超臨界CO2萃取生姜油中姜辣素含量的測定

邢曉曉,田衛環

(鄭州雪麥龍食品香料有限公司,河南鄭州 450000)

超臨界CO2萃取生姜油中姜辣素含量的測定

邢曉曉,田衛環

(鄭州雪麥龍食品香料有限公司,河南鄭州 450000)

建立了超臨界CO2萃取生姜油中姜辣素的紫外分光光度計檢測法。溶解性實驗和波長掃描實驗表明生姜油在無水乙醇中的溶解性好,在278 nm處有最大吸光值。以無水乙醇為溶劑在278 nm處實驗,結果表明:姜辣素在2.011～12.066 μg/mL濃度范圍內線性關系良好(R2=0.9999),兩個水平添加濃度的平均加標回收率為98.76%～101.21%(RSD=1.05%),紫外分光光度計檢測法儀器簡單,操作簡便快捷,穩定性好。

姜辣素,生姜油,超臨界CO2萃取

姜是我國傳統重要調味料之一,具有去腥、增鮮、殺菌等功效,是天然的食用芳香劑和防腐劑[1-3]。生姜油的生產提取方法主要有蒸餾法、溶劑浸提法、壓榨法和超臨界CO2萃取法[4-7]。超臨界CO2萃取產品中6-姜辣素的含量顯著高于水蒸氣蒸餾法和乙醇滲漉法[8]。超臨界CO2萃取法可以在接近室溫(35～40 ℃)下進行提取,有效地防止了熱敏性物質的氧化和逸散,因此,能把高沸點、低揮發性、易熱解的物質在遠低于其沸點溫度下萃取出來,既可獲得揮發性成分,又可獲得非揮發性成分[9],具有無溶劑殘留、產品風味完善等優點。

生姜風味的感官特性主要有兩方面物質賦予:揮發性精油和姜辣素,揮發性精油為生姜提供了香氣和部分風味,姜辣素不具有揮發性,它為生姜提供了特征性的辛辣風味,也是中藥材中的主要功能性成分[10-11],因此,把姜辣素的定量檢測作為鑒定生姜油的質量指標有重要意義。姜辣素由姜酚類、姜烯酚類、姜酮類等多種物質構成[12],目前檢測姜辣素的檢測方法有滴定法、光度法、溶出伏安法、薄層分析法、紫外分光光度法、高效液相色譜法、氣相色譜法[13-18],滴定法和光度法都需要通過姜酚的顯色反應,且反應沉淀對檢測結果的準確度有影響,溶出伏安法和薄層分析法受物質的分離度影響,高效液相色譜法和氣相色譜法樣品前處理較復雜,檢測時間長,且目前這些檢測方法多是檢測不同產地和不同生長時期的鮮姜提取物中的姜辣素含量[19],該提取物中姜辣素含量在2%左右,甚至更低,且提取物中水分等雜質較多,而超臨界CO2萃取是一種無污染、無溶殘的現代工藝技術,萃取的生姜油香氣醇厚、風味純正,具有較高濃縮比,市場上的產品標簽顯示1 g生姜油相當于50～60 g生姜干品或350～400 g生姜鮮品甚至更高,但未見關于該產品中姜辣素的溶解度、吸收峰等檢測方面的研究文獻報道,因此,研究檢測其中的主要成分姜辣素對于產品質量控制等都具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香草醛對照品 中國藥品生物制品檢定所;生姜油6份(超臨界CO2提取) 鄭州雪麥龍食品香料有限公司。甲醇(分析純) 天津市科密歐化學試劑有限公司;無水乙醇(分析純) 天津市風船化學試劑科技有限公司;丙酮(分析純) 洛陽昊華化學試劑有限公司FA2004電子天平 上海上天精密儀器有限公司;AUW120D電子天平 日本SHIMADZU公司;紫外可見分光光度計(T6新世紀) 北京普析通用儀器有限責任公司;KQ2200型臺式機械超聲波清洗器 東莞市科橋超聲波設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 檢測波長和溶劑的選擇 以香草醛溶液為對照品,分別以甲醇、無水乙醇、丙酮為溶劑,用紫外可見分光光度計掃描香草醛溶液和生姜油溶液的吸收光譜,確定檢測波長和溶解試劑。

1.2.2 對照品溶液的制備 準確稱量0.10055 g香草醛置于100 mL容量瓶中,加無水乙醇溶解配成1.0055 mg/mL的香草醛標準溶液,再分別吸取0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mL用無水乙醇稀釋至100 mL容量瓶中,得到濃度分別為2.011,4.022,6.033,8.044,10.055,12.066 μg/mL的標準溶液。

1.2.3 供試樣品溶液的制備與檢測 準確稱取0.2～2 g樣品于100 mL容量瓶中,加入約50 mL無水乙醇,超聲波溶解2 min后定容,搖勻后再從中吸取1 mL至25 mL容量瓶中,無水乙醇定容搖勻既得樣品待測液。用1 cm比色皿測定吸光度A值,帶入香草醛回歸方程求得相應濃度值C,按下列公式計算樣品中姜辣素類化合物的含量(%):

