姜芽生長過程中姜精油含量的變化研究

王風玲，李奕然

(山東商務職業學院，山東 煙臺 264670)

姜芽生長過程中姜精油含量的變化研究

王風玲，李奕然

(山東商務職業學院，山東 煙臺 264670)

采用水蒸氣蒸餾法測定姜精油含量，采用正交試驗對實驗條件進行了優化，在優化條件下測定姜芽生長過程中姜精油含量的變化情況。最終確定實驗優化條件為粒度60目、料液比1∶16、蒸餾時間2 h，最佳采摘期為14～21天或姜芽長度7～10 cm。

姜精油；含量；采摘期

生姜是一種重要的香辛調味料，是我國傳統的藥食兩用植物，主產于四川、山東、湖北、廣東等地，年出口量占世界總出口量的40%[1]，據研究，生姜具有抗凝血、抗氧化、抗衰老、抗腫瘤等藥理作用[2]，可用來治療頭痛、傷風、脹氣、嘔吐、消化不良等癥狀[3]，目前開發產品主要有泡子姜、糖醋姜、糖姜片、染色姜芽等[4]，研究發現姜的香氣及風味取決于其揮發性油姜精油，姜精油具有健身祛病、消炎、鎮痛、抗過敏、抑菌等作用，是生姜健胃止吐功能的有效成分[5]。

對姜的綜合利用進行研究，在一定溫濕度和避光條件下培育姜芽，研究姜芽生長過程中姜精油的含量變化情況，擬為姜的綜合利用提供參考性數據。姜精油是指隨水蒸氣蒸餾出來而又與水不相混溶的揮發性油狀成分的總稱[6]，目前測定方法有水蒸氣蒸餾法、溶劑萃取法、超臨界萃取法、酶法提取和仿生提取等方法[7]，本文采用水蒸氣蒸餾法進行研究實驗。

1 材料與方法

1.1 材料

生姜：山東龍口姜。

姜芽培養：在保溫箱內鋪5～10 cm厚混草木灰的細沙，細沙上鋪色正、健壯、奶頭壯的姜種，噴水濕潤細沙和姜種，再蓋上細沙，在(28±2) ℃，80%～90%濕度下使姜種萌芽(以不生根為準)，萌芽后取出，根據發芽情況掰開，保持一個小塊上一個芽頭，將姜芽塊排布在鋪有5～10 cm厚細沙的保溫箱中，再覆上6～7 cm厚的細沙，噴水但保持芽和細沙濕潤不積水。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%。計時，每隔7天采摘姜芽苗，摘掉須根，洗凈姜芽上泥土備用，連續采摘5次姜芽苗。

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

1.2 儀器

揮發油測定儀 重慶北培特種玻璃儀器廠；粉碎機、電子天平、快速水分測定儀 深圳市速賽電子科技有限公司。

1.3 測定方法

樣品用揮發油提取器按照2010版《中國藥典》附錄XD揮發油測定法甲法測定姜精油含量[8,9]，取樣品適量(約相當于含揮發性油0.5～1.0 mL)，加適量水與玻璃珠數粒置于燒瓶中，振搖混合后，用揮發油測定儀測定含油量，用快速水分測定儀測定水分含量。

式中：V為蒸餾出的精油量，mL；M為水分含量，%；m為樣品質量，g。

1.4 實驗設計

以生姜粉樣品為代表，考察樣品粒度、料液比、沸騰時間對姜精油含量測定的影響，采用正交試驗設計和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精油含量，并進行方法穩定性實驗，優化采摘期。

2 實驗結果與分析

2.1 單因素實驗條件的影響

2.1.1 樣品粒度的影響

稱取粉碎粒度分別為20，40，60，80目的樣品30 g，加入300 mL水，置于揮發油測定儀中沸騰3 h測定姜精油含量，結果見圖1。

圖1 樣品粒度對提取效果的影響

由圖1可知，粉碎力度過大過小都會影響提取結果，粒度過大，水蒸氣很難進入粒度內部，提取效率低；粒度過小，蒸餾過程中物料容易被水沖出燒瓶，最終選定粒度40目或60目較為合適。

