鲜姜与干姜超临界流体萃取物的GC/MS 研究

霍文兰，李志田

(榆林学院 化学与化工学院，陕西 榆林 719000)

姜是一种重要调味料，也是亚洲传统的食药两用植物。我国是主要的出口国之一，年出口量占世界总量的40%。但迄今为止，姜的贸易主体仍然是干姜。鲜姜除了含有姜油酮、姜烯酚、姜醇等特殊成分和生理活性成分外，还含有糖、淀粉、蛋白质、维生素、胡萝卜素、VA和VC、硫胺素、核黄素、尼克酸及多种微量元素，集营养、调味、保健于一身。干姜主要用于调味，所含成分与鲜姜部分相同［1-3］。姜的提取物不仅是调味的主要成分，而且是食品、化妆、医药的重要组成部分。

姜的化学成分归属为三类:精油、姜辣素、二苯烷基庚烷类。精油的主要成分为单萜类物质如单萜类的β-派烯、倍半萜类的α-姜烯、β-红没药烯等;姜辣素可分为姜酚类、姜烯酚、姜酮姜二酮类、姜二醇类等不同类型;二苯烷基庚烷类化合类可分为线性二苯基庚烷类和环状二苯烷基庚烷类［4-6］。

姜精油常用的提取方法有水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法、压榨法。本文利用超临界CO2萃取法对鲜姜和干姜精油进行萃取，并用GC/MS 联用法对其成分进行鉴定。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

干姜;鲜姜;乙醚、无水硫酸钠均为分析纯。DHG-9140 型烘箱;HA-121-01C 超临界萃取装置;FA1004 型电子天平;GC/MS-QP2010 气相色谱/质谱联用仪。

1.2 原料预处理

1.2.1 鲜姜的预处理 洗净、晾干，切片(3 ～5 mm)，烘干至恒重。用粉碎机粉碎，过60 目筛。

1.2.2 干姜的预处理 粉碎，过60 目筛。

1.3 提取

称取处理过的鲜姜、干姜粉末500 g，投入超临界萃取装置，按照以下条件萃取:萃取温度35 ℃，萃取压力20 MPa，萃取时间90 min，CO2流量18 L/h。

1.4 萃取物成分分析

采用GC/MS 联用仪。

1.4.1 色谱条件 HP-1 石英毛细管柱(30 m ×0.25 mm×0.25 μm)，程序升温，起始温度30 ℃以4 ℃/min 升温至70 ℃(保温5 min)，以10 ℃/min升温至130 ℃，以3 ℃/min 升温至160 ℃(保温5 min)，以10 ℃/min 升温至180 ℃(保温5 min)，进样口温度180 ℃，柱前压60 KPa，载气为高纯He(＞99.999%)，分流比15 ∶1，进样量0.5 μL，载气体积流量为1 mL/min。

1.4.2 质谱条件 EL 离子源，温度230 ℃，电子能量70 eV，GC/MS 接口温度180 ℃，扫描范围45 ～450 amu，MSD 检测器，检测器温度230 ℃，NIST98标准谱库。

1.4.3 GC/MS 操作步骤 开机→双击桌面上的(GC/MS)postun Analysis→建立文件夹(方法文件内)→设置GC/MS 参数→GC/MS 都Ready 后→点击Samplalogin(样品登记)→填写相关内容→点击确定→保存→点击Standby→GC/MS 再次Ready 后→注样(注样之前先用丙酮溶液清洗注射器再吸取待测样品)→注样完毕立即点击Start(注样时要慢进快出)→进行检测→检测完毕→点击Save→关机(点击Shutdown)。

1.4.3.1 定性分析 分别取1.0 μL 挥发油样品进样，用GC/MS 分析鉴定，通过G170011BA 化学工作站数据处理系统检索NIST98 谱图库，再结合有关文献及资料进行定性分析，确定提取物的化学成分。1.4.3.2 定量分析 通过G170011BA 化学工作站数据处理系统，按峰面积归一化法进行定量分析，得各成分的相对百分含量。

2 结果与讨论

鲜姜和干姜提取物GC/MS 的总离子流图见图1 和图2。

图1 鲜姜提取物化学成分的GC/MS 总离子流图Fig.1 GC/MS total ion chemical composition of fresh ginger extract flow diagram

图2 干姜提取物化学成分的GC/MS 总离子流图Fig.2 GC/MS total ion chemical composition of dried ginger extract flow diagram

由图可知，鲜姜提取物中分离出26 种化合物，干姜精油中分离出28 种化合物。

利用质谱数据库进行计算机检索，人工谱图解析，并结合文献，对鲜姜和干姜提取物化学成分进行分析，结果见表1。

续表

由表1 可知，干姜精油和鲜姜精油的化学组成及含量有明显差异。从鲜姜精油和干姜精油共鉴定出40 种化合物，有26 种化合物从鲜姜提取物中检测出，其中有13 种干姜提取物中未检测出来，分别为2-丁醇、顺式-4-甲基-2-戊烯、异丙基乙醚、3-［(2，3)环氧丙氧］丙基甲氧基硅烷、丙二醇丙醚、异丙基乙醚、丁基乙醛酸、1-甲氧基-4-丙烯基苯、1-苯基-1，3-丙二醇、β-红没药烯、正十四烷、正十八烷、正二十烷。有28 种化合物从干姜提取物中检测出，其中有16 种化合物并未从鲜姜提取物中检测出，分别是丁二醇、2-异丙氧基乙醇、1，1-二氧基乙烷、1-丙氧基-2-丙醇、茴香脑、2-甲基-丙醇-3-苯、α-蒈烯、(反)-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛、2，4，4-三乙基己烯、萜松油、1-乙氧基-3-苯基丙烷、2，3，5，8-四甲基葵烷、乙二酸二丁酯、(顺)-1-甲基(-4-(5-甲基-1-亚甲基-4-己烯基)环己烯、乙基-4-(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、9-辛基十七烷。鲜姜和干姜提取物共有的成分是2-乙氧基丁烷、2，4，5-三甲基-1，3-二氧戊环、2-乙氧基戊烷、3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛、龙脑、2，4，4-三甲基己烯、α-姜黄烯、α-姜烯、大根香叶烯D、α-法呢烯、β-倍半水芹烯。结果表明，鲜姜和干姜提取物的成份还是有所差异，关于两种提取物不同的功效还有待于进一步研究。

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