香姜中6－姜辣素的提取工藝研究

雷弘毅　陳小明*,2

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香姜中6－姜辣素的提取工藝研究

雷弘毅1陳小明*1,2

（1.湖南科技學(xué)院 化學(xué)與生命工程學(xué)院，湖南 永州 425199；2.湘南優(yōu)勢植物資源綜合利用 湖南省重點實驗室，湖南 永州 425199）

以6-姜辣素轉(zhuǎn)移率為指標(biāo)，采用單因素和正交試驗方法，找出香姜中6-姜辣素的最佳提取工藝。最佳工藝為12倍量80%乙醇超聲提取1 次，每次0.5 h。優(yōu)化后的提取工藝穩(wěn)定，大黃素的轉(zhuǎn)移率達90%以上。

香姜；6-姜辣素；提取工藝

香姜，雙子葉植物藥姜科植物香姜Alpiniacoriandriodora D. Fang.的根莖，香姜是永州有名的特產(chǎn)，是江永香型特色農(nóng)產(chǎn)品“江永五香”之一，具有解表散寒，溫中止嘔，化痰止咳，解魚蟹毒的功效[1]。其所含化學(xué)成分有含揮發(fā)油，油中主成分為姜醇、姜烯、沒藥烯、α-姜黃烯、芳樟醇、桉油素及α-龍腦，另含辛辣成分姜辣素及其分解產(chǎn)物姜酮，尚含多種氨基酸等[2][3]。生理活性物質(zhì)6-姜辣素，具有抑制血小板聚集、改善心血管功能，治療眩暈、嘔吐，改善胃腸道功能，增強免疫力，消炎之作用，還具有很強的抗氧化能力。能夠通過促進血液循環(huán)等作用增強腸道的蠕動，治療消化障礙、便秘、痢疾等多種消化道疾??；具有血清素誘發(fā)性降低體溫的作用，能夠減輕運動及感冒所引起的眩暈和頭痛；姜辣素類成分還能抑制前列腺素的合成，可治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和骨質(zhì)解毒散寒等藥理作用[4]。有關(guān)生姜中6-姜辣素提取工藝的文獻報道較多，但對香姜中6-姜辣素的提取工藝報道較少。因此，現(xiàn)以姜辣素為指標(biāo)，對香姜的提取工藝進行了考察，為進一步制備現(xiàn)代制劑提供原料。

1　儀器與材料

CTO-10AS高效液相色譜系統(tǒng)（日本島津）；Inert Sustain-C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；超聲波清洗儀（中船七院七二六所）。6-姜辣素對照品（中國食品藥品檢定研究所，批號：111833-201102）；甲醇為色譜純；水純凈水；其他試劑為分析純。香姜產(chǎn)地為永州江永，經(jīng)湖南科技學(xué)院黃光文博士鑒定為雙子葉植物姜科植物香姜的根莖。

2　方法與結(jié)果

2.1含量測定方法

2.1.1色譜條件[5]

色譜柱為Inert Sustain-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm），流動相為甲醇-水（60：40），流速為0.8 mL·min-1，檢測波長為280 nm，柱溫為35℃，進樣量為10 μL。

2.1.2對照品溶液的制備

精密稱取適量6-姜辣素對照品，加甲醇配制成0.1086mg·mL-1對照品溶液。

2.1.3供試品溶液的制備

稱取約0.8g香姜藥材粉末（過3號篩），精密稱定，置具塞錐形瓶中，精密加入甲醇25 mL，稱定重量，加熱回流30分鐘，放冷，再稱定重量，用甲醇補足減失的重量，搖勻，濾過，取續(xù)濾液，即得。

2.1.4線性關(guān)系考察

精密吸取對照品溶液，依次配成2.6064、1.3032、0.6516、0.3258、0.1629、0.08145μg·mL-1的對照品溶液。分別吸取10 μL，按“2.1.1”項色譜條件進行測定。以峰面積積分值（mAU）為縱坐標(biāo)、濃度(μg)為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為：Y=7.3×106X-5014.1（r=1.0000），6-姜辣素進樣量0.08145～2.6064 μg與峰面積呈良好的線性關(guān)系。

