不同生長期生姜精油含量及成分分析

摘 要：以“萊蕪大姜”為試材，研究了不同生長期鮮姜和種姜精油含量的變化，并采用氣相色譜-質譜聯用技術對精油成分進行了分析。結果表明：隨生長的進行，鮮姜和種姜精油的含量逐漸增加，化學成分增多，生姜生長結束（10月21日）時，鮮姜、種姜的精油含量分別比幼苗末期（7月22日）增加175.61%和77.34%，化學成分分別由32、38種增加至54和53種。不同生長期鮮姜和種姜精油成分基本相同，但相對含量差異較大，其中主要化學成分為α-姜黃烯、姜烯、α-法尼烯、β-倍半水芹烯、β-紅沒藥醇等倍半萜類化合物，且尤以姜烯在不同生長期鮮姜和種姜精油中含量最高。

關鍵詞：鮮姜；種姜；生長期；姜精油；成分分析

中圖分類號：S632.501 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2012）10-0044-04

生姜（Zingiber officinale Roscoe）作為辛香調味蔬菜，廣泛用于食物烹調，其主要提香成分為姜精油。姜精油是指生姜中的揮發性物質，幾乎不含高沸點成分，具有濃郁的芳香氣味，主要用于食品及飲料的加香與調味。現已發現姜精油中有100多種組分，主要為倍半萜烯類化合物和氧化倍半萜烯類化合物，其余還有單萜類和氧化單萜類化合物[1]。Onyenekwe[2]等從尼日利亞干姜精油中分離鑒定出89種化學成分，其中倍半萜烯類化合物占64.4%，單萜類化合物占2.4%，但主要成分為姜烯和倍半水芹烯；Cornell等[3]研究表明，倍半萜烯類化合物是澳大利亞生姜精油的主要成分，其中香葉醛和橙花醛的相對含量較高；陳帥華等[4]從生姜姜肉和姜皮中分別鑒定出51和62種成分，其中共有組分46種，姜肉獨有組分5種，姜皮獨有組分16種；戰琨友等[5]從姜精油中鑒定出68種成分，主要成分為倍半萜類和單萜類化合物。雖然前人對姜精油的成分進行了較多的研究，但均沒有涉及不同生長期對姜精油成分的影響。本試驗采用水蒸汽蒸餾法提取不同生長期生姜精油，并對其化學成分進行GC-MS分析，旨在確定不同生長期生姜精油含量及主要化學成分變化，為更好地合理利用生姜提供理論依據。1 材料與方法

1.1 儀器、試劑和原料

儀器：QP2010 Plus GC-MS儀（日本 Shin adzu）；JJ-2組織搗碎機（江蘇省金壇市金偉實驗儀器廠）；揮發油提取器。

試劑：二氯甲烷（色譜純）。

原料：生姜生長過程中分期收獲的“萊蕪大姜”新生根莖（鮮姜）及種姜。

1.2 生姜精油的提取

將生姜洗凈后，稱取400 g鮮樣用組織搗碎機搗碎，置于揮發油提取器中蒸餾提取5 h，靜置分層后讀取揮發油的體積[6]，提取出的生姜精油置-18℃低溫下保存備用。生姜精油的含量按下式計算：

生姜精油含量（ml/kg）=讀取的揮發油體積（ml）/鮮姜的質量（kg）

1.3 生姜精油的成分分析

樣品前處理：取20 mg生姜精油溶于10 ml二氯甲烷中，上柱前用0.45 μm的微孔濾膜過濾。姜精油經GC/MS分析，得總離子流色譜圖，經計算機NIST08質譜庫檢索，結合有關文獻[2，7～11]，確定姜精油的化學成分，采用峰面積歸一化法確定各化學成分的相對含量。

色譜條件：色譜柱為Rtx-5ms柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為氦氣，流速為1.2 ml/min；進樣量為1 μl，分流比為10∶ 1；升溫程序為80℃停留3 min，以 20℃/min升至140℃，停留2 min，再以6℃/min升至230℃，停留3 min。

質譜條件：電離方式為電子轟擊電離（EI），電離能70 eV；掃描時間間隔為1 s，掃描范圍為45～550 m/z；接口溫度為250℃，離子源溫度為230℃；電子倍增管電壓為800 V。

2 結果與分析

2.1 不同生長期生姜精油的含量

由圖1可以看出，種姜的精油含量顯著高于鮮姜，且隨著生長的進行，鮮姜、種姜精油含量均呈增加趨勢，尤以根莖膨大前期（8/21～9/20）增加較快。10/21生姜生長結束時，鮮姜、種姜的精油含量分別為3.39和3.60 ml/kg，分別比幼苗末期（7/22）增加175.61%和77.34%；而僅在根莖膨大前期（8/21～9/20）鮮姜、種姜精油含量就分別增加了97.97%和57.01%，但在發棵期（7/22～8/21）和根莖膨大后期（9/20～10/21），鮮姜、種姜精油僅分別增加20.33%、8.87%和15.70%、3.75%。

