素(姜酚)含量較低,僅為4.04%,原因可能是其含水量高于普通生姜,渣滓較普通生姜少;和林茂采用水蒸氣蒸餾法對(duì)重慶北培生姜的分析結(jié)果相比,本實(shí)驗(yàn)的揮發(fā)性烴類較之低20.96%,α-姜烯未檢測(cè)到,與之低18.49%,原因可能是水蒸汽蒸餾法提取揮發(fā)性成分的能力比有機(jī)溶劑強(qiáng);和何文珊采用有機(jī)溶劑提取生姜油脂的分析結(jié)果相比,揮發(fā)性烴類比乙酸乙酯提取的低2.02%,正己烷提取的低7.30%,甲醇提取的低10.96%,原因可能是有機(jī)溶劑的極性不同,故對(duì)揮發(fā)性成分的提取能力有差異,因此研究說明江永香姜水分含量雖多,但功能特性較普通生姜強(qiáng),使其具有廣闊的開發(fā)前景。3烯烴類化合物通過采用石油醚提取江永香姜中姜油樹脂的組分并經(jīng)氣質(zhì)聯(lián)用儀分析鑒定,既發(fā)揮了色譜法的高分離能力,又發(fā)揮了質(zhì)譜法的高鑒別能力,因此具有準(zhǔn)確、可靠的特點(diǎn)。初步檢出24種化合物,主要是烯烴,以及一定量的酯類、烷烴類、醇類、酚類、醛類和少量的酸類,含量較豐富的有反-α-香柑油烯、(Z)-β-法尼烯、姜黃烯、α-金合歡烯、β-紅沒藥烯、棕櫚酸甲酯、9-十八烯酸酯,含量均在5%以上,其中對(duì)香姜呈味貢獻(xiàn)最大的是6-姜酚,對(duì)香姜呈香貢獻(xiàn)最大的是