2.1.5精密度試驗

精密吸取10 μL對照品溶液，按“2.1.1”項色譜條件連續(xù)進樣6次，測定6-姜辣素的峰面積積分值，計算得為0.93%。

2.1.6 穩(wěn)定性試驗

精密吸取按“2.1.3”項下處理得到的供試品溶液10 μL，按上述色譜條件，分別在0、2、4、6、8、12、24 h進樣測定，計算得6-姜辣素峰面積的RSD為3.72%。表明供試品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定。

2.1.7重現(xiàn)性試驗

分別稱取香姜粉末6份，按“2.1.3”項下操作，依法測定，計算6-姜辣素峰面積的RSD為1.73%。

2.1.8樣品測定

取不同工藝制備的樣品，制備供試品溶液，依法測定，計算6-姜辣素的量。色譜圖見圖1。

圖1. 對照品溶液（A）和供試品溶液（B）的HPLC色譜圖

2.2 單因素篩選提取工藝

2.2.1提取溶媒的考察

稱取2.5g香姜細粉，共2份，分別用10倍量95%乙醇和水超聲提?。?0min×3），合并提取液，測定含量。計算得乙醇、水提取6-姜辣素的提取率分別為79.31%、29.46%，表明乙醇提取的效率明顯優(yōu)于水。

2.2.2乙醇濃度的考察

分別稱取2.5 g香姜細粉6份，分別用10倍量0%、20%、40%、60%、80%、95%乙醇回流提取3次，合并提取液，測定含量6-姜辣素的提取率分別為26.23%、50.77%、81.77%、86.29%、90.96%、75.17%。結(jié)果顯示：6-姜辣素的提取效率隨乙醇濃度的增加而增加，但是當(dāng)乙醇濃度達80%后，提取效率隨乙醇濃度的增大而下降。

2.2.3提取方法的考察

分別稱取2.5g香姜細粉3份，分別采用80%乙醇的回流提取、超聲提取和冷浸法提取各3次，合并提取液，測定含量。6-姜辣素的提取率分別為94.92%、90.96%、90.50%?？梢姵曁崛》▋?yōu)于回流提取和冷浸法。

2.2.4溶媒用量的考察

分別稱取2.5g香姜細粉5份，分別用6、8、10、12、14倍量80%乙醇超聲提取3次，合并提取液，測定含量。6-姜辣素的提取率分別為88.83%、89.27%、94.43%、96.42%、84.55%。結(jié)果顯示：6-姜辣素的提取效率隨溶媒量的增加而增加，當(dāng)溶媒劑量達12倍量時，溶媒用量增加，提取效率增加而下降。

2.2.5正交試驗優(yōu)選提取工藝

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選擇乙醇濃度（A）、溶媒用量（B）、提取時間（C）、提取次數(shù)（D）進行4因素3水平的正交試驗（表1）。以6-姜辣素的轉(zhuǎn)移率為評價指標(biāo)，選擇L9(34)正交表進行試驗。因素水平的選擇、實驗安排和方差分析見表1～3。

表1. 因素水平

水平 因 素 A/%B/倍C/hD/次 17080.51 2801012 390121.53

表2. 正交實驗結(jié)果

No.ABCD轉(zhuǎn)移率 /% 1111172.28 2122275.49 3133381.60 4212381.36 5223193.22 6231294.78 7313269.20 8321376.39 9332184.75 K1229.37222.84243.46250.24 K2269.38245.10241.60239.47 K3230.33261.13244.01239.36 極差R40.0138.292.4110.90

表3. 方差分析

方差來源偏差平方和自由度均方F值顯著性 A347.342173.67327.42*P<0.01 B246.442123.22232.31*P<0.01 C1.0620.531 P>0.1 D26.07213.0324.58*P<0.05

