姜油树脂中有效成分姜酚的分离

姜油树脂中有效成分姜酚的分离

姜（姜）和姜（姜）的真名是生姜、干姜、白姜和姜。生姜具有多种医疗功效,姜酚(gingerols)是生姜多种生物活性作用的主要功能成分,目前,已知的姜酚类物质有十多种,包括-、-、-、-姜酚等(分子结构见图1),其中-姜酚含量最高。现代药理研究表明,姜酚类物质具有退热、止咳、降血压、强心、抗血小板凝聚、抗血管硬化、消炎止痛、抗癌、抗氧化、抗肝毒素、杀菌、利胆、止吐等广泛的生物活性。因此,研究有效的姜酚分离方法具有重要意义。为分离出姜酚类化合物,国内外许多学者进行了大量研究工作,具有代表性的工作有:1992年,Zarate等人采用闪蒸层析和真空层析2种色谱柱分离姜酚,提供了一种分析姜酚的方法;2004年魏福祥等人采用超临界流体萃取-精馏技术提取姜酚,文中未给出姜酚含量的准确表征方法,该方法需要较高的压力,且设备成本高;黄雪松等人先后采用硅胶干柱层析、聚酰胺层析柱对姜油树脂进行了分离,采用香草醛为标样分析酚类物质含量。总结现有研究工作可知,目前尚缺乏可工厂化制备姜酚的技术与工艺,实验室的各类研究中姜酚含量的表征手段也不够完备和准确。作者选择大孔吸附树脂分离姜酚,因为姜酚是弱极性物质,依据大孔吸附树脂的吸附规律,选用AB8大孔吸附树脂作为分离载体;依据SnyderL.R.溶剂性质的三角形选择理论,在考虑姜酚结构和大孔吸附树脂的吸附规律的基础上,选用Ⅰ类质子受体溶剂乙醚和黏度小、改善选择性的正己烷为洗脱剂进行分离。用GC-MS分析技术,以Sigma公司的姜酚标样为参比表征了姜酚的相对含量。1实验部分1.1材料表面1.1.1南、对美、日的工厂生姜,莱芜生姜;AB8大孔吸附树脂,南开大学化工厂;乙醇、正己烷、乙醚,AR,天津市广成化学试剂有限公司;姜酚标样,美国Sigma公司。1.1.2蒸发器空气器离心沉淀器,上海手术器械厂;旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂;HP6890N-5972NMSD气质联用色谱仪,美国Agilent公司。1.2方法1.2.1姜油树脂的制备将洗净的生姜切片,晾干后粉碎,用溶剂萃取法萃取,蒸馏得到去除溶剂的姜油树脂。1.2.2柱净化条件优化洗脱AB8大孔树脂的装柱:将经过预处理的AB8大孔树脂装入玻璃层析柱中,柱高43cm。姜油树脂装柱:将姜油树脂溶于甲醇中,离心去除非极性不溶物,加入少量经过预处理的AB8树脂搅拌均匀,脱除溶剂,得到吸附姜油树脂的AB8树脂,然后加到上述层析柱的顶端。洗脱:选用乙醚加正己烷作流动相进行洗脱,调整乙醚和正己烷的体积比及洗脱速度后,确定V(乙醚)∶V(正己烷)=6∶4能获得良好洗脱效果。接收管接收洗脱液,直至流出部分为洗脱剂,将各段洗脱液编号备测。1.2.3姜酚相对含量的气相色谱条件取经AB8大孔树脂分离后部分流出段的洗脱液样品各0.3μL,进行GC-MS分析。对检出物质进行质谱解析并进行面积积分,用面积分数表征姜酚的相对含量。有代表性试样的分析结果见表1。气相色谱条件:起始温度60℃,不停留,以10℃/min速率升温至120℃,不停留,以5℃/min速率升温至270℃,停留50min。进样口温度为280℃,不分流;载气为氦气,流速为1mL/min,传输线温度为270℃。质谱条件:电离方式为电喷雾电离(EI),电子能量70eV,离子源温度为240℃。2结果与讨论2.1姜酚类物质比较2、4、5、6号试样的GC-MS分析,结果见表1。由表1姜酚的峰面积百分数可以看出,2号样中含有较高的姜酚类物质,由于4、5号样中成分种类繁多,且烯类物质含量极高,故姜酚类物质含量反而相对较低,至6号样时几乎已经没有姜酚;考虑到姜酚类物质可能发生的转化产物,从姜酚与姜酮总的峰面积百分数分析,2号样中姜酚类物质的含量最高。以下是2号样与未经分离的姜油树脂的对比分析。2.2gc-ms分析姜油树脂和经AB8大孔树脂吸附分离后的洗脱液2号样进行了GC-MS分析,所得的总离子流图分别见图1、图2;用峰面积归一化法对各主要成分进行了分析,得到了各成分所占的峰面积分数A,分析结果分别见表2、3。2.2.1结构与名称的确定溶剂萃取物用气相色谱共检出27种物质,经AB8大孔树脂分离后的洗脱液2号样仅检出11种成分,用GC-MS仪NIST98、Willey谱图库自动检索被分析组分的质谱,并对能够用谱图库检索到的物质结果进行人工核对,确定了部分成分的物质结构和名称;某些谱图库不能够检索的特殊成分,用质谱解析与文献对照的方法进行了分析,确定了这些物质的结构和名称。溶剂萃取得到的姜油树脂共含有27种主要物质,包括醛类(面积百分数2.75%)、醇类(1.96%)、醚类(1.15%)、烯类(76.38%)、酮类(7.95%)、酯类(1.86%)、姜酚类(1.27%)等,其中烯类面积百分数最高,达76.38%,姜酚类面积百分数较低,仅1.27%。经AB8大孔树脂分离后的洗脱液2号样仅鉴定出11种成分,包括醇类(面积百分数10.33%)、酮类(17.52%)和姜酚类(55.68%)等,共占总峰面积的85.64%,其中姜酚类物质面积百分数高达55.68%。2.2.2结果分析结果姜油树脂经AB8大孔吸附树脂分离后,姜酚主要富集于2号样中,为了分析分离物中姜酚占姜油树脂中总姜酚的比例,即姜酚在分离物中的富集率,更准确地判定分离效果,以美国Sigma公司的姜酚标样为参比,在相同测试条件下,对标样进行GC-MS分析,姜酚的分离效果可以通过分离物试样与标准样品的对比获得:η=A1×V1A2×V2×Nη=A1×V1A2×V2×Ν式中:η—2号样中姜酚量与姜油树脂原样中姜酚量的比值,简称为富集率;A1—2号样中姜酚相对于标样中姜酚的峰面积分数;A2—姜油树脂中姜酚相对于标样中姜酚的峰面积分数;V1—洗脱液体积;V2—姜油树脂样品体积;N—稀释倍率。依据上式,计算出姜油树脂中的姜酚经分离后,有70.88%富集于2号样中。在GC-MS分析中可能存在物质的转化,故实际