江永香姜姜油樹脂的GC-MS分析

趙林敏，齊成媚，劉小文，*，駱 鷹，袁志輝，張祖姣，王宗成

（1．湖南科技學院生命科學與化學工程系，湖南永州425199；2．上海海洋大學食品學院，上海201306）

江永香姜姜油樹脂的GC-MS分析

趙林敏1，2，齊成媚1，劉小文1，*，駱 鷹1，袁志輝1，張祖姣1，王宗成1

（1．湖南科技學院生命科學與化學工程系，湖南永州425199；2．上海海洋大學食品學院，上海201306）

以我國具有特色的江永香姜作為原料，采用石油醚提取江永香姜中姜油樹脂，并通過GC-MS定性分析化學成分，用峰面積歸一化法檢測各化合物的相對百分含量。結果表明，共鑒定出24種主要化合物，占化學成分總提物的87.38%，其中烯烴類占45.67%，酯類占16.02%，烷烴類占5.76%，醇類占9.34%，酚類占4.04%，醛類占4.56%，酸類占1.99%，其中含量在5%以上的有7種，包括β-紅沒藥烯、反-α-香柑油烯、姜黃烯、α-金合歡烯、（Z）-β-法尼烯5種烯烴，還包括棕櫚酸甲酯、9-十八烯酸酯兩種酯類。

江永香姜，姜油樹脂，GC-MS

江永香姜為永州有名特產，與香米、香芋、香柚、香菇并列江永五香，僅分布于永州市江永縣，外觀瑩如玉，形似手掌，較普通生姜透明，富含姜油酚、姜油酮、姜辣素、糠分、維生素B1、B2與鐵鹽。經測定，每100g香姜蛋白質含量0.6～0.8g，糠分含量3.1～8.1g，脂肪0.4～0.7g[1]。姜油包括姜精油和姜油樹脂，姜精油是從生姜根莖中用水蒸汽蒸餾的方法得到的揮發性油分；姜油樹脂是通過有機溶劑萃取，再回收溶劑得到的較粘稠的半流體物質，是一種黃色至棕黃色有粘性的液體[2]，既含少量姜精油的揮發性成分，也含非揮發的脂肪成分，其中不揮發成分在呈香方面有著逼真作用，并對姜精油有天然定香作用，是一種高品質的調味料和食品配料[3]。

國內外學者對生姜姜精油進行了大量的研究，如王忠賓[2]研究了乙醇提取姜精油的工藝條件；李輝[4]通過單因素和正交實驗研究了水蒸氣蒸餾法提取姜精油的最佳工藝條件；歐陽輝[5]利用響應面法對姜精油的超臨界萃取進行了優化；孟青等[6]對生姜提取物進行了TLC分析；張雪紅等[7]以進口的6-姜酚標樣為外標化合物，采用高效液相色譜法測定生姜中的6-姜酚含量，而有關生姜的姜油樹脂的報道則較少，特別是對具有重要經濟前景的江永香姜油樹脂的研究尚未見報道。因此，本文以永州特有的江永香姜為原料，采用石油醚提取姜油樹脂，GC-MS進行成分分析，對于其開發利用、提高其經濟附加值具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

江永香姜 購于零陵區農貿菜市場；石油醚、氯化鈉、氫氧化鉀、無水甲醇 分析純，天津市大茂化學試劑廠。

QP2010 Plus氣質聯用儀 日本島津公司；WG-71電熱鼓風干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；FZ-102植物粉碎機 上海勝啟儀器儀表有限公司；HH-W600數顯三用恒溫水箱 江蘇國勝實驗儀器廠；K201D-II旋轉蒸發儀 鄭州長城科工貿有限公司；SHB-III循環水式多用真空泵 鄭州長盛實驗儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 待測樣品提取 選取干凈新鮮的江永香姜為原料，洗凈切片烘干，用植物粉碎機粉碎，過200目篩；采用石油醚對江永香姜中的姜油樹脂進行40℃恒溫浸提6h[8]，再用旋轉蒸發儀通過常壓和減壓蒸餾將有機溶劑蒸出，可得含水的香姜提取物；對初提取物進行甲酯化，得到待進樣的待測樣品。

1.2.2 甲酯化 取一滴香姜油樹脂于25mL圓底燒瓶中，加2mL 0.4mol/L的KOH/甲醇溶液，于70℃水浴中回流皂化反應約10min（期間要持續劇烈振蕩，使甲酯化完全）。混勻后于室溫下冷卻，再加入3mL石油醚，振蕩促使甲酯化樣品溶解，然后倒入飽和NaCl溶液使液面升至瓶口，靜置約1min，吸取上層有機相于裝有少量無水Na2SO4樣品管中，待進樣分析。