2.1.2 料液比的影響

將樣品粉碎過40目篩網，料液比分別為1∶10，1∶12，1∶14，1∶16，1∶18，置于揮發油測定儀中沸騰3 h測定姜精油含量，結果見圖2。

圖2 料液比對提取效果的影響

由圖2可知，隨著料液比的增加，提取效率提高，但是液體加入過多，物料在沸騰過程中易沖出燒瓶，最終選定料液比1∶16較為合適。

2.1.3 沸騰時間的影響

將樣品粉碎過40目篩，1∶16料液比，置于揮發油測定儀中沸騰1，2，3，4，5，6 h測定姜精油含量，結果見圖3。

圖3 沸騰時間對提取效果的影響

由圖3可知，隨著沸騰時間的延長，提取效果逐漸增加，但是4 h后提取效果增加不明顯，從經濟角度考慮，選擇沸騰時間4 h較為合適。

2.2 正交試驗設計與極差分析

對于姜精油測定條件采用正交試驗與極差分析進行優化，結果表明：料液比極差最大，影響最明顯；沸騰時間極差最小，影響也最??；樣品粒度影響介于兩者之間。由于沸騰時間影響較小，從經濟角度考慮，由正交試驗確定的最佳提取條件為：粒度60目、料液比1∶16、蒸餾時間2 h。

正交試驗設計結果見表1。

表1 正交試驗設計與極差分析

2.3 不同采摘期下樣品中姜精油含量

根據正交試驗優化條件，在粒度60目、料液比1∶16、蒸餾時間2 h條件下，測定不同采摘期下姜芽樣品中的姜精油含量，結果見圖4。

圖4 不同采摘期姜精油含量的變化

由圖4可知，姜精油含量先略有升高，但隨著生長期延長，姜精油含量下降，21天后下降明顯，根據姜精油含量的變化情況，最終選擇采摘期為14～21天，或者長度約為7～10 cm。

2.4 測定方法穩定性試驗

取14天姜芽樣品6份，在粒度60目、料液比1∶16、蒸餾時間2 h條件下測定姜精油含量，結果見表2。

表2 姜精油含量 %

由表2可知，本方法穩定性好。

3 結論

本文對培養姜芽進行采摘，實驗過程中利用正交試驗對水蒸氣蒸餾測定姜精油含量條件進行優化，確定最佳條件，并在此條件下研究不同采摘期姜芽姜精油含量的變化。最終確定優化條件為粒度60目、料液比1∶16、蒸餾時間2 h，最佳采摘期為14～21天或姜芽長度7～10 cm。

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

[2]李樂.姜辣素抗氧化性能研究[D].重慶：重慶大學，2004.

[3]駱海林.生姜功效成分的提取分離及組分研究[D].合肥：安徽農業大學，2010.

[4]朱風濤，馬超，吳茂玉，等.生姜功能成分的提取及其應用[J].農產品加工，2010(1):67-69.

[5]孫亞青.姜精油的提取、分析及純化研究[D].北京：中國農業大學，2004.

[6]王麗.母姜與子姜化學成分分析及其抗氧化活性研究[D].泰安：山東農業大學，2012.

[7]賈雁高.生姜精油中姜烯成分的分離純化[D].濟南：山東大學，2010.

[8]林茂.生姜有效成分的分離提取技術及組成研究[D].重慶：西南大學，2007.

[9]邱琴，張國英，劉辛欣，等.超臨界流體萃取法與水蒸氣蒸餾法提取干姜片揮發油化學成分的比較[J].上海中醫藥雜志，2005，39(3):55-57.

Study on the Change of Ginger Essential Oil Content in Ginger Bud Growth Process

WANG Feng-ling, LI Yi-ran

(Shandong Business Institute, Yantai 264670, China)

In this paper, the ginger essential oil content is determined by steam distillation method. The experimental conditions are optimized by orthogonal experiment. Under the optimal conditions, the change of ginger essential oil content in the ginger bud growth process is determined. Ultimately, the optimal experimental conditions are determined as particle size of 60 mesh, material-liquid ratio of 1∶16 and distillation time of 2 h. The best harvest period is 14～21 days or ginger bud length of 7～10 cm.

ginger essential oil; content; harvest period

2017-01-16

山東省高等學?？萍加媱濏椖?J14LE60)

王風玲(1963-)，女，山東青州人，教授，主要從事糧油食品副產品方面的研究； 李奕然(1989-)，女，山東煙臺人，講師，碩士，主要從事食品營養方面的研究。

TS202.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.06.010

1000-9973(2017)06-0051-03