姜芽生长过程中姜精油含量的变化研究

王风玲，李奕然

(山东商务职业学院，山东 烟台 264670)

姜芽生长过程中姜精油含量的变化研究

王风玲，李奕然

(山东商务职业学院，山东 烟台 264670)

采用水蒸气蒸馏法测定姜精油含量，采用正交试验对实验条件进行了优化，在优化条件下测定姜芽生长过程中姜精油含量的变化情况。最终确定实验优化条件为粒度60目、料液比1∶16、蒸馏时间2 h，最佳采摘期为14～21天或姜芽长度7～10 cm。

姜精油；含量；采摘期

生姜是一种重要的香辛调味料，是我国传统的药食两用植物，主产于四川、山东、湖北、广东等地，年出口量占世界总出口量的40%[1]，据研究，生姜具有抗凝血、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤等药理作用[2]，可用来治疗头痛、伤风、胀气、呕吐、消化不良等症状[3]，目前开发产品主要有泡子姜、糖醋姜、糖姜片、染色姜芽等[4]，研究发现姜的香气及风味取决于其挥发性油姜精油，姜精油具有健身祛病、消炎、镇痛、抗过敏、抑菌等作用，是生姜健胃止吐功能的有效成分[5]。

对姜的综合利用进行研究，在一定温湿度和避光条件下培育姜芽，研究姜芽生长过程中姜精油的含量变化情况，拟为姜的综合利用提供参考性数据。姜精油是指随水蒸气蒸馏出来而又与水不相混溶的挥发性油状成分的总称[6]，目前测定方法有水蒸气蒸馏法、溶剂萃取法、超临界萃取法、酶法提取和仿生提取等方法[7]，本文采用水蒸气蒸馏法进行研究实验。

1 材料与方法

1.1 材料

生姜：山东龙口姜。

姜芽培养：在保温箱内铺5～10 cm厚混草木灰的细沙，细沙上铺色正、健壮、奶头壮的姜种，喷水湿润细沙和姜种，再盖上细沙，在(28±2) ℃，80%～90%湿度下使姜种萌芽(以不生根为准)，萌芽后取出，根据发芽情况掰开，保持一个小块上一个芽头，将姜芽块排布在铺有5～10 cm厚细沙的保温箱中，再覆上6～7 cm厚的细沙，喷水但保持芽和细沙湿润不积水。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%。计时，每隔7天采摘姜芽苗，摘掉须根，洗净姜芽上泥土备用，连续采摘5次姜芽苗。

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

1.2 仪器

挥发油测定仪 重庆北培特种玻璃仪器厂；粉碎机、电子天平、快速水分测定仪 深圳市速赛电子科技有限公司。

1.3 测定方法

样品用挥发油提取器按照2010版《中国药典》附录XD挥发油测定法甲法测定姜精油含量[8,9]，取样品适量(约相当于含挥发性油0.5～1.0 mL)，加适量水与玻璃珠数粒置于烧瓶中，振摇混合后，用挥发油测定仪测定含油量，用快速水分测定仪测定水分含量。

式中：V为蒸馏出的精油量，mL；M为水分含量，%；m为样品质量，g。

1.4 实验设计

以生姜粉样品为代表，考察样品粒度、料液比、沸腾时间对姜精油含量测定的影响，采用正交试验设计和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精油含量，并进行方法稳定性实验，优化采摘期。

2 实验结果与分析

2.1 单因素实验条件的影响

2.1.1 样品粒度的影响

称取粉碎粒度分别为20，40，60，80目的样品30 g，加入300 mL水，置于挥发油测定仪中沸腾3 h测定姜精油含量，结果见图1。

图1 样品粒度对提取效果的影响

由图1可知，粉碎力度过大过小都会影响提取结果，粒度过大，水蒸气很难进入粒度内部，提取效率低；粒度过小，蒸馏过程中物料容易被水冲出烧瓶，最终选定粒度40目或60目较为合适。