1.2.3 分析條件 色譜條件：載氣為氦氣，柱前壓60.4kPa，分流比10∶1，程序升溫（柱初溫80℃，保持時間3min，以20℃/min的升溫速率升至140℃，保持2min，再以6℃/min的升溫速率升至230℃，保持3min，最后以15℃/min的升溫速率升至260℃，保持時間5min），汽化室溫度250℃，接口溫度250℃，色譜柱為Rtx-5ms彈性石英毛細管柱（30m×0.25mm×0.15μm）。質譜條件：電子電離（EI源），電子轟擊能量70eV，電子倍增管電壓0.8kV，質量掃描范圍15～400m/z，時間間隔1s[2]。

1.2.4 數據處理與質譜檢索 采用氣質聯用儀中的NIST譜庫（2008版）和Willey 9譜庫，自動檢索分析組分的質譜數據，并對全部檢索結果參考有關標準圖譜和相關文獻[2，10-11]進行核對和補充，采用色譜峰面積歸一化法，計算各組分的百分含量。

2 結果與分析

按上述實驗方法和條件（1.2）可得香姜油樹脂的總離子色譜圖（見圖1），對總離子圖中各峰經質譜掃描后得質譜圖，經過質譜數據系統檢索，并結合有關文獻從基峰、保留時間進行直觀分析，匹配度可達83.7%，從而確定出香姜油樹脂中主要有效成分，并通過數據處理系統，按峰面積歸一化法確定各組分的相對百分含量，其結果見表1。

表1 香姜油樹脂GC-MS分析結果Table.1 GC-MS analysis of ginger oleoresin in Jiangyong fragrant-ginger

由圖1和表1可知，色譜圖上共有24個顯著峰，占色譜圖總量的87.38%。姜油樹脂主要成分為烯烴45.67%，酯類16.02%，烷烴5.76%，醇類9.34%，酚類4.04%，醛類4.56%，酸類1.99%。香姜油樹脂具有多種典型的生姜活性成分，如6-姜酚、姜黃烯、β-水芹烯、α-金合歡烯等，其中6-姜酚對香姜呈味具有重要作用，姜黃烯、β-水芹烯等烯烴對香姜呈香具有重要作用[3]，且含量高達45.67%，這可能是“香姜”之名由來的原因。同時姜油樹脂中6-姜酚、姜黃烯等化合物具有抗氧化[9-10]、免疫增強[11]、抗菌[12]、抗炎[13]等作用，這為香姜油樹脂的開發利用提供了依據。通過和王忠賓[2]對萊蕪大姜的分析結果相比，江永香姜的揮發性物質（烯烴類）含量較高，可達45.67%，而其辛辣性成分姜辣素（姜酚）含量較低，僅為4.04%，原因可能是其含水量高于普通生姜，渣滓較普通生姜少；和林茂[14]采用水蒸氣蒸餾法對重慶北培生姜的分析結果相比，本實驗的揮發性烴類較之低20.96%，α-姜烯未檢測到，與之低18.49%，原因可能是水蒸汽蒸餾法提取揮發性成分的能力比有機溶劑強；和何文珊[15]采用有機溶劑提取生姜油脂的分析結果相比，揮發性烴類比乙酸乙酯提取的低2.02%，正己烷提取的低7.30%，甲醇提取的低10.96%，原因可能是有機溶劑的極性不同，故對揮發性成分的提取能力有差異，因此研究說明江永香姜水分含量雖多，但功能特性較普通生姜強，使其具有廣闊的開發前景。

圖1 香姜油樹脂化學成分總離子圖Fig.1 Total ion chromatogram of ginger oleoresin in Jiangyong Fragrant-ginger

3 討論與結論

通過采用石油醚提取江永香姜中姜油樹脂的組分并經氣質聯用儀分析鑒定，既發揮了色譜法的高分離能力，又發揮了質譜法的高鑒別能力，因此具有準確、可靠的特點。初步檢出24種化合物，主要是烯烴，以及一定量的酯類、烷烴類、醇類、酚類、醛類和少量的酸類，含量較豐富的有反-α-香柑油烯、（Z）-β-法尼烯、姜黃烯、α-金合歡烯、β-紅沒藥烯、棕櫚酸甲酯、9-十八烯酸酯，含量均在5%以上，其中對香姜呈味貢獻最大的是6-姜酚，對香姜呈香貢獻最大的是姜黃烯、β-水芹烯等烯烴[3]。雖然目前姜精油的應用研究較成熟，但姜油樹脂的研究則相對較少，特別是具有地域特色的江永香姜中姜油樹脂的研究還尚未發現，因此本研究不僅為我國江永香姜中姜油樹脂成分的分析和探明提供了一些初步數據，而且也為后續江永香姜姜油樹脂的研究開發提供了理論依據。

