CN110624088A - 一种生姜黄酮的提取工艺及抗氧化性能研究 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生姜黄酮的提取工艺及抗氧化用途，包括以下步骤：取切好的生姜片粉碎，过筛称取生姜粉末，选用乙醇为溶剂加热回流提取一段时间后，过滤后得到滤液，稀释滤液测定吸光值，采用亚硝酸钠‑硝酸铝‑氢氧化钠显色法绘制芦丁标准曲线图,得到标准方程计算生姜黄酮的浓度，再代入公式中计算得到生姜中总黄酮的含量，再进行了抗氧化研究，对照发现生姜中总黄酮的抗氧化能力强于2,6‑二叔丁基对甲酚。本发明采用的方法较为简单，溶剂可回收再利用，成本低，生姜黄酮提取率比较高，具有很好的抗氧化效果，工艺简单可适用于大规模生产。

Description

一种生姜黄酮的提取工艺及抗氧化性能研究

技术领域

本发明涉及一种生姜的有效成分提取工艺领域，具体涉及一种生姜中黄酮的提取工艺及抗氧化性能研究。

背景技术

生姜，又称姜根、百辣云，形如掌状，是姜科、姜属的多年生草本植物的根茎。生姜原产于东南亚热带地区，喜欢温暖湿润的气候，耐寒和抗旱能力较弱。生姜是世界范围内广为种植的一种根茎类香辛调味料，同时在中国乃至整个亚洲地区也是传统中医常用药材。生姜皮性辛凉，治皮肤浮肿，生姜汁辛温，辛散胃寒力量强，可用于治疗外感风寒、头痛、痰饮、咳嗽、胃寒呕吐。明代李时珍评价生姜“姜辛而不荤，去邪避恶，生啖熟食，醋、酱、料、盐，蜜煎调和，无不宜之。可蔬可和，可果可药，其利博矣。凡早行山，宜含一块，不烦雾露清湿之气及山岚不正之气”。

生姜作为多年宿根草本植物姜的根茎，营养丰富，含有挥发油类、姜辣素、黄酮类、甾体皂苷类等200余种化学成分物质。其中，黄酮类化合物作为生姜的主要活性物质，具有抗癌、抗炎、抑菌、降血脂、提高免疫力等多种作用。生姜中黄酮类化合物主要成分为双羟黄酮，其提取液具有良好的抗氧化活性，对不同的自由基具有良好的清除作用。目前对生姜中黄酮提取的相关专利甚少，专利CN109364520A（程燕，一种高良姜中黄酮类成分的提取及检测方法）公开了一种以亚临界水作为提取试剂的方法并提供了一种高效液相检测方法，为生姜中含有黄酮类化合物提供可靠依据。专利CN107998319A（吴雪辉，高良姜茎叶生物活性提取物的制备方法及含黄酮的提取物和应用）公开了一种通过以乙醇为溶剂采用微波、超声波等提取高良姜茎叶中的黄酮的方法，与上述专利相比，本发明提取方法简单，提取率高，其黄酮类成分对总还原能力和两种自由基的清除具有良好的效果，为姜科植物根茎应用提供了很好的开发利用前景。

大量文献报道天然产物中黄酮化合物的提取方法有溶剂提取法、超声辅助提取法、超临界萃取法等，但是不论选取何种方法，黄酮化合物的提取率和化学成分受很多因素影响，因此常采用正交试验法来优化提取工艺，确定最佳提取条件。在得到生姜中黄酮的最佳提取条件之后，对生姜中黄酮的抗氧化性能进行测试，为生姜的开发和利用提供了重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种生姜中黄酮的提取工艺及其在抗氧化性能的研究。本发明通过采用溶剂提取法提取生姜中黄酮，提高生姜黄酮的提取率，并且对提取液进行了抗氧化测试，为生姜中黄酮类化合物的应用研究提供一定的依据。为了解决以上技术问题，本发明提供了如下解决方案：

