题目：      生姜提取物及生产工艺                    

学   院   化学化工与生命科学学院    

专   业        生物工程            

班   级      生物工程        

姓   名         刘             

学   号                   

任课教师        陈              

2014年6月10日

生姜提取物及其生产工艺

1 课题的目的、意义及研究现状

1.1 课题的目的

生姜 (Zingiber officinale Roscoe)是主要调味品之一, 分布于非洲、美洲、亚洲等地。我国是全球最大的生姜生产国和出口国, 年出口量占世界总出口量的 42% 以上。美国生姜及含姜商品总贸易额为 40亿美元, 欧盟生姜总贸易额为 50亿美元,其中 65%为深加工制品,而我国的出口额仅为 5亿美元, 90%的产品作为原料出口, 即使进行了加工也通常为简单的腌渍等。随着食品加工技术的进步,运用现代工艺制作生姜精深加工产品,作为高附加值、高品质的贸易品正日益受到食品加工业的青睐。对生姜风味物质的研究从20世纪 70年代开始有了较为清晰的认识。生姜含有少量的挥发油成分、辛辣素、维生素、脂肪酸、戊聚糖、蛋白、树脂、淀粉和矿物元素, 其中尤以淀粉含量最为丰富, 占生姜干重的 40% ~ 60%。生姜的香气取决于其挥发油成分, 特征性风味主要来自于非挥发油成分——姜辣素。因此, 加工产品中挥发油成分和姜辣素水平是衡量姜加工特性的重要指标

姜精油(G inger essential oil)和姜油树脂 (G inger oleoresins)属植物油脂, 是目前生姜深加工产品中最重要的两种。其中, 姜精油是从姜根茎中由水汽蒸馏得到的挥发性油分,芳香气味浓郁, 几乎不含高沸点成分, 主要应用于食品及饮料的调味与加香,也是国内外市场均需要的价格高昂的药用原料和香精原料;姜油树脂含有姜精油所不具备的不挥发成分,是通过溶剂萃取得到的一种较黏稠的半流体物质,其是姜调味料精加工产品含有感官上至关重要的姜辣素成分、挥发油成分及棕榈酸、树脂、脂肪油和碳水化合物, 其中姜辣素是决定姜油树脂风味与滋味的主要成分,因此姜油树脂的高沸点、不易挥发特性适用于需要高温加工的食品, 是一种高品质的食品配料和调味料。

姜油树脂用于熟肉制品、方便食品、膨化食品、焙烤食品、食用调味料、啤酒饮料、医药保健品等，而姜油在药用中有去痰、止咳、止呕之功效。

1.2 国内外研究现状

姜所含化学成分复杂，目前，很多学者正在对其不同成分的提取工艺、提取方法进行研究和探讨，但各成分的单独提取以及其运用价值的研究有待进一步加强。姜具有对消化系统、心血管系统以及在解热、镇痛、抗炎等方面具有广泛的药理作用。为提高姜的开发利用，有必要拓宽对其有效成分的研究范围，加强其对动物保健功能的深入研究，从而扩宽其应用范围。

生姜中功能因子的功效研究较为普遍,对其成分的分析也较清晰。目前已知它们具有降血脂、强心、防治心血管疾病、抗衰老、抗氧化、抗肿瘤、止晕、止吐、抑制前列腺素合成、驱虫、防腐杀虫和护肤美容等多方面的生物活性, 可以开发适合于不同人群的多种调味品、保健品、药品、化妆品和绿色农药等。但目前对生姜中的功能因子的提取仍不够理想, 如姜精油和姜油树脂这类产品, 杂质多、分离纯化成本高、生产过程中产生的废渣得不到有效处理和转化一直是大模生产的制约因素, 导致该类产品市场价格昂贵。因此,进一步加深对生姜中功能因子的提取和纯化方法的研究显得尤为必要。

1.3 研究意义

1. 恶心和呕吐：生姜显示出可减少因利用车船旅游而来的晕车症状。亮相双盲临床实验发现生姜可能减少由于手术麻醉而来的恶心感，一次初步实验提出生姜可能有助于预防化学疗法引起的恶心。

2. 晕车：许多研究提出生姜在减少与晕车有关的症状方面较安慰剂更加有效。在一项对80位新手水手(有晕车倾向)的研究中，服用粉末生姜提取物的受验者较服用安慰剂的体会到明显的呕吐和冷汗减少。在一项对健康志愿者的研究中也得到了相似的结果。

3. 怀孕所致恶心和呕吐: 至少两次研究发现生姜较安慰剂能更有效地减轻因怀孕导致的恶心和呕吐。在一项包括30位有严重呕吐现象怀孕妇女的小规模研究中，那些四天中每天摄取1克生姜提取物的妇女报告说较服用安慰剂的妇女有更好的呕吐减轻效果。在一次包括70名有恶心和呕吐症状的怀孕妇女的较大规模研究中，那些接受相似剂量生姜提取物的妇女教服用安慰剂的妇女感觉到恶心感减少并体会到呕吐次数减少。