[1]盧勝進，鄧國增，李愛華，等.江永香姜產業現狀及發展對策研究[J].湖南農業科學，2009（12）：98-101.

[2]王忠賓.姜油提取方法及工藝參數研究[D].泰安：山東農業大學，2012.

[3]陳燕，倪元穎，蔡同一.生姜提取物的綜合利用與深加工研究[J].食品工業科技，2000，21（4）：76-78.

[4]李輝.水蒸氣蒸餾法提取姜精油[J].糧油加工，2010（11）：16-20.

[5]歐陽輝.超臨界萃取姜精油工藝的優化[J].食品與發酵工業，2010，36（1）：171-174.

[6]孟青，馮毅凡，郭曉玲，等.干姜超臨界CO2提取物質量控制的研究[J].中國中藥雜志，2005，30（10）：750-752.

[7]張雪紅，李華昌.高效液相色譜法測定生姜中的6-姜酚[J].分析實驗室，2005，24（3）：8-9.

[8]劉雄，闞建全，陳宗道.辛香料油樹脂的提取與分析技術[J].中國調味品，2002（10）：3-7.

[9]孫宏春，王文亮，李海雷，等.生姜在食品開發中的開發現狀及發展前景[J].中國食品與營養，2008（1）：34-36.

[10]劉正實.姜油樹脂的穩定化及其應用研究[D].重慶：重慶大學，2009.

[11]王穎，李東偉.生姜的研究進展[J].中國藥業，2006，15（9）：62-63.

[12]鄧開野，周海鈺，邢盼盼.生姜的抗菌及抗氧化作用的研究進展[J].中國調味品，2012，37（2）：28-31.

[13]李素民，楊秀嶺.干姜和生姜藥理研究進展[J].中草藥，1999，30（6）：471-473.

[14]林茂，闞建全.鮮姜和干姜精油成分的GC-MS研究[J].食品科學，2008，29（1）：283-285.

[15]何文珊，李琳，李炎，等.生姜不同有機溶劑提取物的GCMS分析[J].熱帶亞熱帶植物學報，2001，9（2）：154-158.

Analysis of ginger oleoresin in Jiangyong fragrant-ginger by GC-MS

ZHAO Lin-min1，2，QI Cheng-mei1，LIU Xiao-wen1，*，LUO Ying1，YUAN Zhi-hui1，ZHANG Zu-jiao1，WANG Zong-cheng1
（1.Department of Biochemistry，Hunan University of Science and Engineering，Yongzhou 425199，China；2.College of Food Science，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Jiangyong fragrant-ginger were used as raw material，which was one of the regional characteristics of jiangyong wuxiang in china.The ginger oleoresin of Jiangyong fragrant-ginger were extracted by petroleum ether and the chemical constituents were separated and identified by GC-MS.Then the relative contents in percentage of compounds were determined by peak area normalization method.The results showed that 24 major compounds were separated and accounted for 87.38%of the total extractions.The major constituents were identified as olefins 45.67%，esters 16.02%，alkanes 5.76%，alcohols 9.34%，phenols 4.04%，aldehydes 4.56%and acids 1.99%.There were 7 kinds of compounds that the contents were more than 5%，5 kinds olefins（β-bisabolene，anti-α-be-rgamot oil ene，curcumene，α-farnesene，（Z）-β-farnesene）were included，methyl hexadecanoate，9-octadecenoic acid were also included.

Jiangyong fragrant-ginger；ginger oleoresin；GC-MS

TS207.3

A

1002-0306（2014）06-0078-03

2013－07－18 *通訊聯系人

趙林敏（1990-），女，在讀碩士研究生，研究方向：食品營養與加工。

湖南省自然基金項目（13JJ6080）；湖南省重點學科建設項目資助（2011-76）；湖南省高校科技創新團隊支持計劃資助（2012-318）；湖南省科技計劃項目（2013FJ3004）；湖南省教育廳項目（13A030，13C350）。