老姜油的制备方法

背景及概述^[1]

生姜（Zingiber officinale Rosc）为姜科多年生草本植物，原产于东南亚，我国自古就有栽培。在我国生姜作为一种传统的药食两用作物，具有健胃、活血、解毒、止呕、发汗、杀菌、抗癌等功效。生姜根茎营养丰富，含精油、姜辣素、脂肪油、树脂、淀粉、戊聚糖、蛋白质、纤维素、蜡、色素和微量矿物元素等，其干物质含量为 13.2%～15.5%，总脂类 5.7%～14.5%，总可溶性糖 2.02%～5.345%，纤维素5.23%～5.95%，粗蛋白 7.98%～10.04%，淀粉 5.78%～8.88%，维生素 C 9.18～16.7 mg/50g（鲜重），其中淀粉含量最为丰富，占生姜干重的 40%～60%。生姜的化学成分复杂，已发现的有 100 多种，可分为挥发油、姜辣素和二苯基庚烷 3 大类，另外还含有多种氨基酸、维生素及铁、铜、锰、锌、铬、镍、钴、锗等多种元素，及多种功能性成分。

姜精油（Ginger essential oil）和姜油树脂（Ginger oleoresins）属植物油脂，是目前生姜的两种主要深加工产品，两者均是从生姜中提取出来的浓缩物质，统称为姜油。姜油是一种精油。淡黄色液体，为五香辛香 带生姜的辣味。相对密度0.877～0.888(15℃)，折 光率1.488～1.494。不溶于水、甘油和乙二醇，溶 于7倍的95%乙醇。主要成分是姜醇姜油酮、柠檬 醛、甲基庚烯酮、壬醛、辛醛、芳樟醇、香叶醇、龙脑、 莰、菲、桉叶素、异茴香醇等。本品由姜科植物生姜 的根茎经蒸气蒸馏或用冷磨法提油而得。产于我 国、日本、印度、印尼、西非、古巴等地。用于配制食 用香精，也少量用于玫瑰、檀香型皂用及化妆品用香 精中，药用有健胃、驱风作用。。

标准^[2]

制备^[3]

目前姜油的提取方法归纳起来主要有以下几种：水蒸汽蒸馏法、溶剂浸提法、压榨法、超声波法、液体 CO2浸提法和超临界 CO2萃取法（。根据加工方法及所含组分的不同，得到姜精油和姜油树脂 2 种深加工产品。

1）水蒸汽蒸馏法：水蒸汽蒸馏法是从生姜中提取挥发性精油的最常用方法，该法是利用道尔顿分压定律，分离难溶于水的成分。通常是将鲜姜或干姜在蒸馏前立即捣碎或粉碎，然后在常压或加压下通入水蒸汽以使姜油在低于其沸点的温度下馏出，主要获得生姜中挥发性较大的精油，得率一般为 1.5%～2.5%，此法操作简单，投资少，但缺点是蒸馏时间长，得油率低，且无法提取姜辣素等非挥发性组分，因而提取的生姜精油风味与生姜有一定的差别。由于姜油储藏在根茎角状细胞的空隙中，在根茎的表皮和内部都有分布，在提取姜油前，生姜的不同干燥方法对获得的姜油在组成、质量上有较大的影响，鲜姜干燥成干姜将有许多低沸点的萜类丢失，即使采用冷冻干燥法，也有痕量组分丢失，因此，采用合理的干燥法有利于保留单萜类物质。

2）溶剂浸提法：是获取姜油树脂的常用方法，包括直接溶剂浸提法和索氏提取法。前者将固态生姜直接浸泡在溶剂中，使姜中所含的有效成分按一定的规律（如费克定律），逐渐溶解于溶剂中而被“浸泡”出来；后者利用对溶剂加热回流及虹吸原理，使固态生姜中的有效成分能够连续多次地被“新”的溶剂所萃取。以上 2 种溶剂浸提法获得的姜油树脂所含化学成分与选用溶剂关系很大，提时大多选用极性强的溶剂，如乙醚、丙酮、甲醇、乙醇和乙酸乙酯。

3）压榨法：利用压榨机械手段对洗净的生姜进行直接处理，获得其中的姜油树脂。该法所得的姜油量除了与生姜本身质量有关外，更与生姜的预处理和压榨设施的操作情况有关。而且，可以通过沉淀分离方法处理压榨产物，从而得到上清液、沉淀物两类不同产品。压榨法获得的是姜油混合物，包含非挥发性和挥性姜油。但是压榨法的姜油得率低，质量差，含有淀粉，蛋白质，矿物元素，水等杂质。

4）液态 CO2和超临界 CO2萃取法：这两种方法均以高压 CO2液体为萃取溶剂，能同时获取挥发性和非挥发性姜油成分，反应条件温和、萃取效率高。其中超临界 CO2萃取技术是近 10 年发展起来的高新技术，它是以 CO2作为超临界流体，从生姜中萃取出姜油树脂，然后这些携带着姜油树脂的 CO2流体再经过由超临界状态向气态相的转变，将其携带的姜油树脂释放出来。这种方法的点在于无溶剂残留、选择性强、易于控制。避免了水蒸汽蒸馏和溶剂提取存在的缺陷，防止了低沸点精油的损失以及高温对热敏性物质的破坏，能够迅速萃取出高沸点的难挥发性物质，使姜油树脂的香气更加纯正；而且防止了溶剂萃取法造成的溶剂残留，提高了产品的品质和外观，使产品符合天然、安全、健康的要求。同时 CO2是一种对环境友好的惰性气体，整个操作过程均在常温下进行，不产生任何副产物，采用该技术萃取的姜油树脂，姜味浓郁、香气逼真生物活性物质保存完全、清澈干净，是原汁原味的生姜替代品，这种方法生产的姜油树脂属天然、方便、绿色、健康的产品，代表了姜油树脂提取方法的发展方向。此外，超临界CO2具有高度的选择性，可将姜精油及姜油树脂中的不同组分进行分离，开发出味纯正的姜辣素和无辣味的高档香料，为姜油树脂的深加工及新产品的开发提供了新途径，开辟了姜油树脂和姜精油的新用途。

5）分子蒸馏技术：分子蒸馏是一种特殊的液－液分离技术，在极高的真空下依据分子运动平均自由程的差别，能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离，广泛适用于高沸点、热敏性及易氧化物质的分离，能大大降低高沸点物料的分离，能极好的保持热敏性物质的品质。分子蒸馏技术能较好的将姜油中的萜类和姜烯酚类化合物分离开来，且能将姜烯酚类化合物的相对含量提高到 85%以上。

6）微波提取法：微波用于食品加工始于 1946 年，其主要用于食品的烹调、解冻、干燥、杀菌等方面。直到 1986 年，美国科学家 Ganzler 首先利用微波炉通过适当操作进行了有机化合物的提取，微波萃取就受到了人们的广泛关注。微波加热有六大特点：1、受热均匀；2、加热速度快；3、高温高频；4、电磁波的穿透力强5、热惯性小；6、可选择性加热。研究了微波萃取技术提取温莪术挥发油的方法并分析了挥发油的成分及含量，对萃取功率、萃取时间和投料比进行了单因素考察，根据考察结果选择粉碎度、萃取时间和萃取功率进行正交实验设计。

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2] 实用化学品配方手册

[3] 姜油提取方法及工艺参数研究