王強(qiáng)偉，史先振，Md Ramim Tanver Rahman，王洪新，蘇義海

1(江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫，214122)

2(食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家功能食品工程技術(shù)研究中心，江南大學(xué)，江蘇無錫，214122)

3(徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州，221006)4(安徽銅陵白姜發(fā)展有限公司，安徽銅陵，244021)

不同的干燥工藝對生姜的芳香風(fēng)味和辛辣口感有不同的影響。生姜的芳香風(fēng)味主要來源于揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，Ding 等［2］和 Huang 等［3］采用頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)比較了不同的干燥工藝對姜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響。姜的特征性辛辣風(fēng)味由姜辣素提供，姜辣素的主要成分是姜酚和姜烯酚。Hawlader等［4］比較了不同干燥工藝對6-姜酚(6-gingerol)含量的影響，張永鑫等［5］比較了中藥制備過程中不同炮制工藝對姜辣素含量的影響，韓燕全等［6］比較了不同干燥工藝對6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚含量的影響。但至今為止，未見到高效液相色譜法(HPLC)同時(shí)測定生姜及不同干燥工藝得到的干制品中 6-，8-，10-姜酚，6-姜烯酚和姜酮 5 種化合物的含量。本實(shí)驗(yàn)采用高效液相色譜法探討熱風(fēng)干燥、真空干燥、微波干燥、紅外干燥和冷凍干燥對生姜中姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚和10-姜酚5種姜辣素含量的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

銅陵白姜，采收于安徽省銅陵縣;姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚和 10-姜酚標(biāo)準(zhǔn)品，購于 Sigma-Aldrich(上海)。

1.2 儀器與設(shè)備

1100液相色譜(Agilent ChemStation色譜工作站，二極管陣列檢測器)，美國 Aligent公司;GZX-9240MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;DZF-6050真空干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司;FT-3實(shí)驗(yàn)室專用微波設(shè)備，廣州福滔微波設(shè)備有限公司;中短波紅外干燥箱，泰州圣泰科紅外科技有限公司;SCIENTZ-10N冷凍干燥機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 鮮姜片的制備

選擇新鮮、無腐爛、無病蟲害、無發(fā)芽的姜塊，清洗去皮后切成3～4mm厚的薄片。

1.3.2 干燥方法

熱風(fēng)干燥:稱取鮮姜片50 g，單層均勻平鋪于電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，風(fēng)速1.8 m/s，依次將溫度設(shè)置為50、60、70℃進(jìn)行干燥，每隔1 h稱量1次，直至恒重為止，重復(fù)3次。

真空干燥:稱取鮮姜片50 g，單層均勻平鋪于真空干燥箱內(nèi)，真空度0.1 MPa，依次將溫度設(shè)置為50、60、70℃進(jìn)行干燥，每隔1 h稱量1次，直至恒重為止，重復(fù)3次。

微波干燥:稱取鮮姜片50 g，單層均勻平鋪于微波干燥箱的物料盤上，依次將功率設(shè)置為90、160、350 W干燥5 min，然后快速轉(zhuǎn)移至40℃真空干燥箱中，單層均勻平鋪進(jìn)行干燥，每隔1 h稱量1次，直至恒重為止，重復(fù)3次。

紅外干燥:稱取鮮姜片50 g，單層均勻平鋪于紅外干燥箱的物料盤上，輻射距離14 cm，風(fēng)速1.4 m/s，裝載系數(shù)4.5 kg/m2，依次將溫度設(shè)置為50，60，70℃進(jìn)行干燥，每隔20 min稱量1次，直至恒重為止，重復(fù)3次。

冷凍干燥:稱取鮮姜片50 g，置于-20℃的冰箱中預(yù)冷4h，然后快速轉(zhuǎn)移至真空干燥機(jī)中，單層均勻平鋪于物料盤上進(jìn)行干燥，真空度0.1 MPa，冷阱溫度-56℃，干燥12 h之后每隔1 h稱量1次，直至恒重為止，重復(fù)3次。