F0.01（2，2）=99.0；F0.05（2，2）=19.0；F0.1（2，2）=9.0

極差分析表明：4種因素對6-姜辣素轉(zhuǎn)移率的影響程度依次為A>B>D>C,其優(yōu)化組合為A2B3C3D1。方差分析表明：溶劑濃度和溶媒用量對移取率有非常顯著影響，提取次數(shù)對轉(zhuǎn)移率有顯著影響，提取時間對轉(zhuǎn)移率的影響不明顯。結(jié)合極差和方差分析的結(jié)果，根據(jù)成本，提取時間和提取次數(shù)對移取率的增值不大，所以選取A2B3C1D1，最后選擇的優(yōu)化條件為80%乙醇提取1 次，每次用12倍量溶劑，提取0.5 h。

2.2.6 驗證試驗

采用優(yōu)選工藝參數(shù)，重復(fù)3次驗證實驗。結(jié)果見表4。表明所篩選的提取工藝條件穩(wěn)定、方法可行，有效成分提取轉(zhuǎn)移率高。

表4. 驗證試驗

試驗號123平均值 6-姜辣素轉(zhuǎn)移率(%)94.1393.8793.9893.99

3　討論與結(jié)論

本次實驗所用香姜產(chǎn)自湖南省永州市江永縣的香姜, 在實驗中抽濾后的濾紙重新放入具塞錐形瓶中進行二次提取的時候由于溶劑的體積較小，不能保證濾紙完全浸于液面之下，導(dǎo)致實驗的數(shù)據(jù)與實際得率會有些許誤差。故實驗中采取使用較小的具塞錐形瓶進行提取。

不同季節(jié)、不同地區(qū)、不同部位香姜中含有的6-姜辣素的含量是不一樣的，所以進行實驗取得的香姜要保證是同一批；香姜進行干燥時為了保證含有的水分保持一致，要進行同一批干燥且干燥的環(huán)境要保持穩(wěn)定；干燥后的香姜粉末要進行混勻，保證取的香姜粉末6-姜辣素的含量誤差較小。

以香姜中有效成分的6-姜辣素為考察指標(biāo)，通過單因素和正交實驗的系統(tǒng)研究，表明6-姜辣素的提取工藝是科學(xué)的、可行的，影響6-姜辣素提取的主要因素為溶劑濃度，其次是溶媒用量、提取時間和提取次數(shù)。優(yōu)選最佳提取工藝條件為：80%乙醇超聲提取、加醇量為12倍量、提取1次、每1次0.5 h。優(yōu)選的提取工藝穩(wěn)定，6-姜辣素轉(zhuǎn)移率達90%，研究結(jié)果可為香姜產(chǎn)品的開發(fā)利用提供依據(jù)。

[1]國家藥典委員會.中國藥典(2010年版一部)[S].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010,93.

[2]何文珊,嚴(yán)玉霞,郭寶江.生姜的化學(xué)成分及生物活性研究概況[J].中藥材.2001,(5).

[3]李計萍,王躍生,馬華,郝近大,楊樺.干姜與生姜主要化學(xué)成分的比較研究[J].中國中藥雜志,2001,(11).

[4]武彩霞,丁華.生姜藥理作用研究進展[J].臨沂醫(yī)學(xué)專科學(xué)校學(xué)報,2004,(6).

[5]張雪紅,李華昌. 高效液相色譜法測定生姜中的6-姜酚[J].分析試驗室,2005,(3).

（責(zé)任編校：何俊華）

2015－06－11

2014年湖南科技學(xué)院校級“生姜總酚片制備工藝研究”項目；湖南省高校科技創(chuàng)新團隊支持計劃支助；湖南省重點學(xué)科建設(shè)項目支助。

雷弘毅（1995－），化學(xué)與生命工程學(xué)院在讀學(xué)生，研究方向為中藥制劑。

陳小明，男，湖南永州人，碩士，從事中藥提取研究工作。

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1673-2219（2015）10-0046-03