1.一种生姜中黄酮的提取方法，包括如下步骤：

（1）选取切片后的干姜粉碎，过60目筛得生姜粉末；

（2）选用55%-95%浓度的乙醇为溶剂，将一定质量的生姜粉末置于圆底烧瓶中，加入10-30倍量的乙醇静置后,70℃-90℃加热回流提取1 h-3 h；

（3）将上述溶液抽滤后旋转蒸发浓缩约30 ml至50 ml,回收溶剂乙醇；

（4）采用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠显色法绘制芦丁标准曲线图，得到标准方程；

（5）取过滤后的溶液用乙醇定容至50 ml容量瓶，再取上述稀释液定容至10 ml容量瓶，取该溶液按照标准曲线绘制方法操作；

（6）通过标准方程计算出黄酮浓度C（mg/ml），然后通过公式计算出生姜中总黄酮的含量；

（7）选择乙醇浓度、提取时间、料液比、提取温度四个因素对步骤（2）进行单因素实验，确定乙醇浓度、提取时间、料液比、提取温度的最优水平，以单因素试验最优水平为自变量，设计四因素三水平的正交试验；

更进一步的，上述步骤（2）中的生姜粉末质量为10.0 g；

上述步骤（6）标准方程为：A=12.82C-0.007 （1-1）

计算黄酮含量的公式为：

黄酮提取率（mg/g）=C×N×V/m （1-2）

其中C为稀释后样品溶液黄酮的浓度（mg/ml）；N为稀释倍数；V为最初定容体积；m为样品质量。

2.生姜中黄酮抗氧化活性的测定，包括如下步骤：

（1）选用不同浓度的生姜黄酮提取液和2，6-二叔丁基对甲酚溶液对总还原能力进行测定；

（2）选用不同浓度的生姜黄酮提取液和2,6-二叔丁基对甲酚溶液对羟基自由基的清除进行测定。

（3）选用不同浓度的生姜黄酮提取液和2,6-二叔丁基对甲酚溶液对DPPH自由基的清除进行测定。

更进一步的，上述步骤（1）、（2）、（3）中三种溶液的浓度为40-200 μg/ml。

在单因素实验的基础上进行正交试验，所述生姜黄酮提取工艺为正交试验中黄酮提取率最高的条件配比。正交试验设计如下表1所示，正交试验结果如表2所示。

表1 正交试验设计与因素水平

序号	1	2	3	4
					因素名称	温度（℃）	料液比	提取时间（h）	乙醇浓度(%)
水平1	70	1:20	1	75
					水平2	75	1:25	1.5	85
水平3	80	1:30	2	95

表2 结果分析

实验号	1	2	3	4
						因素	温度	料液比	提取时间	乙醇浓度	实验结果
1	1	1	1	1	13.20
						2	1	2	2	2	15.31
3	1	3	3	3	17.43
						4	2	1	2	3	13.18
5	2	2	3	1	11.92
						6	2	3	1	2	17.41
7	3	1	3	2	14.24
						8	3	2	1	3	17.03
9	3	3	2	1	14.08
						K<sub>1</sub>	15.313	13.540	14.530	13.067
K<sub>2</sub>	14.170	14.753	14.190	15.653
						K<sub>3</sub>	16.307	16.307	15.880	15.880
R	1.143	2.767	1.690	2.183

本发明与现有技术相比，提供了一种新型的生姜黄酮的提取方法，通过正交试验设计得出最优提取条件，并且抗氧化性能较好，提取工艺中溶剂都可回收再利用，经济环保，本发明对生姜中黄酮的提取有助于实现生姜资源的有效利用。

附图说明：

附图1为绘制的芦丁标准曲线。

附图2为本发明料液比对生姜黄酮提取率的影响示意图。

附图3为本发明乙醇浓度对生姜黄酮提取率的影响示意图。

附图4为本发明提取温度对生姜黄酮提取率的影响示意图。

附图5为本发明提取时间对生姜黄酮提取率的影响示意图。

附图6为生姜黄酮和2,6-二叔丁基对甲酚对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除作用示意图。

