超临界CO2萃取生姜油中姜辣素含量的测定

邢晓晓,田卫环

(郑州雪麦龙食品香料有限公司,河南郑州 450000)

超临界CO2萃取生姜油中姜辣素含量的测定

邢晓晓,田卫环

(郑州雪麦龙食品香料有限公司,河南郑州 450000)

建立了超临界CO2萃取生姜油中姜辣素的紫外分光光度计检测法。溶解性实验和波长扫描实验表明生姜油在无水乙醇中的溶解性好,在278 nm处有最大吸光值。以无水乙醇为溶剂在278 nm处实验,结果表明:姜辣素在2.011～12.066 μg/mL浓度范围内线性关系良好(R2=0.9999),两个水平添加浓度的平均加标回收率为98.76%～101.21%(RSD=1.05%),紫外分光光度计检测法仪器简单,操作简便快捷,稳定性好。

姜辣素,生姜油,超临界CO2萃取

姜是我国传统重要调味料之一,具有去腥、增鲜、杀菌等功效,是天然的食用芳香剂和防腐剂[1-3]。生姜油的生产提取方法主要有蒸馏法、溶剂浸提法、压榨法和超临界CO2萃取法[4-7]。超临界CO2萃取产品中6-姜辣素的含量显著高于水蒸气蒸馏法和乙醇渗漉法[8]。超临界CO2萃取法可以在接近室温(35～40 ℃)下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散,因此,能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来,既可获得挥发性成分,又可获得非挥发性成分[9],具有无溶剂残留、产品风味完善等优点。

生姜风味的感官特性主要有两方面物质赋予:挥发性精油和姜辣素,挥发性精油为生姜提供了香气和部分风味,姜辣素不具有挥发性,它为生姜提供了特征性的辛辣风味,也是中药材中的主要功能性成分[10-11],因此,把姜辣素的定量检测作为鉴定生姜油的质量指标有重要意义。姜辣素由姜酚类、姜烯酚类、姜酮类等多种物质构成[12],目前检测姜辣素的检测方法有滴定法、光度法、溶出伏安法、薄层分析法、紫外分光光度法、高效液相色谱法、气相色谱法[13-18],滴定法和光度法都需要通过姜酚的显色反应,且反应沉淀对检测结果的准确度有影响,溶出伏安法和薄层分析法受物质的分离度影响,高效液相色谱法和气相色谱法样品前处理较复杂,检测时间长,且目前这些检测方法多是检测不同产地和不同生长时期的鲜姜提取物中的姜辣素含量[19],该提取物中姜辣素含量在2%左右,甚至更低,且提取物中水分等杂质较多,而超临界CO2萃取是一种无污染、无溶残的现代工艺技术,萃取的生姜油香气醇厚、风味纯正,具有较高浓缩比,市场上的产品标签显示1 g生姜油相当于50～60 g生姜干品或350～400 g生姜鲜品甚至更高,但未见关于该产品中姜辣素的溶解度、吸收峰等检测方面的研究文献报道,因此,研究检测其中的主要成分姜辣素对于产品质量控制等都具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

香草醛对照品 中国药品生物制品检定所;生姜油6份(超临界CO2提取) 郑州雪麦龙食品香料有限公司。甲醇(分析纯) 天津市科密欧化学试剂有限公司;无水乙醇(分析纯) 天津市风船化学试剂科技有限公司;丙酮(分析纯) 洛阳昊华化学试剂有限公司FA2004电子天平 上海上天精密仪器有限公司;AUW120D电子天平 日本SHIMADZU公司;紫外可见分光光度计(T6新世纪) 北京普析通用仪器有限责任公司;KQ2200型台式机械超声波清洗器 东莞市科桥超声波设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 检测波长和溶剂的选择 以香草醛溶液为对照品,分别以甲醇、无水乙醇、丙酮为溶剂,用紫外可见分光光度计扫描香草醛溶液和生姜油溶液的吸收光谱,确定检测波长和溶解试剂。

1.2.2 对照品溶液的制备 准确称量0.10055 g香草醛置于100 mL容量瓶中,加无水乙醇溶解配成1.0055 mg/mL的香草醛标准溶液,再分别吸取0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mL用无水乙醇稀释至100 mL容量瓶中,得到浓度分别为2.011,4.022,6.033,8.044,10.055,12.066 μg/mL的标准溶液。

1.2.3 供试样品溶液的制备与检测 准确称取0.2～2 g样品于100 mL容量瓶中,加入约50 mL无水乙醇,超声波溶解2 min后定容,摇匀后再从中吸取1 mL至25 mL容量瓶中,无水乙醇定容摇匀既得样品待测液。用1 cm比色皿测定吸光度A值,带入香草醛回归方程求得相应浓度值C,按下列公式计算样品中姜辣素类化合物的含量(%):

式中:2.001为香草醛换算姜辣素的系数(生姜油树脂中6,8,10-姜酚的混合平均分子量为304.46,香草醛分子量为152.15,即304.46/152.15=2.001),C为样品检测吸光度A对应的香草醛浓度值(μg/mL),V为样品稀释体积倍数(mL),m为样品称量质量(g),106为单位换算系数。