2.1.2 料液比的影响

将样品粉碎过40目筛网，料液比分别为1∶10，1∶12，1∶14，1∶16，1∶18，置于挥发油测定仪中沸腾3 h测定姜精油含量，结果见图2。

图2 料液比对提取效果的影响

由图2可知，随着料液比的增加，提取效率提高，但是液体加入过多，物料在沸腾过程中易冲出烧瓶，最终选定料液比1∶16较为合适。

2.1.3 沸腾时间的影响

将样品粉碎过40目筛，1∶16料液比，置于挥发油测定仪中沸腾1，2，3，4，5，6 h测定姜精油含量，结果见图3。

图3 沸腾时间对提取效果的影响

由图3可知，随着沸腾时间的延长，提取效果逐渐增加，但是4 h后提取效果增加不明显，从经济角度考虑，选择沸腾时间4 h较为合适。

2.2 正交试验设计与极差分析

对于姜精油测定条件采用正交试验与极差分析进行优化，结果表明：料液比极差最大，影响最明显；沸腾时间极差最小，影响也最小；样品粒度影响介于两者之间。由于沸腾时间影响较小，从经济角度考虑，由正交试验确定的最佳提取条件为：粒度60目、料液比1∶16、蒸馏时间2 h。

正交试验设计结果见表1。

表1 正交试验设计与极差分析

2.3 不同采摘期下样品中姜精油含量

根据正交试验优化条件，在粒度60目、料液比1∶16、蒸馏时间2 h条件下，测定不同采摘期下姜芽样品中的姜精油含量，结果见图4。

图4 不同采摘期姜精油含量的变化

由图4可知，姜精油含量先略有升高，但随着生长期延长，姜精油含量下降，21天后下降明显，根据姜精油含量的变化情况，最终选择采摘期为14～21天，或者长度约为7～10 cm。

2.4 测定方法稳定性试验

取14天姜芽样品6份，在粒度60目、料液比1∶16、蒸馏时间2 h条件下测定姜精油含量，结果见表2。

表2 姜精油含量 %

由表2可知，本方法稳定性好。

3 结论

本文对培养姜芽进行采摘，实验过程中利用正交试验对水蒸气蒸馏测定姜精油含量条件进行优化，确定最佳条件，并在此条件下研究不同采摘期姜芽姜精油含量的变化。最终确定优化条件为粒度60目、料液比1∶16、蒸馏时间2 h，最佳采摘期为14～21天或姜芽长度7～10 cm。

[1]孙宏春，王文亮，李海雷，等.生姜在食品加工中的开发现状及发展前景[J].中国食物与营养，2008(1)：34-36.

[2]李乐.姜辣素抗氧化性能研究[D].重庆：重庆大学，2004.

[3]骆海林.生姜功效成分的提取分离及组分研究[D].合肥：安徽农业大学，2010.

[4]朱风涛，马超，吴茂玉，等.生姜功能成分的提取及其应用[J].农产品加工，2010(1):67-69.

[5]孙亚青.姜精油的提取、分析及纯化研究[D].北京：中国农业大学，2004.

[6]王丽.母姜与子姜化学成分分析及其抗氧化活性研究[D].泰安：山东农业大学，2012.

[7]贾雁高.生姜精油中姜烯成分的分离纯化[D].济南：山东大学，2010.

[8]林茂.生姜有效成分的分离提取技术及组成研究[D].重庆：西南大学，2007.

[9]邱琴，张国英，刘辛欣，等.超临界流体萃取法与水蒸气蒸馏法提取干姜片挥发油化学成分的比较[J].上海中医药杂志，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

山东省高等学校科技计划项目(J14LE60)

王风玲(1963-)，女，山东青州人，教授，主要从事粮油食品副产品方面的研究； 李奕然(1989-)，女，山东烟台人，讲师，硕士，主要从事食品营养方面的研究。

TS202.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.06.010

1000-9973(2017)06-0051-03