梁世康，米 涛，付秋霞，黄 涛，陆龙发

（贵州玄德生物科技股份有限公司，贵州贵阳 550016）

水城小黄姜，属姜目姜科姜属，是贵州省水城县特产，中国国家地理标志产品。水城小黄姜产于水城，姜块相对较小，表皮呈淡黄色，故得名水城小黄姜。水城小黄姜辣味浓香，姜油丰富、味道鲜美，因此具有良好的市场知名度，20 世纪80 年代大量出口韩国和日本，并且多次在国内外展销会、博览会上获得金奖，是水城县重要地方特色产业之一。生姜是传统的药食两用植物，研究表明其提取物具有一定的抗炎、抗氧化、抗肿瘤、降脂等功效[1-6]，其中起抗氧化作用的主要物质成分是酚类物质，包括姜酚、姜脑、姜酮等，这些酚类物质具有较强的供氢、供电子能力，能清除体内所产生的自由基。

姜酚在生姜中含量较低，目前采用的固相萃取[7]、微波辅助提取[8]、常压蒸馏[9]、超声波提取[10]等方法得率均小于4%。且部分提取手段溶剂使用及能耗较大，成本较高。超临界CO2萃取法是目前较先进的一种提取方法，对生姜中姜酚类选择性较高，且萃取温度低，能耗低且不易破坏其中成分。目前国内对生姜超临界CO2萃取物的质量标准尚为空白[11]。试验以6 -姜酚、8 -姜酚、10 -姜酚、6 -姜醇为指标，建立了同时测定上述4 种物质的方法，该方法涵盖了生姜超临界CO2萃取物的绝大部分成分，为生姜超临界萃取物的质量控制及进一步开发利用提供参考。

1 材料与设备

1.1 材料

水城小黄姜，市购，产自贵州水城，水分9.6%，使用前用粉碎机粉碎至20～40 目。

1.2 设备

5 L 50 MPa 超临界CO2设备，贵州航天乌江机电设备有限责任公司产品，萃取容积5 L，最高萃取压力50 MPa；离心机，辽阳天兴离心机有限公司产品；1260 Ⅱ型高效液相色谱机，Agilent 产品；FA2104N 型分析天平，上海精其仪器有限公司产品。6 -姜酚标示含量：98.2%，贵州大学酿酒与食品工程学院自制；8 -姜酚，标示含量：98.6%，贵州大学酿酒与食品工程学院自制；10 -姜酚，标示含量：98.1%，贵州大学酿酒与食品工程学院自制；6 -姜醇，标示含量：98.4%，购自贵州大学酿酒与食品工程学院。

甲醇（天津科密欧）、乙腈（天津科密欧）为色谱纯，其他试剂为分析纯。

2 试验方法

2.1 水城小黄姜超临界CO2 提取

2.1.1 工艺流程新鲜生姜→清洗→切片→晾晒→烘干→粉碎→临界CO2萃取→离心→小黄姜精油。

2.1.2 操作要点

称取1 000 g 水城小黄姜粉，装入5 L 超临界CO2萃取釜中，按工艺条件设定萃取温度、萃取压力、分离温度。萃取结束用离心机脱水、脱杂得到小黄姜精油。

2.2 水城小黄姜精油姜辣素检测

2.2.1 色谱条件

色谱柱为Krom asil C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）。流动相A 为乙腈，B 为0.1 %磷酸一水，梯度洗脱，洗脱程序为0～17 min，45%～60%A；17～40 min，68%～80%A；40～50 min，80%～90%A。柱温为35 ℃，流速为1.0 mL/min，检测波长为282 nm。