4. 手术后恶心和呕吐:关于生姜在治疗手术后恶心和呕吐方面的应用，研究提出了综合的结论。在两次研究中，在手术前服用的1克生姜提取物在减少恶心感方面与主流药物相比同样有效。在两次研究其中一次中，服用生姜提取物的妇女在手术后需要的减轻恶心药物的量明显减少。

5. 抗炎症效果:除了供给减轻恶心和呕吐效果之外，生姜提取物在传统医药时间中还长期用于减少炎症影响。实际上，众多草药医生目前应用生姜以帮助治疗因炎症而来的健康问题，例如关节炎，支气管炎和溃疡性结肠炎。在近期的包括261位膝盖处骨关节炎(OA)患者的研究中，那些每天两次服用生姜提取物的受验者和服用安慰剂的相比体验到更少的疼痛感，而且所需止痛药的量也随之减少。

6. 消化道滋补功效:生姜被认为是对消化道的一种滋补剂，可刺激消化功能和滋补肠道肌肉。该功能可帮助物质在消化道中移动，减少对肠道刺激。生姜可能可保护胃不受酒精和非甾体类抗炎药物(NSAIDs)伤害作用影响，并可能有助于预防溃疡。

7. 心血管系统健康等:生姜同样可通过使血小板黏性降低和降低积聚可能从而支援心血管健康。少量的初步研究指出生姜可以降低胆固醇和预防血液凝固。这些功能都可保护血管免受阻塞和阻塞带来的伤害作用如动脉硬化症等的影响。但是，仍然需要更多的研究以了解这些初步研究成果最终是否有益于人类。

2. 课题研究的主要内容及拟解决的问题

2.1课题研究的主要内容

以生姜的新鲜根茎为原料：将鲜根挖取后，洗净，切片后直接提取;低温烘干打粉，即可提取，不可久置。

（1）姜油树脂的制法  取姜的新鲜根茎，去除须根及泥沙，低温烘干，粉碎，用80%乙醇温浸提取，回收乙醇并浓缩至适量，β–环糊精包合，真空干燥，粉碎，既得。

（2）姜油的制法  取姜的新鲜根茎，去除须根及泥沙，低温烘干，粉碎，采用CO2超临界萃取技术生产。

2.2拟解决的问题

（1）通过查资料，得到提取生姜提取物的最优工艺条件。

（2）分析生姜提取物的溶解性和表观粘度，测定其持水力和膨胀力，并对分析。

（3）完成生姜提取物中试线设计，为生姜提取物的工业化生产提供理论依据。

3 实验设计方案、研究方法

3.1 技术路线

3.2实验设计方案

3.2.1 生姜提取物生产工艺说明

3.2.1.1 姜油树脂生产工艺说明

（1）前处理：将鲜根切片为净药材，将净药材转入净料库中。

（2）提取：加入8倍量80%乙醇沸腾保温提取1.5h，提取两次，合并提取液。

（3）碱调pH值：用氢氧化钠将离心液pH值调至pH=7~7.5，静置1h。

（4）离心：离心得沉淀和离心液。

（5）β–环糊精包合：离心液中加入1.5倍的β–环糊精在60℃包合1h，4℃下放置24h,过滤。

（6）干燥：将（5）所得包合物在45℃减压干燥24h。

3.2.1.2姜油生产工艺说明

（1）前处理：将鲜根切片为净药材，50℃烘干后，粉碎成药材粗粉转入净料库中。

（2）CO2超临界萃取：萃取条件为萃取压力20Mpa、温度50℃、时间3h、CO2流量8~14L/h，分离压力为7~8Mpa，分离温度为40℃。

3.2.2 检测SOP

HPLC法测定生姜提取物中姜辣素含量的检测SOP。

（1）色谱条件及系统适用性：以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；乙腈-0.1%磷酸水-甲醇(55:44:1)流动相；检测波长为280nm；理论塔板数按辣椒碱计算应不低于3000。

（2）对照品溶液的制备：精密称取辣椒碱对照品适量，加甲醇制成每1ml含250mg的溶液，既得。

（3）供试品溶液的制备：取本品粉末约0.4g，精密称定，置10ml容量瓶中，加甲醇溶解并稀释至刻度，滤过既得供试品溶液。

（4）测定法：分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各5μl，注入液相色谱仪，测定，既得。

4 提取物标准

4.1感官要求

    （1）姜油树脂提取物的感官要求

（1）姜油树脂提取物的理化指标

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