1.2.4 加标回收率样品溶液的制备 分别称取0.1021 g和0.0540 g香草醛标准品各3份,置于10 mL容量瓶中,加3～5 mL无水乙醇,超声波溶解并定容,摇匀即得香草醛溶液对照品,从提供的生姜油样品中随机抽取一份生姜油,称取6份分别于6个100 mL容量瓶中,每份0.1～0.2 g,加入上述香草醛溶液1 mL,然后按1.2.3方法制备样品待测溶液。

2 结果与分析

2.1 检测波长和溶剂的选择

由香草醛对照品溶液和无水乙醇样品溶液的紫外吸收对照谱图曲线可知(图1),香草醛溶液对照品和样品溶液的紫外光谱吸收基本一致,分别在210、230、280 nm处有极大吸收,但210、230 nm靠近紫外末端,干扰较多,检测数据不稳定,再在280 nm附近检测,结果表明,在278 nm处有最大吸光值。以无水乙醇、甲醇、丙酮为溶剂,对比吸光度,判断样品在无水乙醇、甲醇、丙酮中溶解程度,样品和香草醛在三种溶剂中的吸光值变化趋势大致相同,但丙酮溶液的吸光值不稳定,无水乙醇的溶解性好,吸光值稳定,故本实验采用无水乙醇为溶剂在278 nm处检测姜辣素含量。

图1 香草醛对照品溶液和无水乙醇样品溶液的紫外吸收光谱图Fig.1 UV absorption spectra with regard to control solution of vanillin and ethanol

图2 甲醇和无水乙醇的样品溶液的紫外吸收光谱图Fig.2 UV absorption spectra of the sample in methanol,acetone and ethanol

2.2 标准曲线的建立

图3 姜辣素的标准曲线Fig.3 Standard curve of gingerol

以无水乙醇为空白对照,在278 nm下分别检测1.2.2中不同浓度对照品溶液的吸光度,以对照品的浓度C为横坐标,吸光度A为纵坐标进行回归分析,得到吸光度A关于样品浓度C的回归方程:

表1 精密度实验

表2 回收率实验

表4 重现性实验

A=0.0676C+0.0047,相关系数R2=0.9999,在2.011～12.066 μg/mL浓度范围内线性关系良好。

2.3 方法考察

2.3.1 精密度考察 任意取一份生姜油样品,按1.2.3的方法制备样品溶液并连续检测6次,计算样品浓度,样品浓度结果RSD值为0.14%,表明方法的精密度良好,结果见表1。

2.3.2 回收率的测定 取1.2.4项制备的溶液按1.2.3的方法检测,平均回收率为99.84%,RSD值为1.05%,结果见表2。

2.3.3 稳定性实验 任意取一份生姜油样品,按1.2.3的方法制备样品溶液,分别在0、5、10、20、40、80、120、180 min时检测样品中姜辣素的含量,结果表明,样品待测液在3 h内RSD值为0.24%,即样品待测液在3 h内稳定,结果见表3。

表3 稳定性实验

2.3.4 重现性实验 用同一份生姜油样品,按1.2.3方法制备6份样品待测液,分别检测其姜辣素含量,RSD值为0.28%,结果见表4。

3 结论

建立了超临界CO2萃取生姜油的检测方法:以紫外分光光度计为检测仪器,以甲醇、无水乙醇、丙酮为溶解溶剂,分别考察了样品生姜油和对照品香草醛在甲醇、无水乙醇、丙酮三种溶剂中的溶解性,用紫外分光光度计分别扫描了几种溶液在200～400 nm处的吸光值的变化趋势,得出样品和香草醛对照品在无水乙醇中的溶解性最好,在278 nm处吸光度稳定。实验选择以无水乙醇为溶剂在278 nm处检测生姜油中的姜辣素含量,结果表明,该方法在2.011～12.066 μg/mL范围内线性关系良好,相关系数R2=0.9999,加标回收率为98.76%～101.21%(RSD=1.05%),方法简单快捷,稳定性好。

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Determination of gingerol in ginger oil extracted by the super critical CO2

XING Xiao-xiao,TIAN Wei-huan

(Zhengzhou Xomolon Flavorings Co.,Ltd.,Zhengzhou 450000,China)

A method was established by Ultraviolet spectrophotometer for the determination of gingerol in ginger oil extracted by the super critical CO2.The solubility and wavelength scanning experiments showed that the solubility of ginger oil was well in anhydrous ethanol,and the maximum absorbance value was at 278 nm. With anhydrous ethanol as solvent at 278 nm,the calibration curves had good linearity in the range from 2.011 to 12.066 μg/mL(R2=0.9999).The average recovery rate of gingerol was 98.76%～101.21%(RSD=1.05%).The method of Ultraviolet spectrophotometer was quickly and stable as the apparatus required were simple and easy to operate.

gingerol;ginger oil;supercritical CO2extraction

2015-07-09

邢晓晓(1987-)，女，学士，研发员，研究方向：天然香料的有效成分和危害成分，E-mail:740756762@qq.com。

高端速溶香辛料颗粒调味料超临界开发(新郑市产学研)。

TS225.3

A

1002-0306(2015)23-0294-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.052