制备条件对于生姜提取物抗氧化活性的影响

西安源森生物实验室：适宜条件下，75%乙醇提取生姜提取物抗氧化活性最优俗话说“冬吃萝卜夏吃姜，不用医生开药方”，可见生姜作为我们日常生活中的一种调味品在中医药领域的保健功效也是深受认可。然而，随着人们对于中医保健养生研究的日益加深，经过专业提取而成的生姜提取物则更为直接地成为了各类保健食品的重要原料之一。生姜提取物中的姜酚类物质中含有一种创木酚基结构，具有极强的抗氧化活性，可应用食品和保健品中。但西安源森生物在研究中发现，这种抗氧化活性会因为生姜在提取过程中所使用的溶剂种类、提取工艺和干燥方式以及温度、时间等因素的不同而受到一定程度的影响。本次实验，西安源森生物实验室选用75%乙醇、水和乙酸乙酯三中不同的溶剂类型，检测生姜提取物的抗氧化活性，得出生姜提取物的适宜提取条件，以为进一步的研究和开发提供参考：实验材料、实验方法与结果分析一、材料生姜粉:西安源森生物农场种植、打磨海产鱼油:市售二、实验方法1.抗氧化物质的提取方法分别称取20.00g姜粉,在一定条件下浸提后,浸提液用2层纱布过滤,于4000r/min,0～4℃离心20min,取上清液真空浓缩、干燥、粉碎备用。2.抗氧化物活性的测定（1）TBA法:取10.00g鱼油，按0.03%比例加入生姜提取物或VE，混匀后于40℃条件下培养6d，取培养液1ml，加入1ml20%三氯乙酸终止反应，再加入0.2%TBA试剂2ml，于沸水浴中回流15min，冷却后加入4ml正丁醇，摇匀，4000r/min离心10min，取上层正丁醇液于532nm测OD值。TBA价=(样品吸光值-空白吸光值)×稀释倍数÷样品重量(g)（2）碘量法:按GB5009.37-85方法进行。以50.00g鱼油为反应底物，加入0.03%生姜提取物，混匀后于40℃恒温培养,定期测定POV值，以POV值达到1.5所需时间(d)P1.5为评价指标。3.结果与分析（1）不同极性溶剂对于抗氧化物质的提取效果分别采用蒸馏水、75%乙醇和乙酸乙酯为溶剂以9倍剂量在45℃下对20g姜粉浸提2h,以VE作对照,表1为所得产物的得率及抗氧化活性。由表中的实验结果可以看出：水和75%乙醇的提取得率约为乙酸乙酯的2倍,三种提取物之间的比例约为2∶2∶1。其中，水提物活性较弱，乙酸乙酯较水提取高，75%乙醇提取物的抗氧化活性最高,明显优于常用的抗氧化剂VE。由此看来,生姜所含抗氧化物质是一组极性差别较大的混合物，其中能溶解于75%乙醇的中等极性组分占有较为显著的地位,其数量和活性都比较高。但是由于目前缺乏有效手段将其组分一一提纯、定量,因此尚不能对各溶剂生姜提取物中所含有效成分的浓度及抗氧化活性作出确切的评价。（2）三种不同溶剂的生姜提取物之间的抗氧化协同作用将三种不同溶剂的生姜提取物以不同比例混合后进行抗氧化实验，以VE作对照，结果见表2。蒸馏水、75%乙醇和乙酸乙酯提取物分别以A、B、C表示。三种提取物在混合使用时,抗氧化效果明显优于任一单一组分。从表2的实验结果中，我们可以看出：三种溶剂的生姜提取物之间存在着明显的抗氧化协同作用，当混合比例接近于生姜的自身组成（2:2:1=A:B:C）时，这种作用尤为明显。（3）溶剂量、浸提温度和浸提时间对于生姜提取物抗氧化活性的影响为了考察溶剂量、浸提温度和浸提时间对生姜抗氧化物活性提取效果的影响，西安源森生物以75%乙醇为浸提溶剂，选择L9(34)正交表设计正交实验，以提取得率和TBA价为评定指标。表3为实验结果。从方差分析(表4、表5)和极差分析(图1、图2)可以看出：溶剂量主要影响提取物的得率：随溶剂量加大,抗氧化物质的得率不断提高,但9倍剂量和12倍剂量之间的差异已非常微小,这表明使用9倍溶剂量已基本可以将活性物质提取完全；浸提温度则对于生姜提取物的影响最为显著：提高温度可以有效地增加提取物的得率,但同时会使其抗氧化活性大幅降低,当温度由45℃升至65℃时,这一变化尤为明显；提取物的抗氧化活性随浸提时间增长而明显下降：可能是其长时高温下发生氧化或变性所致,除此以外,浸提时间对于提取物的得率几乎没有影响。综合以上分析结果，西安源森生物实验室得出较佳的生姜提取物提取工艺条件为：溶剂量——9∶1；浸提温度——45℃；时间——2h按此条件进行验证实验，所得提取物的得率为13.54，TBA价为8.1，总体提取效果达到了正交实验的目的。表4关于提取物得率的方差分析表5关于TBA价的方差分析（4）干燥方式对提取物抗氧化活性的影响按正交实验所得提取工艺，以75%乙醇浸提姜粉，提取液经真空浓缩后，分别进行常压热风干燥、真空干燥和冷冻干燥，之后测定其抗氧化活性，结果见表6：表6干燥方式对提取物抗氧化活性的影响显然,生姜所含抗氧化成分对于温度非常敏感，在60℃以上的温度下极易丧失活性，而采用低温真空干燥或冷冻干燥的方法则可以有效地避免这一点。据此，西安源森生物在提取过程中已拟采用超临界萃取、冷冻干燥以及微胶囊技术等先进的工艺手段解决这一问题。三、讨论从西安源森生物实验室的以上实验结果，我们可以得出结论：1.三种溶剂，75%乙醇、水和乙酸乙酯提取的生姜提取物，得率：水≈75%乙醇=2*乙酸乙酯；抗氧化活性结果为：75%乙醇提取＞乙醇乙酯提取＞水；2.75%乙醇提取物得率高，且其抗氧化活性明显优于常用抗氧化剂VE；3.三种溶剂的生姜提取物之间存在着明显的抗氧化协同作用；4.通过通过正交实验，我们得到的生姜提取物较适宜的提取条件为:溶剂量9∶1,浸提温度45℃,时间为2h。采用40℃以下低温干燥。西安源森生物的本次实验表明，生姜提取物所含的抗氧化物质极性较强，除有相当部分溶解于水之外，大多则溶解于乙醇等有机溶液中。这种特性不仅可以作为防止油脂类食品氧化物质应用于食品工业，还是一种非常有市场前景的高效天然抗氧化剂——有效抑制人体内DNA损伤和动脉硬化，现已被广泛应用于同类功效的保健品、食品当中。