4745.姜辣素提取工艺研究论文正文.doc

毕 业 论 文题 目 姜辣素提取的工艺研究 指导老师 专业班级 生物技术的及应用0701 姓 名 学 号 2010年5月31日摘 要本文通过比较水提法、微波萃取法和超声波提取法的提取效果确定最好的姜辣素提取方法，并对该方法的工艺进行优化。结果表明：超声波提取法的提取效果好；超声波提取法的最佳工艺条件为用乙酸乙酯浸泡90min，然后再用超声波提取30 min的方法提取率高。关键词：姜辣素；快速浸提；超声波；微波萃取目 录 引言11 材料与方法31.1材料 31.2 试剂31.3仪器 31.4实验方法 31.4.1样品预处理 31.4.2不同提取方法 41.4.3提取工艺优化 41.4.4标准曲线的制作 52 结果与分析52.1样品测定 52.2不同提取方法提取效果比较 62.3 工艺优化 62.3.1提取溶剂对提取效果的影响 62.3.2提取时间对提取效果的影响 73.结论 84.实验讨论8参考文献9引言生姜的主要生理作用1：1、扩张血管，促进血液循环，缓解关节疼痛；2、增强心肌收缩力，保护心脏；3、抑制胆结石，保护肝细胞；4、抑制脂质过氧化，减少老年斑。适合人群：1、需改善关节疼痛者；2、需软化血管，保护心血管者。生姜提取物具有抑制血小板聚集、改善心血管功能，治疗眩晕、呕吐，改善胃肠道功能，增强免疫力，消炎之作用，还具有很强的抗氧化能力。最古老的提取方法是蒸馏法，也称高温法。近年来，许多研究表明：生姜中的辣味成分具有很强的抗氧化活性 。油脂氧化是食品变质的主要原因之一，它能导致食品产生各种不良风味，缩短其保质期，不仅降低了食品的营养价值，还可能给人类健康带来极大的威胁。目前，普遍通过在油脂类食品中添加抗氧化剂以有效地预防或抑制氧化反应的发生。广泛应用于食品中的抗氧剂有BHA(丁基羟基茴香醚)2、BHT(二丁基羟基甲苯)和PG(没食子酸丙酯)。但在崇尚天然、营养、回归大自然的热潮中，人们越来越趋向于尽可能使用天然添加剂。姜辣素作为一种新型、安全、稳定的天然抗氧化剂越来越受到人们的青睐。文献报道3：姜辣素是生姜中一些具有辣味物质的总称，为多种物质组成的混合物。关于姜辣素成分的研究迄今已有100多年的历史，它具有镇吐作用 、温里作用、抗菌L、抗血小板凝聚 等多方面的药理作用，这些作用与生姜的临床疗效具有相关性，是生姜的主要有效成分之一。姜辣素的主要活性成分是姜酚，但姜酚具有化学和热不稳定性，易氧化，受热易发生逆羟醛缩合降解；在贮存或加工过程中，姜酚可脱水转化成相应的姜烯酚；且姜酚分离困难，干扰测定的成分较多，这些都为姜酚的测定增加了难度，在通常情况下，姜酚和姜烯酚为黄色油状液体，易溶于乙醚、甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂，不溶于水和酸，微溶于碱中。姜烯酚在氢氧化钠溶液中加热时可以发生分解反应，生成姜酮和一些挥发性的醛，主要为己醛和辛醛4，姜酚的测定方法有1、HPLC辣椒碱外标法 ，2、滴定法等。目前，生姜，干姜的药材及其制剂尚无任何质量控制标准。姜辣素的提取有多种方法，主要有丙酮提取法、乙酸乙酯提取法5、乙醇提取法以及超声波法、微波萃取法等。本文主要是研究不同的提取方法提取分离姜渣中的姜辣素及姜辣素的测定。通过不同的方法对生姜进行快速浸提，计算得率6，从而比较各种方法提取姜辣素之间的区别，得出提取率最高的条件。1 材料与方法1.1材料生姜1.2 试剂乙酸乙酯(AR, 浙江杭州休林化工试剂厂) 丙酮(AR, 兰溪市屹达化工试剂有限公司) 无水乙醇(AR, 安徽安特生物化学有限公司) 1.3仪器热风干燥箱（101-2型 中华人民共和国上海市仪器总厂）旋转蒸发仪（RE -52AA型 上海亚荣仪器厂）微波萃取器(MJL07-3型 中国南京杰前微波设备有限公司)超声波清洗器(KQ-500DA型 昆山市超声仪器有限公司)紫外分光光度计（UV-2000型 尤尼科（上海）仪器有限公司）托盘天平(SPS202F型 梅特勒托利多（常州）称重设备系统有限公司)1.4实验方法1.4.1样品预处理 1.4.1.1挑选 挑选优质的生姜，优质的生姜应为完整饱满，节疏肉厚，无须根，无损伤，无烂顶，无黑心。