[发明专利]一种从生姜中萃取分离姜精油及富含姜酚姜油树脂的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及生物化工领域，具体地说，是一种从药食两用植物生姜中提取分离姜精油和富含姜酚姜油树脂的技术。

二、技术背景

生姜为姜科姜属植物姜(Zingiber officinale Rosc.)的根茎，中医药认为姜辛、热；归脾、胃、心、肺经，具有温中散寒，回阳通脉，燥湿消痰的功效，用于脘腹冷痛，呕吐泄泻，肢冷脉微，痰饮喘咳等症，现代药理研究表明，生姜具有解热、镇痛、抗炎、抗心衰、抑菌、镇吐、促进胆汁分泌、保护心肌细胞缺氧缺糖性损伤、抗血小板聚集等药理活性。姜也是一种深受喜爱、广泛使用的天然辛香食品调味料，是典型的药食两用植物。

生姜中最重要的化学组成为挥发油-姜精油(Essential oil of ginger)和姜辣素类-姜油树脂(Oleoresin of ginger)。

姜精油通常是指从生姜根茎中用水汽蒸馏的方法提取出来的挥发性油分，几乎不含高沸点成分，具有浓郁的芳香气味，主要用于食品及饮料的加香和调味。姜精油是透明、浅黄到橘黄可流动的液体，是一种复杂的混合物。由于姜精油香气浓郁，有令人愉悦的具鲜花特征的香气、略有柠檬味，口味温热，、香辛、不辛辣，主要用于食品及化妆品。如用于食品、饮料、无醇清凉饮料和特殊甜酒的加香、调味，是天然的食品香料；用于化妆品特别是男士用香水的理想天然香精原料。姜精油作为药用也有悠久的历史，有祛寒除湿，驱风止痛，温经通络，防治晕车、船、飞机等运动病，还有抗衰老作用。最近的研究表明，姜精油中的萜烯化合物具有保护胃粘膜和抗溃疡作用，姜精油对中枢神经系统有抑制作用，姜精油还有较好的抗炎作用。

姜油树脂是指用有机溶剂萃取生姜根茎，然后回收有机溶剂，剩下的比较粘稠的半流体物质，含有精油不具备的不挥发的脂肪成分。姜油树脂作为姜调味料精加工产品含有感官上非常重要的挥发性油分、姜辣素成分以及脂肪油、棕桐酸、树脂和碳水化合物，其中姜辣素是决定姜的滋味以及姜油树脂风味的最主要成分。姜油树脂是一种深琥珀色至棕黄色粘稠液体，流动性较差，几乎不溶于水，醇溶度也较低，静置后可产生粒状沉淀。作调味料，姜油树脂含有姜的全部香气和味道，因此可作为高品质的浓缩调味料替代传统香辛原料应用于食品加工及烹调，特别是它含有姜的主要风味成分-姜辣素，姜酚是姜油树脂即姜辣素的主要组分之一，研究证实姜酚具有强心、降压、降血脂、降血糖、抗血小板、抗氧化、抗肿瘤、抗炎止痛等广泛的药理作用。特别是其中的6-姜酚，作为姜辣素或姜酚的主要组分，是姜的特征性化学成分，具有重要的生物活性作用，在医药领域有重要用途，如中国专利CN1616391、CN1651383、CN101862312、CN101972239均提及或披露了姜酚的医药用途。

传统上挥发油或精油用水蒸气蒸馏法得到，如中国药典记载，中国授权专利CN1027955公开了一种姜挥发油或姜精油的制备方法，经水蒸气蒸馏再加上冷榨得到的姜油对生姜的总得率为0.2％～0.8％，收率低，耗时长，水蒸气蒸馏部分温度高(100℃左右)容易引起副反应，从而可能对香气产生一定影响，类似的还有中国专利CN1027954C。用有机溶剂提取姜油树脂，有溶剂残留，在回收溶剂过程中，有溶剂损失，温度过高对产品性质也会产生一定影响，随着石油资源价格的上升，提取成本还会增加。

超临界流体萃取，特别是超临界CO₂流体萃取技术，是一种新的化工分离单元技术，集提取分离过程于一体，工艺流程短，萃取温度低，萃取效率高，无溶剂残留，特别适合于天然产物中非极性或弱极性物质-如脂溶性挥发性有效成分的提取分离。中国专利CN1212273、CN1251367、CN1762956、CN1692924、CN1857701、CN101955423、CN102061128、CN1698591、CN101032323、CN101347607、CN101735030在提取工艺、原料制备及实施例中都提到了用超临界CO₂流体萃取技术提取制备姜油或姜油树脂，CN1404856虽然是以制备水溶性姜根提取物为主，但为去除脂溶性的姜油或姜油树脂，在其实施例3中仍然提到了用超临界CO₂流体萃取技术。超临界CO₂流体除本身具有的溶解特性外，由于提取分离温度低，且在CO₂惰性流体氛围下，更有利于生姜及其提取物中生物及化学活性强烈的姜酚类物质的保留，由此可见超临界CO₂流体萃取技术用于姜油或姜油树脂提取分离与其它相关技术相比具有更大优势。