通過以上干燥處理后樣品的水分含量控制在5%以下，粉碎過80目篩得到生姜粉，置于干燥器待用。

1.3.3 對照品溶液的制備

精密稱取姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚適量，制成質(zhì)量濃度分別為 0.02、0.55、0.1、0.08、0.1 mg/mL的混合對照品溶液，冷藏備用。

1.3.4 供試品溶液的制備

分別稱取生姜碎末5 g，不同干燥工藝得到的姜粉1.0 g，精密稱量，分別置于具塞錐形瓶中，加入75%甲醇20 mL稱定質(zhì)量，150 W超聲25 min，放冷稱量，加75%甲醇補(bǔ)足損失重量，搖勻0.22 μm濾膜過濾，取續(xù)濾液作為供試品溶液［5］。

1.3.5 液相色譜條件

色譜柱:Grace smart RP C18色譜柱(4.6 mm×250 mm×5 μm);流動(dòng)相:乙腈(B)-0.1%醋酸水溶液(A)，梯度洗脫(0～25 min，B:30%→100%;25～30 min，B:100%);流速:1.0 mL/min;檢測波長:280 nm;柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量:10 μL。

2 結(jié)果與分析

2.1 對照品和供試品典型液相色譜圖

按照1.3.5色譜條件，分別精密吸取對照品溶液和60℃紅外干燥供試品溶液各10 μL，自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣，色譜圖見圖1。結(jié)果表明，在上述色譜條件下，各相鄰色譜峰之間的分離度均大于1.5，理論塔板數(shù)均大于4 000，滿足定量要求。

圖1 姜辣素混合對照品(A)和60℃紅外干燥樣品(B)液相色譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of five gingerols of reference substances(A)and sample made by infrared heating at 60℃(B)

2.2 方法學(xué)考察

2.2.1 線性關(guān)系考察

精密吸取混合對照品溶液，分別稀釋0，2，4，8，16，32倍，吸取上述6種濃度的對照品各10 μL進(jìn)行測定。以各色譜峰峰面積積分值(y)對其濃度(x)進(jìn)行線性回歸。結(jié)果顯示5種成分線性關(guān)系良好(r＞0.999 0)，回歸方程、相關(guān)系數(shù)見表1。

表1 5種姜辣素的線性關(guān)系(n=6)Table 1 The linearity of calibration curves of five gingerols(n=6)

2.2.2 精密度實(shí)驗(yàn)

精密吸取對照品10 μL，連續(xù)進(jìn)樣6次，分別記錄5種組分的峰面積，計(jì)算得姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚的 RSD(n=6)分別為 0.99%、0.35%、0.51%、0.57%和0.55%，表明儀器精密度良好。

2.2.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

取60℃紅外干燥供試品溶液，在0～12 h內(nèi)每隔2 h進(jìn)樣1次，分別記錄5種組分的峰面積，計(jì)算得姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚的 RSD(n=6)分別為 1.45%、1.05%、1.33%、1.36% 和1.38%，表明供試品溶液中5種組分在12 h內(nèi)穩(wěn)定。

2.2.4 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

精密稱取60℃紅外干燥樣品6份，分別按照1.3.4方法制備供試品溶液，在1.3.5色譜條件測得姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚的 RSD(n=6)分別為1.32%、0.52%、0.95%、1.29%和0.99%，表明該方法重現(xiàn)性良好。

2.2.5 加樣回收率實(shí)驗(yàn)

取60℃紅外干燥樣品(姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚含量分別是 0.06、7.32、1.05、0.15、1.70 mg/g)粉末6份，每份0.50 g，精密稱量，置于20.0 mL具塞錐形瓶中，分別精密加入各對照品(與0.50 g樣品中各待測成分的量相當(dāng))，按照1.3.4方法制備供試品溶液，在1.3.5色譜條件下進(jìn)樣測定，計(jì)算回收率。結(jié)果姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚的平均回收率(n=6)分別為 105.2%、100.3%、102.7%、104.5%和 102.8%;RSD(n=6)分別為1.82%、0.92%、1.55%、1.98%和1.49%。