式中:2.001為香草醛換算姜辣素的系數(生姜油樹脂中6,8,10-姜酚的混合平均分子量為304.46,香草醛分子量為152.15,即304.46/152.15=2.001),C為樣品檢測吸光度A對應的香草醛濃度值(μg/mL),V為樣品稀釋體積倍數(mL),m為樣品稱量質量(g),106為單位換算系數。

1.2.4 加標回收率樣品溶液的制備 分別稱取0.1021 g和0.0540 g香草醛標準品各3份,置于10 mL容量瓶中,加3～5 mL無水乙醇,超聲波溶解并定容,搖勻即得香草醛溶液對照品,從提供的生姜油樣品中隨機抽取一份生姜油,稱取6份分別于6個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方法制備樣品待測溶液。

2 結果與分析

2.1 檢測波長和溶劑的選擇

由香草醛對照品溶液和無水乙醇樣品溶液的紫外吸收對照譜圖曲線可知(圖1),香草醛溶液對照品和樣品溶液的紫外光譜吸收基本一致,分別在210、230、280 nm處有極大吸收,但210、230 nm靠近紫外末端,干擾較多,檢測數據不穩定,再在280 nm附近檢測,結果表明,在278 nm處有最大吸光值。以無水乙醇、甲醇、丙酮為溶劑,對比吸光度,判斷樣品在無水乙醇、甲醇、丙酮中溶解程度,樣品和香草醛在三種溶劑中的吸光值變化趨勢大致相同,但丙酮溶液的吸光值不穩定,無水乙醇的溶解性好,吸光值穩定,故本實驗采用無水乙醇為溶劑在278 nm處檢測姜辣素含量。

圖1 香草醛對照品溶液和無水乙醇樣品溶液的紫外吸收光譜圖Fig.1 UV absorption spectra with regard to control solution of vanillin and ethanol

圖2 甲醇和無水乙醇的樣品溶液的紫外吸收光譜圖Fig.2 UV absorption spectra of the sample in methanol,acetone and ethanol

2.2 標準曲線的建立

圖3 姜辣素的標準曲線Fig.3 Standard curve of gingerol

以無水乙醇為空白對照,在278 nm下分別檢測1.2.2中不同濃度對照品溶液的吸光度,以對照品的濃度C為橫坐標,吸光度A為縱坐標進行回歸分析,得到吸光度A關于樣品濃度C的回歸方程:

表1 精密度實驗

表2 回收率實驗

表4 重現性實驗

A=0.0676C+0.0047,相關系數R2=0.9999,在2.011～12.066 μg/mL濃度范圍內線性關系良好。

2.3 方法考察

2.3.1 精密度考察 任意取一份生姜油樣品,按1.2.3的方法制備樣品溶液并連續檢測6次,計算樣品濃度,樣品濃度結果RSD值為0.14%,表明方法的精密度良好,結果見表1。

2.3.2 回收率的測定 取1.2.4項制備的溶液按1.2.3的方法檢測,平均回收率為99.84%,RSD值為1.05%,結果見表2。

2.3.3 穩定性實驗 任意取一份生姜油樣品,按1.2.3的方法制備樣品溶液,分別在0、5、10、20、40、80、120、180 min時檢測樣品中姜辣素的含量,結果表明,樣品待測液在3 h內RSD值為0.24%,即樣品待測液在3 h內穩定,結果見表3。

表3 穩定性實驗

2.3.4 重現性實驗 用同一份生姜油樣品,按1.2.3方法制備6份樣品待測液,分別檢測其姜辣素含量,RSD值為0.28%,結果見表4。

3 結論

建立了超臨界CO2萃取生姜油的檢測方法:以紫外分光光度計為檢測儀器,以甲醇、無水乙醇、丙酮為溶解溶劑,分別考察了樣品生姜油和對照品香草醛在甲醇、無水乙醇、丙酮三種溶劑中的溶解性,用紫外分光光度計分別掃描了幾種溶液在200～400 nm處的吸光值的變化趨勢,得出樣品和香草醛對照品在無水乙醇中的溶解性最好,在278 nm處吸光度穩定。實驗選擇以無水乙醇為溶劑在278 nm處檢測生姜油中的姜辣素含量,結果表明,該方法在2.011～12.066 μg/mL范圍內線性關系良好,相關系數R2=0.9999,加標回收率為98.76%～101.21%(RSD=1.05%),方法簡單快捷,穩定性好。

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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

邢曉曉(1987-)，女，學士，研發員，研究方向：天然香料的有效成分和危害成分，E-mail:740756762@qq.com。

高端速溶香辛料顆粒調味料超臨界開發(新鄭市產學研)。

TS225.3

A

1002-0306(2015)23-0294-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.052