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(shì)植物資源綜合利用 湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(dá)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(yú)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(méi)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(qiáng)免疫力，消炎之作用，還具有很強(qiáng)的抗氧化能力。能夠通過(guò)促進(jìn)血液循環(huán)等作用增強(qiáng)腸道的蠕動(dòng)，治療消化障礙、便秘、痢疾等多種消化道疾?。痪哂醒逅卣T發(fā)性降低體溫的作用，能夠減輕運(yùn)動(dòng)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(xiàn)報(bào)道較多，但對(duì)香姜中6-姜辣素的提取工藝報(bào)道較少。因此，現(xiàn)以姜辣素為指標(biāo)，對(duì)香姜的提取工藝進(jìn)行了考察，為進(jìn)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(duì)照品（中國(guó)食品藥品檢定研究所，批號(hào)：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(cè)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(dòng)相為甲醇-水（60：40），流速為0.8 mL·min-1，檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm，柱溫為35℃，進(jìn)樣量為10 μL。

2.1.2對(duì)照品溶液的制備

精密稱取適量6-姜辣素對(duì)照品，加甲醇配制成0.1086mg·mL-1對(duì)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(guò)3號(hào)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(bǔ)足減失的重量，搖勻，濾過(guò)，取續(xù)濾液，即得。

2.1.4線性關(guān)系考察

精密吸取對(duì)照品溶液，依次配成2.6064、1.3032、0.6516、0.3258、0.1629、0.08145μg·mL-1的對(duì)照品溶液。分別吸取10 μL，按“2.1.1”項(xiàng)色譜條件進(jìn)行測(cè)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(jìn)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(yàn)

精密吸取10 μL對(duì)照品溶液，按“2.1.1”項(xiàng)色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次，測(cè)定6-姜辣素的峰面積積分值，計(jì)算得為0.93%。

2.1.6 穩(wěn)定性試驗(yàn)

精密吸取按“2.1.3”項(xiàng)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(jìn)樣測(cè)定，計(jì)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(yàn)

分別稱取香姜粉末6份，按“2.1.3”項(xiàng)下操作，依法測(cè)定，計(jì)算6-姜辣素峰面積的RSD為1.73%。

2.1.8樣品測(cè)定

取不同工藝制備的樣品，制備供試品溶液，依法測(cè)定，計(jì)算6-姜辣素的量。色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1. 對(duì)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(xì)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(cè)定含量。計(jì)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(xì)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(cè)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(dá)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(xì)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(cè)定含量。6-姜辣素的提取率分別為94.92%、90.96%、90.50%?？梢?jiàn)超聲提取法優(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(xì)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(cè)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(dá)12倍量時(shí)，溶媒用量增加，提取效率增加而下降。

2.2.5正交試驗(yàn)優(yōu)選提取工藝

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇乙醇濃度（A）、溶媒用量（B）、提取時(shí)間（C）、提取次數(shù)（D）進(jìn)行4因素3水平的正交試驗(yàn)（表1）。以6-姜辣素的轉(zhuǎn)移率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)。因素水平的選擇、實(shí)驗(yàn)安排和方差分析見(jiàn)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(shí)驗(yàn)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(lái)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(duì)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(duì)移取率有非常顯著影響，提取次數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)移率有顯著影響，提取時(shí)間對(duì)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(shí)間和提取次數(shù)對(duì)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(yàn)證試驗(yàn)

采用優(yōu)選工藝參數(shù)，重復(fù)3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)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(yàn)證試驗(yàn)

試驗(yàn)號(hào)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(shí)驗(yàn)所用香姜產(chǎn)自湖南省永州市江永縣的香姜, 在實(shí)驗(yàn)中抽濾后的濾紙重新放入具塞錐形瓶中進(jìn)行二次提取的時(shí)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(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與實(shí)際得率會(huì)有些許誤差。故實(shí)驗(yàn)中采取使用較小的具塞錐形瓶進(jìn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)取得的香姜要保證是同一批；香姜進(jìn)行干燥時(shí)為了保證含有的水分保持一致，要進(jìn)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(jìn)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(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)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(shí)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(dá)90%，研究結(jié)果可為香姜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

[1]國(guó)家藥典委員會(huì).中國(guó)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(jì)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(guó)中藥雜志,2001,(11).

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

[5]張雪紅,李華昌. 高效液相色譜法測(cè)定生姜中的6-姜酚[J].分析試驗(yàn)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(jí)“生姜總酚片制備工藝研究”項(xiàng)目；湖南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃支助；湖南省重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)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?yàn)橹兴幹苿?/p>

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