姜芽生長過程中姜辣素含量的變化研究

熊素敏，王風玲

（山東商務職業學院，山東煙臺 264670）

姜芽生長過程中姜辣素含量的變化研究

熊素敏，王風玲

（山東商務職業學院，山東煙臺 264670）

采用紫外分光光度法于680nm處測定姜辣素含量。以香草醛作為對照溶液，采用正交試驗對實驗條件進行了優化，在最佳條件下測定姜芽生長過程中姜辣素含量的變化情況。最終確定實驗優化條件為溫度50℃左右、提取時間90min、粉碎粒度80目，最佳采摘期為14～15天或姜芽長度7cm左右。

姜辣素；含量；采摘期

生姜，別名姜、白姜，原產自我國及東南亞熱帶雨林地區，目前在我國主產于山東、湖北、安徽、河南和四川［1，2］。據研究，生姜具有抗凝血、抗氧化、抗衰老等藥理作用［3］，我國衛生部將生姜規定為藥食兼用資源。我國目前的姜制品有姜絲、糖醋姜片、腌姜以及以姜為原料的罐頭、蜜餞、姜汁酸奶等產品［4－6］。研究表明：姜辣素是生姜多種藥理作用的主要功能因子，如抗胃潰瘍作用、對中樞神經抑制作用、抗腫瘤作用［7，8］，據Yoda等的研究，姜辣素SOS修復功能具有保護皮膚的作用，可抑制紫外光誘導的皮膚突變。

作者對姜的利用進行開發研究，在一定溫濕度及避光條件下培育姜芽，為姜的綜合利用提供參考數據。本文擬研究姜芽生長過程中姜辣素的含量變化，姜辣素含量測定方法有液相色譜法、氣相色譜法等，但其標準樣品難以獲得，且對產品較難定量，作者以香草醛為標樣、Folin酚試劑顯色進行測定的方法，該法操作簡單、準確度較高、重現性較好［9，10］。

1 材料與方法

1.1 材料

生姜：山東龍口姜。

姜芽培養：場地選擇保溫箱，內鋪5～10cm厚混有少量草木灰的細沙，上面鋪健壯、色正、奶頭壯的硬實姜種，噴適量水，再蓋上細沙保溫（28±2）℃，保濕80%～90%，待姜萌芽（不生根為準），將種姜取出，根據發芽情況掰成小塊，之后排布在鋪有5～10cm厚細沙的保溫箱中，芽頭向上，排滿后，覆蓋6～7cm厚的細沙，噴水，使芽下細沙充分濕潤但不積水。灑水后姜上細沙厚度5cm左右。用密閉倉蓋在保溫箱上，保持姜芽生長過程避光、溫度（26±2）℃、濕度80%～90%，適當噴水保持沙土濕度。計時，每隔7天采摘1次，掰下姜芽苗，摘掉須根，洗凈姜芽上泥土備用，連續采摘5次，分別為培育7，14，21，28，35天的姜芽苗。

樣品制備：將生姜樣品及姜芽苗洗凈、切片或切斷，自然風干，用粉碎機粉碎后過篩，放樣品瓶中備用。

1.2 儀器、試劑

試劑：Folin酚試劑、香草醛標準樣品、丙酮。

儀器：TU-1901紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；粉碎機。

1.3 姜辣素含量檢測

1.3.1 標準溶液配制

準確稱取0.1000g香草醛，用丙酮溶解至100mL，取8.0mL溶液用丙酮稀釋至100mL，配得80μg/mL的香草醛標準溶液。

1.3.2 標準曲線的測定

準備10支1.0mL容量瓶，分別取0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9mL香草醛標準溶液，加水補足1.0mL。向瓶中依次加入5.0mL Folin酚試劑甲，混勻放置30min，再加入Folin酚試劑乙，立即搖勻，室溫放置30min，在680nm處測定吸光度值［11］。

1.3.3 樣品姜辣素含量的測定

取生姜樣品姜粉1.0g，用丙酮溶解在100mL容量瓶中，于50℃水浴提取1h后冷卻定容，過濾取濾液待用。取濾液1mL，按照標準曲線方法測定吸光度，姜辣素計算公式如下：

式中：2.003為香草醛換算姜辣素系數；Y為根據吸光度在標準曲線上查出相應的質量，μg；V0為提取液總體積，mL；W為樣品質量，g；V為測定時吸取的提取液體積，mL；106為單位換算系數。

1.4 實驗設計

以生姜粉樣品為代表，考察粉碎粒度、水浴溫度、水浴提取時間對于姜辣素含量測定結果的影響，采用正交試驗設計實驗方案，極差分析優化實驗條件。在優化條件下測定不同采摘期姜芽苗中姜辣素含量，并進行方法穩定性試驗，優化采摘期。