2.2.2 对照品与供试品溶液的配制

精密称取6-姜酚6.2 mg、8-姜酚8.0 mg、10-姜酚6.0 mg、6 -姜醇5.0 mg 分别加入甲醇定容至25 mL，配制成质量浓度6 -姜酚0.24 mg/mL，8 -姜酚0.32 mg/mL，10 -姜酚0.24 mg/mL，6 -姜醇0.20 mg/mL。分别精密量取上述对照品溶液各100 μL混合，加甲醇稀释至1 mL，配制成混合液，混合液中6 -姜酚质量浓度为0.024 mg/mL，8 -姜酚质量浓度为0.032 mg/mL，10 -姜酚浓度为0.024 mg/mL，6 -姜醇质量浓度为0.020 mg/mL，取10 μL 混合液进样得标准品色谱图。精密称取生姜超临界提取物约15.0 mg，加甲醇定容至25 mL，取10 μL 进样得样品色谱图，通过外标法计算生姜精油6 -姜酚、8 -姜酚、10 -姜酚、6 -姜醇含量。

3 结果与分析

3.1 超临界CO2 萃取压力对提取得率的影响

设定提取温度45 ℃，时间120 min，分离压力7 MPa，分离温度45 ℃，CO2流量32 L/h。萃取压力分别控制在22，24，26，28，30 MPa 进行提取，根据出油率确定最佳萃取压力。

不同萃取压力萃取生姜结果见表1。

表1 不同萃取压力萃取生姜结果

由表1 可知，在萃取压力22～30 MPa，增加萃取压力可增加生姜精油的出油量和增加生姜精油的出油率。萃取压力超过26 MPa 出油量和出油率增加不明显。

3.2 超临界CO2 萃取温度对提取得率的影响

设定提取压力26 MPa，时间120 min，分离压力7 MPa，分离温度45 ℃，CO2流量32 L/h。萃取温度分别控制在40，45，50，55，60 MPa 进行提取，根据出油率确定最佳萃取温度。

不同萃取温度萃取生姜结果见表2。

表2 不同萃取温度萃取生姜结果

由表2 可知，在萃取温度为40～60 ℃，增加萃取温度可增加生姜精油的出油量和增加生姜精油的出油率，萃取温度超50 ℃出油量和出油率增加不明显。

3.3 超临界CO2 萃取时间对提取得率的影响

设定提取压力26 MPa，萃取温度45 ℃，分离压力7 MPa，分离温度45 ℃，CO2流量32 L/h。萃取时间分别控制在60，90，120，150，180 min 进行提取，根据出油率确定最佳萃取时间。

不同萃取时间萃取生姜结果见表3。

表3 不同萃取时间萃取生姜结果

由表3 可知，萃取时间可增加生姜精油的出油量和增加生姜精油的出油率，但超过120 min 出油量和出油率增加不明显。

3.4 各样品姜辣素含量检测结果

不同萃取萃取条件姜辣素结果见表4。

由表4 中样1 -样5 检测结果及表1 可知，姜精油在萃取压力26，28 MPa，萃取温度45 ℃，分离压力7 MPa，分离温度50 ℃，提取时间120 min时姜辣素含量较高。在萃取压力达到30 MPa，姜辣素含量减少，说明增大萃取压力，提取物增加了杂质。最佳萃取压力26～28 MPa。

表4 不同萃取萃取条件姜辣素检测结果/%

由表4 中样6 -样10 检测结果及表2 可知，姜精油在萃取温度50 ℃，萃取压力26 MPa，分离压力7 MPa，分离温度50 ℃，提取时间120 min 时姜辣素含量较高。增加萃取温度得率会增加，但姜辣素含量减少，说明增大萃取温度，提取物增加了杂质。最佳萃取温度50 ℃。

由表4 中样11 -样15 检测结果及表3 可知，姜精油在萃取时间120 min，压力26 MPa，萃取温度45 ℃，分离压力7 MPa，分离温度50 ℃时姜辣素含量较高。萃取时间增加，姜辣素含量减少，说明增大萃取时间，提取物增加了杂质。最佳萃取时间120 min。

4 结论

综上所述，在分离压力7 MPa，分离温度50 ℃时超临界CO2萃取姜精油的最佳工艺为萃取压力26 MPa，萃取温度50 ℃，萃取时间120 min。所得姜精油中6 -姜酚含量为13.6%，8 -姜酚含量为3.4%，10-姜酚含量为5.6%，6-姜醇含量为1.7%。