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生姜中挥发性物质提取的研究进展

来源: 食品安全导刊
阅读 6 | 0 | 2021-01-19 |

生姜为姜科姜属植物的块根茎,作为食物,有鲜姜、老姜之分。生姜是众多食品加工生产过程中不可缺少的香辛调味料,也是我国资源极为丰富的一种药食同源食品,其含有多种化学成分。研究表明生姜中的挥发性物质能赋予食品特殊的香辛味,改善食品风味,而且被证实具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌和抗病毒等多种生理活性[1]。其生理活性与生姜中的挥发性物质有很大关系。此次研究主要以最近几年针对生姜当中含有的挥发性物质的提取研究为分析对象,对其加以深入探究和说明。

1 针对生姜当中包含挥发性物质的说明

生姜中存在超过百种物质,以挥发油、姜辣素以及二苯基庚烷为主。此外,其中还含有多种碳水化合物、氨基酸、矿物质与维生素等[2]。生姜中的挥发性物质主要是生姜精油和姜辣素。

生姜精油是一种从生姜根茎中提取出来的,浅黄色透明的挥发性液体[3],具有浓郁的芳香性,在食品药品领域应用广泛。目前,已发现生姜精油中有超过70种成分,主要可分为倍半萜烯类、氧化倍半萜烯、单萜烯和氧化单萜烯类[4-5]

姜辣素主要存在于新鲜姜中,属于一种辛辣味十分显著的化合物,涵盖姜酚与姜酮、姜醇等众多不同类别的辣味物质。

二苯基庚烷是一类具有抗氧化活性的物质,其中含有1,7-二取代苯基,属于一种具有母体结构的化合物,涵盖了线性与环状二苯基庚烷类化合物等。

通常情况下,生姜内的黄酮类化合物含量是非常高的,其不但抗氧化性较强,而且能够对自由基进行清除,以达到降糖降脂以及抵抗衰老的效果[6]

2 生姜中挥发性物质的提取方法

当前提取生姜中挥发性物质的方式涵盖下述类型:比如,水蒸气蒸馏法和溶剂浸提法,当然,超临界CO2萃取法与压榨法的应用效果也是十分显著的。

2.1 水蒸气蒸馏法

水蒸汽蒸馏法是《中国药典》中记载的且实验室最常用的方法,运用此种方式的过程中,首先,对生姜或干姜进行粉碎处理,然后添加水进行浸泡,在常压、加压下,安装相应的冷凝器装置后煮沸,进而使挥发油蒸发,完成提取,具有简单、易操作、避免有机溶剂污染等优点,主要可获得挥发性较大的精油,挥发性极小的姜油中含有较多的水蒸汽,为此,使用水汽蒸馏法仅可以完成对姜内一部分姜油的提取任务,相应得率在1.5%~2.5%的范围之内。

2.2 溶剂浸提法

溶剂浸提法包括直接溶剂浸泡法和索氏提取法,前者是将固态生姜直接浸泡在溶剂中,使姜中所含有效成分按一定的规律(如费克定律),逐渐溶解于溶剂中而被“浸泡”出来;后者则是利用溶剂加热回流及虹吸原理,使固态生姜中的有效成分能够连续多次被溶剂萃取。浸提的姜油树脂所含化学成分与选用的溶剂关系很大,提取时大多用极性强的溶剂,如乙醚、乙醇、丙酮等,其中用乙醇连续索氏提取可获得姜的总含油量[6]。该法主要用于姜油树脂的提取。

2.3 超临界CO2萃取法

超临界流体萃取是利用CO2在超临界状态下对待分离混合物中的物质进行萃取分离,能同时获得挥发性和非挥发性姜油。该方法获得的挥发性油类成分更丰富,同时能减少生姜中不稳定成分的分解,其生产质量和生产效率优于传统的水蒸气蒸馏。超临界CO2萃取方法效率高、能耗小、天然无污染,符合绿色生产的大趋势,是当前大力推广并广泛应用的提取天然精油的现代工艺技术。

2.4 压榨法

所谓压榨法,是一种可以维持相关药材香气的挥发油提取方式,不但具有悠久的发展历史,而且十分简单。我国著名学者文红梅等在其研究的过程中[7],主要通过液相色谱法与气相色谱法相结合的方式,对用水蒸气蒸馏法和压榨法提取的生姜汁加以分析,进而验证利用压榨法制备的生姜汁内是否包含挥发油。应用此方法不仅提高了实际操作便利性,而且使挥发性组分得以保留,能耗较低,造成的污染也较小,对含油量较高的新鲜药材挥发油的制备是非常适用的。

3 结语

综上所述,对于生姜当中的挥发性物质而言,其属于生姜不可或缺的构成部分之一,现阶段采用的提取方法技术十分成熟,并且能够确定其的化学组成。可通过现代分离技术和食品加工新技术,逐步提高深加工产量和质量,其应用前景将更广阔。

[1]王啸.生姜活性部位与成分研究进展[J].中医研究,2009,22(12):53-55.[2]张相丰,郭振德.姜精油的研究进展[J].广州化学,1992(10):65-74.[3]张竹心,刘连生.生姜油对肝损害的保护作用[J].中成药,1989,11(8):25-26.[4]丁东宁,谭廷华,阎宝琦.生姜挥发油研究综述[J].西北药学杂志,2009(1):40-42.[5]张佑文.药用植物沙棘的开发利用[J].药学实践杂志,1988(1):39-40.[6]陈建南.生姜与干姜药性差异的探讨[J].中成药研究,1984(7):16.[7]文红梅,王跃飞,王永山,等.压榨法提取生姜挥发油的工艺研究[J].中华实用中西医杂志,2006(19):2605-2608.通过检索近年来国内外有关生姜中挥发性物质的类型、提取方法的相关文献,为生姜挥发油的研究、开发与运用提供参考。

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