姜精油的提取及应用

摘要：本文以干姜粉为原料、70％乙醇为提取剂，采用微波辅助萃取技术提取粗姜精油。以提取率为指标，研究了料液比、浸提时间、破碎度、微波处理时间等因素对提取效果的影响，并初步优化了提取的工艺条件：料液比1：4，浸提时间3h，破碎度40目，微波处理时间3min，在此条件下姜精油的提取率可达18.5％。采用烘箱储存试验法对姜精油的抗氧化作用进行了研究，试验结果表明：姜精油有明显的抗氧化性能，可以有效地延缓猪油氧化。采用琼脂平板扩散法研究了姜精油对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母的抑菌性能，结果表明姜精油对三种微生物均具有抑菌效果。

关键词：姜精油；微波处理；抗氧化；抑菌

姜(Zingiber Officinale Rosc)，又称生姜、川姜、白姜、均姜、干姜，是姜科属植物。姜中除含有姜烯、姜酚等主要生理活性物质外，还含有蛋白质、多糖、维生素和多种微量元素，集营养、调味、保健于一身，是很常用的药食兼用植物。姜精油是生姜的一种重要的提取物，含有姜中的绝大多数成分，其应用比生姜广泛、便捷。目前，姜精油提取常用的方法主要有传统的水汽蒸馏法、压榨法，这些方法操作复杂且生产率比较低。还采用CO2超临界萃取技术、分子蒸馏技术来提取姜精油，但是这些方法对设备和成本要求很高，大规模应用不现实。溶剂浸提法工艺简单、生产成本低、容易推广，仍是目前工业生产中广泛使用的方法。本文以乙醇为提取剂，采用微波辅助萃取技术提取粗姜精油，并对姜精油的抗氧化性和抑菌性进行了相关研究。

1　材料与方法

1.1　材料

鲜姜：市售；

猪油：双汇食品有限公司；

乙醇(95％)：食用级；

硫代硫酸钠、碘化钾、重铬酸钾、三氯甲烷、冰乙酸均为分析纯；

大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母均由我院微生物实验室提供；

1.2　主要仪器设备

粉碎机：XPC-150型，上海宝蓝实验仪器制造有限公司；

电子天平：FA1004型，上海良平仪器仪表有限公司；

隔水式电热恒温培养箱：PYX-DHS-50X65-S型，上海跃进医疗器械厂；

净化工作台：SW-CJ-1CU型，苏州净化设备有限公司；

立式压力蒸气灭菌器：LDZX-50FSB型，上海申安医疗器械厂；

微波反应仪：XH-MC-1型，北京祥鹄科技发展有限公司；

1.3　方法

1.3.1　姜精油提取工艺流程

鲜姜清洗切片、干燥粉碎过筛浸提微波处理浓缩称重

1.3.2　粗姜精油提取率的测定

提取率=姜油质量／干姜粉质量×100％

1.3.3　姜精油提取条件的确定

在预试验的基础上选取料液比(A)、破碎度(B)、提取时间(C)，微波处理时间(D)为正交试验的因素，各因素选取相应的水平，以粗精油提取率为指标研究干姜乙醇浸提工艺，采用正交表L9(34)安排试验，因素水平设计如表1。

1.3.4　过氧化值的测定

碘量法。

1.3.5　姜精油的抗氧化试验

采用烘箱储存试验法(Schaal Oventest)：烘箱储存温度为70℃，油样在此高温度加速氧化，期间定期测定油样的过氧化值，以过氧化值的高低来衡量姜精油抗氧化的效果。本试验取姜精油0.125g加入到20g猪油中，同时做姜精油的空白对照试验。

1.3.6　姜精油的抑菌试验

用滤纸片法测定姜精油的抑菌作用，以抑菌圈直径的大小来衡量姜精油抑菌作用的效果。

2　结果与分析

2.1　姜精油提取条件的确定

姜精油提取条件的正交试验结果如表2所示。由表2可知，在影响姜精油提取率的各因素中，因素主次顺序为D＞A＞C＞B，即微波处理时间＞料液比＞提取时间＞破碎度。提取条件的优化结果为A2C1B2D3，即料液比为1：4，提取时间为3h，破碎度为40目、微波处理时间为3min。

以A2B2C1D3组合(即料液比l：4，提取时M3h、破碎度40目、微波处理时间为3min)做验证试验，试验结果为姜精油提取率等于18.5％。此数值大于正交试验中的所有指标值，说明上述条件组合为精油的最佳提取条件。

2.2　姜精油的抗氧化效果

猪油在高温下被快速氧化，反应初期生成物为过氧化物，且过氧化物的多少与油脂被氧化的程度正相关。由于姜精油中含有一些还原性成分，加入到油脂中以后与环境中的氧化剂(如氧气)反应使油脂的氧化程度减弱或者延缓，从而表现出抗氧化性能。如图1所示，两种猪油在储存的过程中虽然都存在过氧化值升高的现象，但添加了姜精油的猪油的过氧化值升高的速度远低于对照猪油(没有添加姜精油)的。储存8天后，前者的过氧化值仅为0.47g/100g，而后者的过氧化值高达1.14g/100g，为前者的2.5倍左右。这说明了添加了姜精油的猪油被氧化的程度远远小于未添加姜精油的猪油被氧化的程度，从而证明姜精油有明显的抗氧化性能。

2.3　姜精油的抑菌性能

姜精油对不同的菌种的抑菌效果有所不同，如表3所示。姜精油对枯草芽孢杆菌的抑菌效果是最好的，抑菌圈非常明显，其抑菌圈的平均直径约为22.48mm对大肠杆菌的抑菌效果次之，抑菌圈明显，其抑菌圈的平均直径约为18.42mm；对酵母菌的抑菌效果最小，抑菌圈不明显，其抑菌圈的平均直径只有15.90mm。

3　结论

3.1　姜精油的提取

用乙醇提取姜精油的优化条件为：料液比1：4，提取时间3h，破碎度40目，微波处理时间为3min，此条件下姜精油的提取率达18.50％。

3.2　抗氧化性

姜精油有明显的抗氧化性能，将其添加到猪油中可以明显减缓猪油被氧化的程度。

3.3　抑菌性

姜精油有一定的抑菌性能，对不同种微生物的抑菌效果也不相同。在所研究的三种微生物中，抑菌效果的显著性顺序为：枯草芽孢杆菌＞大肠杆菌＞酵母菌。

参考文献

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