2 實驗結果與分析

2.1 香草醛標準曲線

以香草醛量（μg/mL）為橫坐標，吸光值為縱坐標做標準曲線，見圖1。得到回歸方程為y＝0.09208x＋0.03173，R2＝0.99329。

圖1 香草醛標準曲線

2.2 單因素對于實驗結果的影響

2.2.1 粉碎粒度的影響

粉碎粒度分別是40，60，80，100目，50℃水浴1h，測定姜辣素含量，結果見圖2。

圖2 粉碎粒度對測定結果的影響

由圖2可知，隨著粉碎粒度的增加，提取率略有提高，但是粒度過細，反而降低，可能是因為粒度過細不利于過濾操作，粉碎粒度以80目為宜。

2.2.2 水浴溫度的影響

粒度為80目條件下，分別在30，40，50，60，70℃提取1h，測定姜辣素含量，結果見圖3。

圖3 水浴溫度對測定結果的影響

由圖3可知，隨著水浴溫度的增加，提取率逐漸增加，50℃后增幅變緩，可能是因為隨著溫度的升高，姜辣素在丙酮中溶解度增加，溫度過高，丙酮容易揮發，且不經濟，因此選擇水浴溫度為50℃。

2.2.3 提取時間的影響

粒度80目，水浴溫度50℃條件下，分別提取45，60，75，90，120min，測定姜辣素含量，結果見圖4。

圖4 提取時間對測定結果的影響

由圖4可知，隨著水浴提取時間的增加，提取率提高，但90min后增幅不大，因此選擇提取時間為90min。

2.3 正交試驗設計與極差分析

采用正交試驗與極差分析對影響姜辣素含量測定的3個因素進行分析，結果表明：水浴溫度的極差最大，影響最明顯；粉碎粒度的極差最小，影響也最小；提取時間的影響介于兩者之間。由于提取時間影響較小，從經濟角度考慮，由正交試驗確定的最佳提取條件為溫度50℃左右、提取時間90min、粉碎粒度80目。

根據單因素試驗結果進行正交試驗設計，結果見表1。

表1 正交試驗設計與極差分析

2.4 不同采摘期下測定姜粉中姜辣素含量

根據正交試驗優化結果，在粒度80目、水浴50℃、提取90min條件下，測定不同采摘期下的姜辣素含量，試驗結果見圖5。

圖5 不同采摘期姜辣素的含量

由圖5可知，隨著生長期的延長，姜芽長度逐漸增加，姜辣素含量逐漸降低，14天后降低很明顯，最終選擇采摘期為14～15天，或者長度7cm左右。

2.5 測定方法穩定性試驗

取80μg/mL香草醛標準溶液0.5mL，14天姜芽樣品溶液分別在680nm處每隔10min測定1次吸光度，結果見表2。

表2 姜辣素含量測定結果

由表2可知，香草醛標準溶液及樣品姜辣素溶液在60min內保持穩定。

3 結論

本研究旨在對姜芽進行培養定期采摘，實驗過程中利用正交試驗對680nm處測定姜辣素含量實驗條件進行優化，確定最佳實驗條件，并在此條件下研究姜芽采摘過程中姜辣素含量的變化情況，確定最適采摘期。最終確定實驗優化條件為溫度50℃左右、提取時間90min、粉碎粒度80目，最佳采摘期為14～15天或姜芽長度7cm左右，此后姜辣素含量迅速下降。

［1］姜艷艷.鮮姜中姜辣素的提取及姜渣的綜合利用［D］.泰安：山東農業大學，2013.

［2］高曉東.多種生姜有效成分的聯合提取及生姜蛋白酶的膜分離技術［D］.泰安：山東農業大學，2013.

［3］李樂.姜辣素抗氧化性能研究［D］.重慶：重慶大學，2004.

［4］張素華，蔣士龍，楊文，等.糖醋生姜軟罐頭的研制［J］.食品工業科技，2000，21（3）：52-53.

［5］林金鶯.姜汁飲料的制作［J］.食品工業科技，1998（3）：66.

［6］陳茂彬.用大麥糖漿生產姜汁啤酒的研究［J］.廣州食品工業科技，1998，14（4）：19-20，38.

［7］張雪紅，李華昌.姜辣素的研究進展［J］.礦冶，2003（12）：96-98.

［8］郭曉雯，杜愛琴，杜愛玲.生姜中姜辣素含量的測定［J］.山東化工，2007，36（4）：34-36.

［9］黃雪松，王漢忠.姜辣素的測定方法［J］.中國調味品，1996（8）：30-31.

［10］陳琳莉.姜皮中姜辣素的提取工藝優化及功能性質的研究［D］.重慶：重慶工商大學，2013.

［11］柳乃奎.生姜中抗氧化成分提取分離的研究［D］.泰安：山東農業大學，2004.

Study on the Change of Gingerol Content in Ginger Bud Growth Process

XIONG Su-min，WANG Feng-ling
（Shandong Business Institute，Yantai 264670，China）

In this paper，the gingerol content is detected at 680nm by UV spectrophotometry.With vanillin as the reference solution，the experimental conditions are optimized by orthogonal experiment.Under the best conditions，the change of gingerol content in ginger bud growth process is detected.Ultimately，the optimal experimental conditions are determined as temperature of about 50℃，extracting time of 90min and granularity of 80mesh.The best harvest period is 14～15days or about 7cm of ginger bud length.

gingerol；content；harvest period

TS207.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.03.028

1000-9973（2017）03-0121-03

2016－09－16

山東省高等學校科技計劃項目（J14LE60）

熊素敏（1980－），女，河南衛輝人，副教授，碩士，主要從事糧油食品加工產品的研究；王風玲（1963－），女，山東青州人，教授，主要從事糧油食品副產品的研究。