江永香姜姜油樹脂的GC-MS分析

趙林敏，齊成媚，劉小文，*，駱 鷹，袁志輝，張祖姣，王宗成

（1．湖南科技學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)工程系，湖南永州425199；2．上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海201306）

江永香姜姜油樹脂的GC-MS分析

趙林敏1，2，齊成媚1，劉小文1，*，駱 鷹1，袁志輝1，張祖姣1，王宗成1

（1．湖南科技學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)工程系，湖南永州425199；2．上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海201306）

以我國(guó)具有特色的江永香姜作為原料，采用石油醚提取江永香姜中姜油樹脂，并通過GC-MS定性分析化學(xué)成分，用峰面積歸一化法檢測(cè)各化合物的相對(duì)百分含量。結(jié)果表明，共鑒定出24種主要化合物，占化學(xué)成分總提物的87.38%，其中烯烴類占45.67%，酯類占16.02%，烷烴類占5.76%，醇類占9.34%，酚類占4.04%，醛類占4.56%，酸類占1.99%，其中含量在5%以上的有7種，包括β-紅沒藥烯、反-α-香柑油烯、姜黃烯、α-金合歡烯、（Z）-β-法尼烯5種烯烴，還包括棕櫚酸甲酯、9-十八烯酸酯兩種酯類。

江永香姜，姜油樹脂，GC-MS

江永香姜為永州有名特產(chǎn)，與香米、香芋、香柚、香菇并列江永五香，僅分布于永州市江永縣，外觀瑩如玉，形似手掌，較普通生姜透明，富含姜油酚、姜油酮、姜辣素、糠分、維生素B1、B2與鐵鹽。經(jīng)測(cè)定，每100g香姜蛋白質(zhì)含量0.6～0.8g，糠分含量3.1～8.1g，脂肪0.4～0.7g[1]。姜油包括姜精油和姜油樹脂，姜精油是從生姜根莖中用水蒸汽蒸餾的方法得到的揮發(fā)性油分；姜油樹脂是通過有機(jī)溶劑萃取，再回收溶劑得到的較粘稠的半流體物質(zhì)，是一種黃色至棕黃色有粘性的液體[2]，既含少量姜精油的揮發(fā)性成分，也含非揮發(fā)的脂肪成分，其中不揮發(fā)成分在呈香方面有著逼真作用，并對(duì)姜精油有天然定香作用，是一種高品質(zhì)的調(diào)味料和食品配料[3]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生姜姜精油進(jìn)行了大量的研究，如王忠賓[2]研究了乙醇提取姜精油的工藝條件；李輝[4]通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)研究了水蒸氣蒸餾法提取姜精油的最佳工藝條件；歐陽(yáng)輝[5]利用響應(yīng)面法對(duì)姜精油的超臨界萃取進(jìn)行了優(yōu)化；孟青等[6]對(duì)生姜提取物進(jìn)行了TLC分析；張雪紅等[7]以進(jìn)口的6-姜酚標(biāo)樣為外標(biāo)化合物，采用高效液相色譜法測(cè)定生姜中的6-姜酚含量，而有關(guān)生姜的姜油樹脂的報(bào)道則較少，特別是對(duì)具有重要經(jīng)濟(jì)前景的江永香姜油樹脂的研究尚未見報(bào)道。因此，本文以永州特有的江永香姜為原料，采用石油醚提取姜油樹脂，GC-MS進(jìn)行成分分析，對(duì)于其開發(fā)利用、提高其經(jīng)濟(jì)附加值具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

江永香姜 購(gòu)于零陵區(qū)農(nóng)貿(mào)菜市場(chǎng)；石油醚、氯化鈉、氫氧化鉀、無(wú)水甲醇 分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

QP2010 Plus氣質(zhì)聯(lián)用儀 日本島津公司；WG-71電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；FZ-102植物粉碎機(jī) 上海勝啟儀器儀表有限公司；HH-W600數(shù)顯三用恒溫水箱 江蘇國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；K201D-II旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長(zhǎng)盛實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 待測(cè)樣品提取 選取干凈新鮮的江永香姜為原料，洗凈切片烘干，用植物粉碎機(jī)粉碎，過200目篩；采用石油醚對(duì)江永香姜中的姜油樹脂進(jìn)行40℃恒溫浸提6h[8]，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀通過常壓和減壓蒸餾將有機(jī)溶劑蒸出，可得含水的香姜提取物；對(duì)初提取物進(jìn)行甲酯化，得到待進(jìn)樣的待測(cè)樣品。

