王桂林，宋繼敏，徐未芳，趙二勞

(忻州師范學院 化學系，山西 忻州 034000)

生姜(ZingiberofficinaleRoscoe.)又稱鮮姜、百辣云，為姜科植物姜的根莖，在我國有悠久的種植歷史，我國為生姜的生產(chǎn)和消費大國，總產(chǎn)量占世界的1/3以上，資源極為豐富[1]。生姜是傳統(tǒng)的食藥兩用之品，既是傳統(tǒng)的調(diào)味佳品，又是常用的中藥。作為調(diào)味品使用，生姜可去腥除膩，增強鮮味；作為中藥使用，生姜具有解表散寒、溫中止嘔、化痰止咳之功效[2]。研究表明[3]，生姜中含有多酚類成分。多酚作為植物果實、皮、根和葉中廣泛存在的一類酚羥基化合物，具有降血脂、降血糖、抗衰老、抗氧化、抑菌等功能活性，在醫(yī)藥、保健品等領域具有廣泛的應用前景[4]。因此，研究生姜中多酚的提取及其功能活性，對生姜的有效利用和合理開發(fā)具有重要的實際意義。

目前，有關生姜中多酚的研究很多，如唐仕榮等[5]研究了生姜多酚的乙醇提取及其抗氧化性；宋力等[6]、劉軍偉等[7]以乙醇為溶劑，研究了生姜中多酚的超聲輔助提取工藝；褚敏哲等研究了生姜多酚的熱水浸提及其抗氧化性；劉軍偉等[8,9]研究了生姜多酚的超濾分離工藝和大孔樹脂純化工藝；余恒等[10]研究了生姜多酚對腦梗死模型大鼠神經(jīng)功能的影響。但有關壓力對生姜中多酚提取率及其抗氧化活性影響的研究尚未見報道。而實際生活中生姜的藥用或食用，常在水中應用高壓鍋煎煮或烹調(diào)，因此，研究以水為溶劑，壓力對生姜中多酚提取率及其抗氧化活性的影響更具實際意義。源于此，本實驗研究壓力對生姜中多酚水提提取率及其抗氧化活性的影響，為生姜的合理藥用和食用，以及生姜多酚的提取提供了參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料

生姜：購于當?shù)爻?，洗凈，切片，在烘箱中烘干粉碎過60目篩，裝瓶，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試劑

福林-酚試劑(生化試劑)：上海展云化工有限公司；1-1-二苯基-2-苦肼基(DPPH·)：日本東京化成工業(yè)株式會社；其余抗壞血酸(Vc)、無水乙醇、沒食子酸、無水碳酸鈉等試劑：均為國產(chǎn)分析純；實驗用水為二次去離子水。

1.3 儀器與設備

SP-723型可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司；LDZF-50KB-III型立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；AL204型電子分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；SHZ-2D循環(huán)水式真空泵 鞏義市予華儀器有限責任公司；ZDHW型調(diào)溫電熱套 北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 生姜多酚水提液的制備

稱取3.0 g生姜粉3份，分別置于3個100 mL錐形瓶中，按料液比1∶20加入60 mL去離子水，搖勻。分別在101 kPa(常壓)、143 kPa(家庭高壓鍋壓力)和198 kPa下提取1 h，冷卻后抽濾，收集濾液，以去離子水定容為100 mL，備用待測。

1.4.2 生姜水提液中多酚的測定

以沒食子酸為標準對照品，參考文獻[4]的方法，以Folin-Ciocalteu法測定生姜水提液中多酚含量。

1.4.2.1 沒食子酸標準曲線的繪制

精確量取質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL的沒食子酸標準品溶液0.0，0.8，1.6，2.4，3.2，4.0，4.8 mL，分別置于7支25 mL比色管中，加入12 mL去離子水、1.0 mL福林-酚試劑，搖勻，振蕩1 min后，再分別加入質(zhì)量濃度100 mg/mL的Na2CO3溶液2.0 mL，用去離子水定容至刻度，搖勻。于75 ℃水浴反應10 min，冷卻到室溫后，在確定的最大波長760 nm處分別測定其吸光度。以沒食子酸的質(zhì)量濃度(μg/mL)為橫坐標，以吸光度值為縱坐標，繪制標準曲線并求回歸方程。

1.4.2.2 生姜水提液中多酚的測定

吸取生姜水提液1.0 mL，按1.4.2.1中標準曲線方法操作，測定其吸光度，由沒食子酸標準曲線方程計算提取液中多酚含量，根據(jù)下式計算生姜中多酚提取率：

多酚提取率(mg/g)=提取多酚質(zhì)量(mg)/生姜質(zhì)量(g)。

1.4.3 生姜中多酚的抗氧化活性

某些情況下，生物機體的平衡狀態(tài)會失調(diào)，產(chǎn)生過量自由基。過量自由基會氧化損傷機體細胞，導致多種疾病的發(fā)生、發(fā)展[11]。物質(zhì)清除自由基能力反映其抗氧化活性，清除自由基能力越強，表示其抗氧化活性越高。DPPH·清除法常被用來評價物質(zhì)的抗氧化活性。