2.3 樣品測定

分別取上述干姜樣品粉末，按照1.3.4方法制備供試品溶液，在1.3.5色譜條件下進(jìn)樣測定，計(jì)算5種組分的含量，結(jié)果見表2。

表2 鮮姜及不同干制品中5種姜辣素含量測定結(jié)果 單位:mg/g(以干基計(jì)算)Table 2 The contents of five gingerols in fresh ginger and dried ginger samples made by different methods

從表2可以看出，生姜經(jīng)過不同的干燥方法和溫度處理干燥后，姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚總含量由高到低為:冷凍干燥＞紅外干燥60℃ ＞真空干燥60℃＞紅外干燥70℃＞真空干燥50℃＞真空干燥70℃＞紅外干燥50℃＞烘箱60℃＞微波190 W＞微波350 W＞烘箱70℃＞烘箱50℃＞微波90 W，說明不同的干燥方法和溫度對姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚總含量影響明顯。

鮮姜中主要的姜辣素成分是姜酚，含量較高的包括6-姜酚、8-姜酚和10-姜酚，其中含量最高的是6-姜酚［7］，這與我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。姜酚的苯環(huán)側(cè)鏈上由于含有不穩(wěn)定的β-羥基結(jié)構(gòu)，在加熱和長期儲存的過程中，會(huì)產(chǎn)生兩種化學(xué)反應(yīng)，一種是發(fā)生脫水反應(yīng)生成姜稀酚;另一種是發(fā)生逆羥醛縮合反應(yīng)生成姜酮［8-9］。所以本實(shí)驗(yàn)選擇姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚5種干姜中的主要成分進(jìn)行檢測。

由表2可以看出，冷凍干燥過程中，5種成分的總含量與鮮姜基本一致。因?yàn)槔鋬龈稍镞^程中沒有加熱處理，最大程度地保留了姜酚［10］，但是完成干燥需要48 h，能耗大，成本高。紅外干燥方法的效率很高，紅外60℃只需要1.5 h就可以完成干燥，由于處理時(shí)間短，對姜酚的破壞很少。真空干燥也可以較好地保留姜酚，這與Hawlader等［11］的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。一方面是因?yàn)檎婵諚l件可以提高干燥效率，另一方面可以減少干燥過程中的氧化反應(yīng)［12］。微波干燥后對姜酚的保留相對而言不如冷凍干燥、紅外干燥和真空干燥，這與韓燕全等［6］的結(jié)果相符，但是Hussain等［1］認(rèn)為，微波干燥可以很好地保留生姜的芳香風(fēng)味。熱風(fēng)干燥由于效率不高，加熱時(shí)間長，熱風(fēng)60℃需要10 h才能完成干燥，對姜酚的破壞較大。姜酮和6-姜烯酚在實(shí)驗(yàn)中的變化不明顯，主要是因?yàn)椴煌母稍锓绞降臏囟榷紱]有超過80℃，Huang等［10］的實(shí)驗(yàn)證明溫度超過80℃之后會(huì)產(chǎn)生大量的姜酮和姜稀酚。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用高效液相色譜法同時(shí)測定鮮姜及不同的干燥工藝得到的干制品中姜酮、6-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚5種姜辣素的含量，初步比較了不同的干燥方法和溫度對5種姜辣素含量的影響。冷凍干燥可以很好地保留姜酚，但是成本大，耗時(shí)長。60℃紅外干燥只需1.5 h就可以完成干燥，不僅加工效率高，而且可以很好地保留姜酚。從姜辣素的含量、效率、成本以及實(shí)用性綜合分析，生姜的干燥以60℃紅外干燥為宜。

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