1.2.2 甲酯化 取一滴香姜油樹脂于25mL圓底燒瓶中，加2mL 0.4mol/L的KOH/甲醇溶液，于70℃水浴中回流皂化反應(yīng)約10min（期間要持續(xù)劇烈振蕩，使甲酯化完全）。混勻后于室溫下冷卻，再加入3mL石油醚，振蕩促使甲酯化樣品溶解，然后倒入飽和NaCl溶液使液面升至瓶口，靜置約1min，吸取上層有機(jī)相于裝有少量無(wú)水Na2SO4樣品管中，待進(jìn)樣分析。

1.2.3 分析條件 色譜條件：載氣為氦氣，柱前壓60.4kPa，分流比10∶1，程序升溫（柱初溫80℃，保持時(shí)間3min，以20℃/min的升溫速率升至140℃，保持2min，再以6℃/min的升溫速率升至230℃，保持3min，最后以15℃/min的升溫速率升至260℃，保持時(shí)間5min），汽化室溫度250℃，接口溫度250℃，色譜柱為Rtx-5ms彈性石英毛細(xì)管柱（30m×0.25mm×0.15μm）。質(zhì)譜條件：電子電離（EI源），電子轟擊能量70eV，電子倍增管電壓0.8kV，質(zhì)量掃描范圍15～400m/z，時(shí)間間隔1s[2]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理與質(zhì)譜檢索 采用氣質(zhì)聯(lián)用儀中的NIST譜庫(kù)（2008版）和Willey 9譜庫(kù)，自動(dòng)檢索分析組分的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，并對(duì)全部檢索結(jié)果參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖譜和相關(guān)文獻(xiàn)[2，10-11]進(jìn)行核對(duì)和補(bǔ)充，采用色譜峰面積歸一化法，計(jì)算各組分的百分含量。

2 結(jié)果與分析

按上述實(shí)驗(yàn)方法和條件（1.2）可得香姜油樹脂的總離子色譜圖（見圖1），對(duì)總離子圖中各峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后得質(zhì)譜圖，經(jīng)過質(zhì)譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索，并結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)從基峰、保留時(shí)間進(jìn)行直觀分析，匹配度可達(dá)83.7%，從而確定出香姜油樹脂中主要有效成分，并通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按峰面積歸一化法確定各組分的相對(duì)百分含量，其結(jié)果見表1。

表1 香姜油樹脂GC-MS分析結(jié)果Table.1 GC-MS analysis of ginger oleoresin in Jiangyong fragrant-ginger

由圖1和表1可知，色譜圖上共有24個(gè)顯著峰，占色譜圖總量的87.38%。姜油樹脂主要成分為烯烴45.67%，酯類16.02%，烷烴5.76%，醇類9.34%，酚類4.04%，醛類4.56%，酸類1.99%。香姜油樹脂具有多種典型的生姜活性成分，如6-姜酚、姜黃烯、β-水芹烯、α-金合歡烯等，其中6-姜酚對(duì)香姜呈味具有重要作用，姜黃烯、β-水芹烯等烯烴對(duì)香姜呈香具有重要作用[3]，且含量高達(dá)45.67%，這可能是“香姜”之名由來的原因。同時(shí)姜油樹脂中6-姜酚、姜黃烯等化合物具有抗氧化[9-10]、免疫增強(qiáng)[11]、抗菌[12]、抗炎[13]等作用，這為香姜油樹脂的開發(fā)利用提供了依據(jù)。通過和王忠賓[2]對(duì)萊蕪大姜的分析結(jié)果相比，江永香姜的揮發(fā)性物質(zhì)（烯烴類）含量較高，可達(dá)45.67%，而其辛辣性成分姜辣素（姜酚）含量較低，僅為4.04%，原因可能是其含水量高于普通生姜，渣滓較普通生姜少；和林茂[14]采用水蒸氣蒸餾法對(duì)重慶北培生姜的分析結(jié)果相比，本實(shí)驗(yàn)的揮發(fā)性烴類較之低20.96%，α-姜烯未檢測(cè)到，與之低18.49%，原因可能是水蒸汽蒸餾法提取揮發(fā)性成分的能力比有機(jī)溶劑強(qiáng)；和何文珊[15]采用有機(jī)溶劑提取生姜油脂的分析結(jié)果相比，揮發(fā)性烴類比乙酸乙酯提取的低2.02%，正己烷提取的低7.30%，甲醇提取的低10.96%，原因可能是有機(jī)溶劑的極性不同，故對(duì)揮發(fā)性成分的提取能力有差異，因此研究說明江永香姜水分含量雖多，但功能特性較普通生姜強(qiáng)，使其具有廣闊的開發(fā)前景。