DPPH·是一種以氮為中心的自由基，含有一個孤對電子，其乙醇溶液為深紫色，在波長517 nm處有強吸收。有清除自由基抗氧化劑存在時，能與其孤對電子配對，其深紫色的溶液被還原成黃色， DPPH·溶液褪色程度與其所接受的電子數(shù)呈定量關系[12]。實驗采用DPPH·清除法研究不同壓力對生姜提取液抗氧化活性的影響，并用常用抗氧化劑Vc作陽性對照。

實驗參考文獻[13]的方法進行。準確量取同一壓力下提取的不同體積的生姜多酚液6份，分別加入到6支10 mL比色管中，然后都加入濃度為0.1 mg/mL的DPPH·溶液1 mL，用60%乙醇定容至刻度，避光反應30 min后，于波長517 nm處分別測定其吸光度為Ai；同樣測定不同量生姜水提液的吸光度為Aj；測定1 mL濃度為0.1 mg/mL的DPPH·溶液稀釋為10 mL的吸光度為A0。按下式計算清除率：

清除率(%)=[1-(Ai-Aj)/A0]×100。

同理，測定不同濃度VC溶液對DPPH·的清除率，并與生姜多酚溶液進行比較。

1.4.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)均為3次重復，采用Excel 2016軟件作圖，采用SPSS軟件分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 沒食子酸標準工作曲線與回歸方程

按1.4.2.1的方法測定沒食子酸標準工作曲線，見圖1。

圖1 沒食子酸標準工作曲線Fig.1 The standard working curve of gallic acid

由圖1可知，沒食子酸標準工作曲線方程為y=0.0428x+0.0548，相關系數(shù)R2=0.9992。其中，y為沒食子酸標準溶液吸光度，x為沒食子酸溶液質(zhì)量濃度(μg/mL)。在3.2～19.2 μg/mL的濃度范圍內(nèi)，沒食子酸標準溶液質(zhì)量濃度與其吸光度呈良好的線性關系。

2.2 生姜水提液中多酚含量

按1.4.2.2的方法分別測定不同壓力下生姜多酚提取率，結(jié)果見表1。

表1 生姜多酚提取率Table 1 The extraction rates of ginger polyphenols

由表1可知，不同壓力下，生姜多酚的提取率不同，在實驗條件下，隨著提取壓力的增加，生姜多酚提取率增加。由SPSS軟件對數(shù)據(jù)分析可知，101 kPa(常壓)、143 kPa(烹調(diào)高壓鍋壓力)和198 kPa 3種壓力下生姜多酚提取率差異顯著(P<0.05)。表明提取壓力對生姜多酚的提取具有明顯的影響，增加壓力有助于生姜中多酚的提取。

2.3 生姜多酚對DPPH·的清除率

按實驗方法，測得常用抗氧化劑VC與不同壓力下所提取的生姜多酚對DPPH·的清除率，見圖2。

圖2 生姜多酚與VC對DPPH·的清除率Fig.2 The scavenging rates of ginger polyphrnols and VC on DPPH·

由圖2可知，常用抗氧化劑VC與不同壓力下所提取的生姜多酚對DPPH·的清除率均隨其質(zhì)量濃度的增加而增大，具有一定的量效關系。當質(zhì)量濃度大于100 μg/mL后，不同壓力下所提取的生姜多酚對DPPH·的清除率均小于VC。同時，由SPSS軟件分析可知，試驗的101 kPa(常壓)、143 kPa(烹調(diào)高壓鍋壓力)和198 kPa 3種壓力下，所提取的生姜多酚對DPPH·的清除率雖不同，但該3種壓力下所提取的生姜多酚對DPPH·的清除率卻無明顯差異(P>0.05)。表明生姜多酚清除DPPH·的能力雖弱于VC，但也具有一定的抗氧化活性。壓力對生姜多酚清除DPPH·的能力影響不大。提示在進行生姜多酚提取工藝研究時，可以僅考慮提取壓力對提取率的影響，而不必考慮提取壓力對多酚抗氧化活性的影響。

3 結(jié)論

研究不同壓力對生姜中多酚水提及抗氧化活性的影響，結(jié)果顯示：在101 kPa(常壓)、143 kPa(烹調(diào)高壓鍋壓力)和198 kPa壓力下，生姜多酚提取率分別為29.25，35.67，36.92 mg/g，三者差異顯著(P<0.05)。生姜多酚以及VC對DPPH·的清除率隨其質(zhì)量濃度的增加而增大，呈一定的量效關系。生姜多酚清除DPPH·的能力弱于VC，但也具有一定的抗氧化活性。提取壓力對生姜多酚清除DPPH·的能力影響較小(P>0.05)。表明壓力對生姜中多酚提取率具有明顯影響，對生姜多酚的抗氧化活性影響較小。提示在進行生姜多酚提取工藝研究時，可以僅考慮提取壓力對提取率的影響，而不必考慮提取壓力對多酚抗氧化活性的影響。