2.2 不同生長期生姜精油成分的GC-MS分析

表1顯示，幼苗期（7/22）、發棵期（8/21）、根莖膨大盛期（9/20）及收獲期（10/21）的鮮姜精油中分別鑒定出32、39、50和54種化學成分，種姜精油中分別鑒定出38、42、52和53種化學成分。可見，隨著生長期的延長，生姜精油化學成分逐漸增多，表明不斷有新的化合物被合成，尤以發棵期至根莖膨大盛期化學成分增加較多，新增加的化學成分多為保留時間較低的單萜類物質。

不同生長期鮮姜和種姜精油中相對含量均較高的化學成分為α-姜黃烯、姜烯、α-法尼烯、β-倍半水芹烯、β-紅沒藥醇等倍半萜類化合物，其中在幼苗期（7/22）、發棵期（8/21）、根莖膨大盛期（9/20）及收獲期（10/21）的鮮姜精油中，這5種成分相對含量之和分別為75.29%、66.45%、52.80%、57.00%，種姜精油中這5種成分相對含量之和分別為81.08%、79.20%、65.37%、64.28%，表明這5種化合物為生姜精油的主要化學成分。進一步分析發現，不同生長期鮮姜和種姜精油中倍半萜類化合物含量顯著高于單萜類化合物，如幼苗期鮮姜和種姜精油中單萜類化合物相對含量分別為5.55%和3.53%，而倍半萜類化合物含量分別為83.18%和95.15%。

盡管各生長期鮮姜和種姜精油的主要化學成分基本相同，但相對含量存在較大差異。有些化學成分只在鮮姜或種姜精油中檢出，如乙酸仲辛酯、反-2-蒎烷醇、乙酸辛酯、辛醛和乙酸桃金娘烯酯只在鮮姜精油中檢出；間傘花烴、alpha-Thujenal、（E）-2-3 結論

隨著生姜的生長，鮮姜和種姜精油的含量逐漸升高，各生長期種姜精油的含量均大于鮮姜，但隨著生長期的延長，鮮姜和種姜精油含量的差值逐漸降低，至收獲期鮮姜和種姜精油含量已無顯著差異。

生姜生長過程中，不斷合成新的化合物，使鮮姜和種姜精油的化學成分增加，且增加的化學成分多為保留時間較低的單萜類物質。不同生長期鮮姜和種姜精油成分基本相同，但相對含量差異較大，其中主要化學成分為α-姜黃烯、姜烯、α-法尼烯、β-倍半水芹烯、β-紅沒藥醇等倍半萜類化合物，且尤以姜烯在不同生長期鮮姜和種姜精油中含量最高。參 考 文 獻：

[1]Weiss E A. Essential Oil Crops[M].New York：CABI Publishing，1997， 539-567.

[2]Onyenekwe P C， Hashimoto S. The composition of the essential oil of dried Nigerian ginger （Zingiber officinale Roscoe）[J]. European Food Research and Technology， 1999， 209（6）：407-410.

[3]Cornell D W， Jordan R A. Composition and distinctive volatile flavour characteristics of the essential oil from Australian-grown ginger （Zingiber officinale）[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture，1971，22（2）：93-95.

[4]陳帥華， 李曉如， 韋 超， 等. 生姜與生姜皮揮發油成分的分析[J]. 福建分析測試， 2011，20（4）：11-16.

[5]戰琨友， 董燦興， 徐 坤. 生姜精油、浸膏和油樹脂的提取及成分分析[J]. 精細化工， 2009，26（7）：685-690.

[6]陳叢瑾， 黃克瀛， 黃玉松， 等. 鮮姜黃揮發油化學成分的GC-MS分析[J]. 中華中醫藥雜志， 2009，24（3）：364-366.

[7]林 茂， 闞建全. 鮮姜和干姜精油成分的GC-MS研究[J]. 食品科學， 2008， 29 （1）：283-285.

[8]戰琨友， 尹洪宗， 張顯宗，等. 老姜與鮮姜超臨界提取物的化學成分分析[J]. 食品科學， 2009，30（7）：33-35.

[9]Smith R M， Robinson J M. The essential oil of ginger from Fiji[J]. Phytochemistry，1981，20（2）：203-206.

[10]崔慶新， 董 巖. 生姜揮發油化學成分的GC-MS分析研究[J]. 聊城大學學報（自然科學版），2006，19（2）：43-45.

[11]Jolad S D， Lantz R C， Che G J， et al. Commercially processed dry ginger （Zingiber officinale）：Composition and effects on LPS-stimulated PGE2 production[J]. Phytochemistry，2005，66（13）：1614-1635.