附图7为生姜黄酮和2,6-二叔丁基对甲酚对羟基自由基清除作用示意图。

附图8为生姜黄酮和2,6-二叔丁基对甲酚总还原能力的测定图。

具体实施方式：

以下结合实施例对本发明做具体的说明：

实施例1：生姜黄酮的提取

（1）取切片后的生姜粉碎，称取10.0 g生姜粉末，测得含水量为13.7%；

（2）选用300 ml的95%乙醇为溶剂，浸湿生姜粉末，静置2 h；

（3）将静置后的混合物在70℃加热回流提取2 h；待冷却后，过滤得到提取液；

（4）将上述得到的提取液进行旋转蒸发浓缩至约30 ml，转移至50 ml容量瓶，用75%乙醇定容至刻度，摇匀作为样品溶液；

（5）取样品溶液1.0 ml，转移至10 ml容量瓶中，再用75%乙醇定容至刻度，摇匀。

（6）取该溶液2.0 ml，置于10 ml容量瓶中，按照标准曲线绘制方法操作，测定吸光度，如附图1所示，代入标准方程计算出黄酮浓度C，然后代入公式(1-2)计算样品中黄酮的提取率。

（7）由正交试验设计与结果，可以得知生姜黄酮在料液比为1:30，温度70℃，乙醇浓度为95%时，提取率达到最高为17.43 mg/g。

实施例2：生姜黄酮总还原能力的测定

（1）在10 ml试管中依次加入2.5 ml pH=6.6的磷酸盐缓冲溶液、1.0 ml不同浓度的生姜黄酮提取液和质量分数为1%的铁氰化钾溶液，摇匀，50℃水浴加热20 min，急速冷却；

（2）加入2.5 ml质量分数为10%的三氯乙酸溶液后摇匀，在3000 rpm的转速下离心10min；

（3）去上述离心的上清液5 ml、4 ml的蒸馏水和1.0 ml质量分数为1%的三氯化铁溶液，混匀后静置10 min；

（4）取上述溶液于波长λ=700 nm处测定吸光值，蒸馏水调零，吸光度越大，说明还原能力越强，以2,6-二叔丁基对甲酚作为对照；

（5）如附图8所示，生姜黄酮有良好的还原能力，其总还原能力在测定范围内强于2,6-二叔丁基对甲酚。。

Claims (6)

1.一种生姜黄酮的提取工艺及抗氧化性能研究，其特征在于，包括以下工艺步骤：

一种生姜中黄酮的提取方法，包括以下步骤：

（1）取切片后的生姜粉碎，测得含水量为13.7%，粉碎至60目；

（2）选用不同浓度的乙醇为溶剂，浸湿一定质量的生姜粉末，静置后加热回流提取，待冷却后，过滤得到提取液；

（3）选择料液比、乙醇浓度、提取温度、提取时间对步骤（2）进行单因素实验，确定料液比、乙醇浓度、提取温度、提取时间的最优水平，设计四因素三水平的正交试验得到提取生姜黄酮的最佳条件；

（4）将上述得到的提取液进行旋转蒸发浓缩至约30 ml；

（5）取滤液显色后测定吸光度值计算生姜黄酮提取率。

2.生姜中黄酮抗氧化能力的测定，包括以下步骤：

选用不同浓度的生姜黄酮提取液和2,6-二叔丁基对甲酚溶液分别对还原能力、羟基自由基、DPPH自由基清除率的测定。

3.如权利要求1所述的生姜黄酮的提取工艺，其特征在于，步骤（1）中生姜粉末质量为10.0 g。

4.如权利要求1所述的生姜黄酮的提取工艺，其特征在于，步骤（3）中乙醇浓度包括55%-95%，步骤（3）中料液比包括1:10至1:30，步骤（3）中提取温度包括70℃-90℃，步骤（3）中提取时间包括1 h-3 h。

5.如权利要求1所述的生姜黄酮抗氧化能力的测定，其特征在于，生姜黄酮提取液和2,6-二叔丁基对甲苯酚溶液浓度包括40-200 μg/ml。

6.权利要求1至权利要求5任何一项所述的制备方法得到的生姜黄酮的提取及其抗氧化性能研究。