姜芽生长过程中姜辣素含量的变化研究

熊素敏，王风玲

（山东商务职业学院，山东烟台 264670）

姜芽生长过程中姜辣素含量的变化研究

熊素敏，王风玲

（山东商务职业学院，山东烟台 264670）

采用紫外分光光度法于680nm处测定姜辣素含量。以香草醛作为对照溶液，采用正交试验对实验条件进行了优化，在最佳条件下测定姜芽生长过程中姜辣素含量的变化情况。最终确定实验优化条件为温度50℃左右、提取时间90min、粉碎粒度80目，最佳采摘期为14～15天或姜芽长度7cm左右。

姜辣素；含量；采摘期

生姜，别名姜、白姜，原产自我国及东南亚热带雨林地区，目前在我国主产于山东、湖北、安徽、河南和四川［1，2］。据研究，生姜具有抗凝血、抗氧化、抗衰老等药理作用［3］，我国卫生部将生姜规定为药食兼用资源。我国目前的姜制品有姜丝、糖醋姜片、腌姜以及以姜为原料的罐头、蜜饯、姜汁酸奶等产品［4－6］。研究表明：姜辣素是生姜多种药理作用的主要功能因子，如抗胃溃疡作用、对中枢神经抑制作用、抗肿瘤作用［7，8］，据Yoda等的研究，姜辣素SOS修复功能具有保护皮肤的作用，可抑制紫外光诱导的皮肤突变。

作者对姜的利用进行开发研究，在一定温湿度及避光条件下培育姜芽，为姜的综合利用提供参考数据。本文拟研究姜芽生长过程中姜辣素的含量变化，姜辣素含量测定方法有液相色谱法、气相色谱法等，但其标准样品难以获得，且对产品较难定量，作者以香草醛为标样、Folin酚试剂显色进行测定的方法，该法操作简单、准确度较高、重现性较好［9，10］。

1 材料与方法

1.1 材料

生姜：山东龙口姜。

姜芽培养：场地选择保温箱，内铺5～10cm厚混有少量草木灰的细沙，上面铺健壮、色正、奶头壮的硬实姜种，喷适量水，再盖上细沙保温（28±2）℃，保湿80%～90%，待姜萌芽（不生根为准），将种姜取出，根据发芽情况掰成小块，之后排布在铺有5～10cm厚细沙的保温箱中，芽头向上，排满后，覆盖6～7cm厚的细沙，喷水，使芽下细沙充分湿润但不积水。洒水后姜上细沙厚度5cm左右。用密闭仓盖在保温箱上，保持姜芽生长过程避光、温度（26±2）℃、湿度80%～90%，适当喷水保持沙土湿度。计时，每隔7天采摘1次，掰下姜芽苗，摘掉须根，洗净姜芽上泥土备用，连续采摘5次，分别为培育7，14，21，28，35天的姜芽苗。

样品制备：将生姜样品及姜芽苗洗净、切片或切断，自然风干，用粉碎机粉碎后过筛，放样品瓶中备用。

1.2 仪器、试剂

试剂：Folin酚试剂、香草醛标准样品、丙酮。

仪器：TU-1901紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；粉碎机。

1.3 姜辣素含量检测

1.3.1 标准溶液配制

准确称取0.1000g香草醛，用丙酮溶解至100mL，取8.0mL溶液用丙酮稀释至100mL，配得80μg/mL的香草醛标准溶液。

1.3.2 标准曲线的测定

准备10支1.0mL容量瓶，分别取0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9mL香草醛标准溶液，加水补足1.0mL。向瓶中依次加入5.0mL Folin酚试剂甲，混匀放置30min，再加入Folin酚试剂乙，立即摇匀，室温放置30min，在680nm处测定吸光度值［11］。

1.3.3 样品姜辣素含量的测定

取生姜样品姜粉1.0g，用丙酮溶解在100mL容量瓶中，于50℃水浴提取1h后冷却定容，过滤取滤液待用。取滤液1mL，按照标准曲线方法测定吸光度，姜辣素计算公式如下：

式中：2.003为香草醛换算姜辣素系数；Y为根据吸光度在标准曲线上查出相应的质量，μg；V0为提取液总体积，mL；W为样品质量，g；V为测定时吸取的提取液体积，mL；106为单位换算系数。

1.4 实验设计

以生姜粉样品为代表，考察粉碎粒度、水浴温度、水浴提取时间对于姜辣素含量测定结果的影响，采用正交试验设计实验方案，极差分析优化实验条件。在优化条件下测定不同采摘期姜芽苗中姜辣素含量，并进行方法稳定性试验，优化采摘期。