圖1 香姜油樹脂化學(xué)成分總離子圖Fig.1 Total ion chromatogram of ginger oleoresin in Jiangyong Fragrant-ginger

3 討論與結(jié)論

通過采用石油醚提取江永香姜中姜油樹脂的組分并經(jīng)氣質(zhì)聯(lián)用儀分析鑒定，既發(fā)揮了色譜法的高分離能力，又發(fā)揮了質(zhì)譜法的高鑒別能力，因此具有準(zhǔn)確、可靠的特點(diǎn)。初步檢出24種化合物，主要是烯烴，以及一定量的酯類、烷烴類、醇類、酚類、醛類和少量的酸類，含量較豐富的有反-α-香柑油烯、（Z）-β-法尼烯、姜黃烯、α-金合歡烯、β-紅沒藥烯、棕櫚酸甲酯、9-十八烯酸酯，含量均在5%以上，其中對(duì)香姜呈味貢獻(xiàn)最大的是6-姜酚，對(duì)香姜呈香貢獻(xiàn)最大的是姜黃烯、β-水芹烯等烯烴[3]。雖然目前姜精油的應(yīng)用研究較成熟，但姜油樹脂的研究則相對(duì)較少，特別是具有地域特色的江永香姜中姜油樹脂的研究還尚未發(fā)現(xiàn)，因此本研究不僅為我國(guó)江永香姜中姜油樹脂成分的分析和探明提供了一些初步數(shù)據(jù)，而且也為后續(xù)江永香姜姜油樹脂的研究開發(fā)提供了理論依據(jù)。

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Analysis of ginger oleoresin in Jiangyong fragrant-ginger by GC-MS

ZHAO Lin-min1，2，QI Cheng-mei1，LIU Xiao-wen1，*，LUO Ying1，YUAN Zhi-hui1，ZHANG Zu-jiao1，WANG Zong-cheng1
（1.Department of Biochemistry，Hunan University of Science and Engineering，Yongzhou 425199，China；2.College of Food Science，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Jiangyong fragrant-ginger were used as raw material，which was one of the regional characteristics of jiangyong wuxiang in china.The ginger oleoresin of Jiangyong fragrant-ginger were extracted by petroleum ether and the chemical constituents were separated and identified by GC-MS.Then the relative contents in percentage of compounds were determined by peak area normalization method.The results showed that 24 major compounds were separated and accounted for 87.38%of the total extractions.The major constituents were identified as olefins 45.67%，esters 16.02%，alkanes 5.76%，alcohols 9.34%，phenols 4.04%，aldehydes 4.56%and acids 1.99%.There were 7 kinds of compounds that the contents were more than 5%，5 kinds olefins（β-bisabolene，anti-α-be-rgamot oil ene，curcumene，α-farnesene，（Z）-β-farnesene）were included，methyl hexadecanoate，9-octadecenoic acid were also included.

Jiangyong fragrant-ginger；ginger oleoresin；GC-MS

TS207.3

A

1002-0306（2014）06-0078-03

2013－07－18 *通訊聯(lián)系人

趙林敏（1990-），女，在讀碩士研究生，研究方向：食品營(yíng)養(yǎng)與加工。

湖南省自然基金項(xiàng)目（13JJ6080）；湖南省重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目資助（2011-76）；湖南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃資助（2012-318）；湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013FJ3004）；湖南省教育廳項(xiàng)目（13A030，13C350）。