1.4.1.2称取 用托盘天平称取生姜1000g。1.4.1.3清洗 将生姜用清水洗净，除去表面的泥垢以及污物。1.4.1.4去皮 将清洗好后的生姜用小刀削去表皮。1.4.1.5切片 将已经去皮的生姜用小刀切成约1cm的薄片，每片姜片都要切得比较均匀。1.4.1.6去除生姜中的挥发油将经前处理的生姜，用托盘天平称量，按固液比1：2，称取生姜100g放入500mL的圆底烧瓶中加入200mL的蒸馏水，用冷凝回流装置进行水蒸汽回流提取，分出姜挥发油。1.4.1.7烘干姜片将圆底烧瓶中的生姜片取出，沥干水分。平摊于托盘中，尽量使生姜之间不重叠。将托盘放入干燥箱中，烘箱温度设置约60，并隔30min翻动姜片，确保姜片受热均匀，烘置用手折易断为止。1.4.1.8打碎姜片等到姜片烘干后，取出，放入室温下冷却。再放入榨汁机中榨约15秒使之变成粉末。每次放入榨汁机中的生姜约为筒身的1/3。1.4.1.9筛选、称取将已打碎的生姜粉末过40-60目筛。用托盘天平称取9份10g的生姜粉末。1.4.2不同提取方法1.4.2.1水提法取1.5g姜粉用乙酸乙酯浸泡90min。过滤并挥发掉溶剂，得到姜辣素粗品。测得重量，然后再用20mL无水乙醇溶解，再用紫外分光光度计在280nm处测吸光度。1.4.2.2超声波提取法取1.5g姜粉用乙酸乙酯作为溶剂用超声波提取30min，过滤并挥发掉溶剂，得到姜辣素粗品。测得重量，然后再用10mL无水乙醇溶解，再用紫外分光光度计在280nm处测吸光度。1.4.2.3 微波萃取法 取1.5g姜粉用乙酸乙酯作为溶剂用微波萃取，过滤并挥发掉溶剂，得到姜辣素粗品。测得重量，然后再用20mL无水乙醇溶解，再用紫外分光光度计在280nm处测吸光度。1.4.3提取工艺优化1.4.3.1提取溶剂对提取效果的影响分别取1.5g姜粉用丙酮、无水乙醇、乙酸乙酯作为溶剂用超声波提取30min，过滤并挥发掉溶剂，得到姜辣素粗品。测得重量，然后再用10mL无水乙醇溶解，再用紫外分光光度计在280nm处测吸光度。1.4.3.2 提取时间对提取效果的影响分别取1.5g姜粉用乙酸乙酯浸泡90min，然后再用超声波提取10、15、20、25、30min，过滤并挥发掉溶剂，得到姜辣素粗品。测得重量，然后再用20mL无水乙醇溶解，再用紫外分光光度计在280nm处测吸光度。1.4.4标准曲线的制作标准液配制(香草醛标准溶液)： 精密称取香草醛标准品0.05g，用无水乙醇溶解并定容至100mL，再准确吸取4mL，用无水乙醇稀释至100mL，得20ug/mL香草醛标准溶液。精密吸取香草醛标准溶液1，2，3，4，5，6mL，分别置于10mL容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，得浓度为2，4，6，8，10，12ug/mL的系列标准溶液，以无水乙醇作空白，在280nm波长处，用1cm比色血测定A值。1.4.5样品测定 求得回归方程为：A =0.07041C - 0.01173(n=6)； R2=0.9999。 精密吸取样品供试液4mL，置于25rnl容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，摇匀。