2 实验结果与分析

2.1 香草醛标准曲线

以香草醛量（μg/mL）为横坐标，吸光值为纵坐标做标准曲线，见图1。得到回归方程为y＝0.09208x＋0.03173，R2＝0.99329。

图1 香草醛标准曲线

2.2 单因素对于实验结果的影响

2.2.1 粉碎粒度的影响

粉碎粒度分别是40，60，80，100目，50℃水浴1h，测定姜辣素含量，结果见图2。

图2 粉碎粒度对测定结果的影响

由图2可知，随着粉碎粒度的增加，提取率略有提高，但是粒度过细，反而降低，可能是因为粒度过细不利于过滤操作，粉碎粒度以80目为宜。

2.2.2 水浴温度的影响

粒度为80目条件下，分别在30，40，50，60，70℃提取1h，测定姜辣素含量，结果见图3。

图3 水浴温度对测定结果的影响

由图3可知，随着水浴温度的增加，提取率逐渐增加，50℃后增幅变缓，可能是因为随着温度的升高，姜辣素在丙酮中溶解度增加，温度过高，丙酮容易挥发，且不经济，因此选择水浴温度为50℃。

2.2.3 提取时间的影响

粒度80目，水浴温度50℃条件下，分别提取45，60，75，90，120min，测定姜辣素含量，结果见图4。

图4 提取时间对测定结果的影响

由图4可知，随着水浴提取时间的增加，提取率提高，但90min后增幅不大，因此选择提取时间为90min。

2.3 正交试验设计与极差分析

采用正交试验与极差分析对影响姜辣素含量测定的3个因素进行分析，结果表明：水浴温度的极差最大，影响最明显；粉碎粒度的极差最小，影响也最小；提取时间的影响介于两者之间。由于提取时间影响较小，从经济角度考虑，由正交试验确定的最佳提取条件为温度50℃左右、提取时间90min、粉碎粒度80目。

根据单因素试验结果进行正交试验设计，结果见表1。

表1 正交试验设计与极差分析

2.4 不同采摘期下测定姜粉中姜辣素含量

根据正交试验优化结果，在粒度80目、水浴50℃、提取90min条件下，测定不同采摘期下的姜辣素含量，试验结果见图5。

图5 不同采摘期姜辣素的含量

由图5可知，随着生长期的延长，姜芽长度逐渐增加，姜辣素含量逐渐降低，14天后降低很明显，最终选择采摘期为14～15天，或者长度7cm左右。

2.5 测定方法稳定性试验

取80μg/mL香草醛标准溶液0.5mL，14天姜芽样品溶液分别在680nm处每隔10min测定1次吸光度，结果见表2。

表2 姜辣素含量测定结果

由表2可知，香草醛标准溶液及样品姜辣素溶液在60min内保持稳定。

3 结论

本研究旨在对姜芽进行培养定期采摘，实验过程中利用正交试验对680nm处测定姜辣素含量实验条件进行优化，确定最佳实验条件，并在此条件下研究姜芽采摘过程中姜辣素含量的变化情况，确定最适采摘期。最终确定实验优化条件为温度50℃左右、提取时间90min、粉碎粒度80目，最佳采摘期为14～15天或姜芽长度7cm左右，此后姜辣素含量迅速下降。

［1］姜艳艳.鲜姜中姜辣素的提取及姜渣的综合利用［D］.泰安：山东农业大学，2013.

［2］高晓东.多种生姜有效成分的联合提取及生姜蛋白酶的膜分离技术［D］.泰安：山东农业大学，2013.

［3］李乐.姜辣素抗氧化性能研究［D］.重庆：重庆大学，2004.

［4］张素华，蒋士龙，杨文，等.糖醋生姜软罐头的研制［J］.食品工业科技，2000，21（3）：52-53.

［5］林金莺.姜汁饮料的制作［J］.食品工业科技，1998（3）：66.

［6］陈茂彬.用大麦糖浆生产姜汁啤酒的研究［J］.广州食品工业科技，1998，14（4）：19-20，38.

［7］张雪红，李华昌.姜辣素的研究进展［J］.矿冶，2003（12）：96-98.

［8］郭晓雯，杜爱琴，杜爱玲.生姜中姜辣素含量的测定［J］.山东化工，2007，36（4）：34-36.

［9］黄雪松，王汉忠.姜辣素的测定方法［J］.中国调味品，1996（8）：30-31.

［10］陈琳莉.姜皮中姜辣素的提取工艺优化及功能性质的研究［D］.重庆：重庆工商大学，2013.

［11］柳乃奎.生姜中抗氧化成分提取分离的研究［D］.泰安：山东农业大学，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

山东省高等学校科技计划项目（J14LE60）

熊素敏（1980－），女，河南卫辉人，副教授，硕士，主要从事粮油食品加工产品的研究；王风玲（1963－），女，山东青州人，教授，主要从事粮油食品副产品的研究。