高子怡++皇甫阳鑫++闫慧云++王迎进++赵二劳
摘 要:多酚类成分是生姜中的主要活性成分之一,具有多方面的生物活性。多酚的提取技术是近年来的研究热点。本文概述我国生姜中多酚提取方法的研究进展现状,展望其研究方向,为生姜中多酚的进一步研究开发提供参考。
关键词:生姜;多酚;提取工艺;进展
中图分类号:S-3 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170229004
生姜又名鲜姜、地辛,为多年生草本植物姜(Zingiber officnale Rosc.)的根茎,既是传统的烹调和佐餐調味佳品,也是常用中药,我国各地均有分布,资源丰富。中医认为,生姜为药中佳品,具有散寒解表、温中止吐、回阳通脉、燥湿消痰等功效[1]。现代科学研究表明,多酚是生姜中的主要活性成分之一,具有抗氧化、抗溃疡、抗肿瘤、抗炎镇痛、降血脂、止呕止晕和杀菌防腐等广泛的生物活性[2]。显见,研究生姜中多酚的提取,对于我国生姜资源的深度开发具有重要的实际意义。本文概述我国生姜中多酚的提取研究现状,展望其研究方向,为生姜中多酚的进一步研究开发提供参考。
1 溶剂提取法
溶剂提取法是最传统、最基础的多酚提取方法,它是根据天然产物中不同成分在不同溶剂中的溶解度不同而分离,所采用的溶剂主要是水或有机溶剂[3]。褚敏哲等[4]以水为提取剂,在料液比1:4(g/mL),温度70℃下,震荡提取生姜中多酚,当提取时间为40min,提取次数为2次,提取液定容为100mL时,测得提取液中多酚含量为11.69?g/mL。刘婷婷等[5]以姜酚含量为评价指标,甲醇为提取剂,采用正交试验法优化了生姜中姜酚的提取工艺,得到的优化工艺条件为:料液比1:50(g/mL)水溶回流提取1h。多酚含量为0.3098%。唐仕荣等[6]研究了生姜中多酚的乙醇浸提工艺,通过单因素分析结合正交试验得到的最佳工艺条件为:对60℃以下干燥并粉碎过60目筛的生姜粉,最佳溶剂为75%乙醇,料液比1:25,温度70℃回流提取2次,每次2.5h。此条件下,生姜多酚提取率最高达到1.79%。
2 超声波辅助提取法
超声波辅助提取法是利用超声波产生的强烈空化效应、振动等作用,造成植物细胞壁破裂,加速植物有效提取成分进入溶剂,提高提取效率[7]。纪丽丽[8]采用正交试验法研究了生姜中姜酚的超声波辅助法提取工艺,得到的最优工艺条件为:以95%乙醇为提取剂,料液比1g/10mL,提取时间3min。此工艺条件下,姜酚得率为0.3282%。黄四平[9]以乙醚为提取剂,研究了超声波辅助提取陕西黄姜中姜酚的工艺条件,结果表明,超声时间是影响提取率的主要因素。优化的最佳提取条件为:超声温度70℃,料液比1:2(g/mL),超声功率400W,提取时间2h。提取率可达2.12%。
3 微波辅助提取法
微波辅助提取法是基于电磁波作用下,植物细胞极性物质吸收了微波能,产生大量热量,使细胞内温度突然升高,细胞内压力超过细胞壁膨胀能力,导致细胞壁破裂,细胞内成分自由溶出进入提取介质中[10]。许玲玲等[11]研究了生姜中姜酚的微波辅助提取工艺,得到的工艺条件为:95%的乙醇为提取剂,在料液比1:10、微波功率250W、120KPa条件下,微波时间1min,提取次数1次。此时姜酚提取率为0.1160%。韦学丰等[12]在单因素分析的基础上,通过正交试验的方法研究了大肉姜中多酚的微波辅助提取工艺,优化的最佳工艺条件为:乙醇浓度50%,微波功率250W,料液比1:40(g/mL),微波时间3min。在此工艺条件下多酚提取率为0.1145%。
4 超临界CO2萃取法
超临界CO2萃取是一种新型的现代分离技术,它是利用温度和压力略超过或接近临界的介于气体和液体之间的CO2作为萃取剂,从生姜中提取多酚[13]。超临界CO2萃取是一种高效而环保的多酚提取方法,目前,超临界CO2萃取技术用于生姜多酚提取的报道还很少。郑伟然等[14]采用超临界CO2萃取炮姜中姜酚,结果表明:在萃取条件为压力30MPa、温度50℃、时间2h的条件下,萃取物中多酚的成分达9.53%,转移率73.4%。
5 渗漉提取法
渗漉法是将粉碎的生姜置于渗漉筒中,自上部慢慢添加溶剂,溶剂在渗过生姜层向下流动的过程中浸出多酚的方法。渗漉法属于动态的浸出方法,多使用不同浓度的乙醇做溶剂,对溶剂的利用率比较高,可以比较完全地浸出多酚类成分,且可直接收集浸出液。洪燕等[15]研究了渗漉法提取生姜中姜酚的工艺,确定的最佳工艺为:干姜粗粉,用12倍量80%乙醇渗漉,先加4倍量的80%的乙醇溶液,冷浸2h后,再加入剩余量乙醇,按5mL/ (kg·min)的速度渗漉。此条件下,生姜中姜酚的提取量为11.874mg/g。
6 展望
我国有丰富的生姜资源,建立一种高效低廉的生姜多酚工业化提取生产工艺,既能为生姜资源的深度开发、合理利用提供可行途径,有力提高生姜的科技的附加值,促进生姜种植和加工的协调发展,也能为开发生姜多酚在保健品、食品等领域的新用途提供物质基础。但就目前情况而言,我国有关生姜中多酚的提取研究还很少,且不系统,极需投入财力、物力,加大研究力度,借鉴其他天然活性成分提取工艺的成功经验,系统研究生姜多酚的提取工艺,尝试融合多种提取方法的工艺或提取与高效分离相结合的工艺,实现高效提取或在提取过程中对提取物的分离纯化,为生姜多酚的工业化提取开辟新的途径。
参考文献
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作者简介:高子怡(1996-),女,本科,忻州师范学院化学系学生,参与国家大学生、山西省大学生创新创业训练计划项目;赵二劳(1952-),男,本科,教授,从事天然产物活性成分研究。