以无水乙醇为空白，在280nm波长处，用1cm 比色皿测量吸收度A值，代人香草醛回归方程求出相应浓度C，按下述公式计算样品中姜辣素类化合物的含量： 式中： 2.001-香草醛换算姜辣素的系数8C-测定的A值在回归方程中求出的香草醛浓度，g/mLV1-测定样品液总体积，mLV0-样品提取液总体积，mLV2-测定时吸取的样品供试液体积，mLW-样品重，g 106-将g 换算成g2 结果与分析2.1不同提取方法提取效果比较表2.1不同提取方法提取效果比较粗品重/g得率/姜辣素/水提0.1280.13超声0.521.331.01微波0.280.67065从表2.1可以看出，用超声波处理的姜粉所得到的姜辣素的含量最高, 但是水提法的得率最高，即含杂质最多。2.2 工艺优化2.2.1提取溶剂对提取效果的影响表2.2 不同容剂对姜辣素提取效果的影响粗品重/g得率/稀释10倍的吸光值浓度/ ug/mL姜辣素/丙酮提取0.042.670.2083.12070.52无水乙醇提取0.053.330.2714.01550.67乙酸乙酯提取0.023.450.4146.04641.01图2.1不同容剂对姜辣素提取效果的影响从以上图2.1中可以看出，用不同的溶剂都经过超声波30min提取姜辣素的结果是不相同的，其中乙酸乙酯效果最好，其次是无水乙醇，最后是丙酮。而得率是乙酸乙酯提取得到的最高，其次是无水乙醇，最后是丙酮。2.2.2提取时间对提取效果的影响表2.3 超声波时间的不同对提取效果的影响乙酸乙酯浸泡/min+超声波/min粗品重/g得率/稀释10倍的吸光值浓度/ ug/mL姜辣素/90+100.021.330.1862.80830.4790+150.0320.2063.09230.5290+200.0320.3154.64040.7790+250.0320.4776.94121.1690+300.042.670.5267.63711.27图2.2 超声波时间的不同对提取效果的影响从以上图2.2中可以看出，用乙酸乙酯浸泡90min，然后再用超声波提取10、15、20、25、30 min是超声波的时间越长姜辣素的百分含量和得率就都是越高。3.结论与其他方法相比用乙酸乙酯浸泡90min，然后再用超声波提取30 min的方法提取的结果比较好。4.实验讨论：本试验表明超声波的提取效果最好，但是在试验中得到的姜辣素杂质太多，是姜辣素研究中存在的主要问题。目前采用的制备及分离方法所得到的是多种组分组成的混合物，最好的也只能做到分离出同系物，至于单一组分的成功分离，至今尚未见报道。鉴于生姜有多种药效功能，利用现代先进的分离技术来解决姜辣素的分离和分析问题将具有广阔的理论与实用价值，进一步研究开发的经济与社会效益都将是十分显著的。参考文献：1 姜子涛, 李荣. 姜辣素化学及其研究进展J. 食品研究与开发, 1998, 19(1): 7-9.2 黄雪松, 王建华, 路福馁. 姜酚的分离提取和鉴定J. 山东农业大学学报, 1998, 29 (4): 511-513.3 张雪红, 李华昌. 姜辣素的研究进展J. 中国矿冶, 2003, 12 (4): 96-98.4 陈燕, 蔡同一, 付力等. 用改进的高效液相色谱法(HPLC)测定姜中姜辣素J,食品科学, 2000, 22 (4): 60-63.5 陈燕, 倪元颖, 蔡同一. 生姜提取物精油与油树脂的研究进展J. 食品科学, 2000, 21(8): 6-8.6 张建新, 李兰芳. 生姜的药理作用J. 河北医药, 1993, 15 (6): 374-376.7 张明昶, 李健等紫外分光光度法测定姜中姜辣素类化合物的含量J. 贵州医药, 2003, 27 (3): 283-284.8 张克勤, 姜辣素的测定方法. 山东农业科学杂志. 1991, 6: l1-14.9 张竹心, 生姜油对中枢神经的抑制作用J. 中草药, 1988, 19 (9): 23-25. 10 彭平健. 生姜的药理研究和临床应用J. 中国中药杂志, 1992, 17 (6): 370-372. 11 黄雪松, 王汉忠. 姜辣素的测定方法J. 中国调味品, 1996, (8): 30-31.