一种从生姜加工副产物生姜皮中提取多糖和姜辣素的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于植物资源综合利用领域，设及一种从生姜加工副产物生姜皮中提取多 糖和姜辣素的方法，制得的多糖和姜辣素可广泛应用于功能食品、生物医药等领域。
【背景技术】
[0002] 生姜：姜科多年生草本植物姜狂ingiber officinale Roscoe)的新鲜根茎，風!名 有姜根、百辣云、勾装指、因地辛、炎凉小子、鲜生姜、蜜炙姜。姜的根茎（干姜）、栓皮（姜 皮）、叶（姜叶）均可入药。生姜在中医药学里具有发散、止呕、止咳等功效。生姜中含有多 种对人体有益的活性有机成分，如矿物质，维生素，氨基酸类，姜油树脂等。生姜有改善血液 循环，促进人体新陈代谢，增加消化速率，促进食欲的功效。
[0003] 生姜作为一种食药两用的植物，一直被人们加工利用。随着人类食品工业的发展， 生姜的大规模生产也逐渐发展起来。一些生姜制品出现在人们的生活中，如生姜脯、糖姜 片、姜茶等。而现代食品加工生姜过程中，去皮工艺会带来许多加工过程中的副产物-姜 皮。一般生姜加工后留下的姜皮会作为废弃物直接丢弃，运造成了资源的浪费同时也给环 境带来了污染，给生姜加工企业增加了处理废弃物的成本。近年来，人们对生姜的研究不断 深入，发现生姜皮中含有大量活性物质，如姜辣素、多糖等。研究还发现生姜多糖具有良好 的抗氧化功能和抗疲劳的功效，因此利用生姜加工过程中丢弃的生姜皮，提取分离人们需 要的活性物质成为一种极具意义的技术。姜辣素、生姜多糖的提取分离方法不仅影响着产 品的得率，直接关系经济效益，还与产品的生物活性有着密切的关系。而传统的分步提取方 法，提取时间长，得率低。目前生姜多糖、姜辣素的提取工艺主要使用生姜的食用部分，提取 主要成分后会产生大量残渣，不仅在资源上是一种浪费，同时也给环境造成了负担。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种从生姜加工副产物生姜皮中提取多糖和姜辣素的方法， 与传统方法比较，该方法成分利用了生姜加工后的废弃物，实现了变废为宝，可W最大程度 地提高废弃物的利用率，减少对环境的污染；避免了传统提取技术提取时间长，提取率低、 能耗高的弊端；同时该方法简便，易得，制得的姜辣素和多糖无毒、安全，且得率与纯度较 高，可广泛应用于保健品、功能食品、生物医药等领域。 阳〇化]本发明的目的是通过W下技术方案实现的：
[0006] -种从生姜加工副产物生姜皮中提取多糖和姜辣素的方法，包括：收集生姜加工 副产物生姜皮，生姜皮经预处理后超微粉碎制得生姜皮超微粉，经乙醇浸提、离屯、得到含姜 辣素的醇提上清液和含多糖的离屯、沉淀物，醇提上清液经喷雾干燥得到姜辣素，离屯、沉淀 物经过热水浸提、离屯、、浓缩、醇沉、冷冻干燥得到生姜皮多糖；
[0007] 具体包括W下步骤：
[0008] (1)制备生姜皮超微粉：收集生姜加工副产物生姜皮，生姜皮经预处理后，经超微 粉碎机粉碎，过80目筛，制得生姜皮超微粉；
[0009] 似乙醇浸提：称取生姜皮超微粉，按Ig超微粉加入10~20血无水乙醇，在溫度 20~30°C下浸提2~化，过滤、得乙醇提取液，乙醇提取液离屯、，得到醇提上清液和离屯、沉 淀物；醇提上清液用0. 45ym半透膜过滤，滤液经喷雾干燥得到姜辣素；
[0010] (3)热水浸提：向步骤（2)中得到的离屯、沉淀物中加入去离子水，在浸提溫度 70~90°C下水浴提取2~化，得到水提液，水提液离屯、后再用0. 45ym半透膜过滤得到水 提上清液；水提上清液除去蛋白，离屯、得到多糖提取液；其中，所述的去离子水和离屯、沉淀 物的用量比（水料比）为20~40血：Ig;
[0011] (4)浓缩、醇沉、冷冻干燥：多糖提取液用0. 45ym半透膜过滤，滤液在40~50°C 下进行浓缩得到浓缩液，往浓缩液中加入无水乙醇进行沉淀，沉淀物在下低溫冷冻干燥，得 到生姜皮粗多糖。
[0012] 本发明所述的生姜皮是指在生姜加工过程中被去除的没有商业价值的生姜皮。
[0013] 步骤（1)中，所述的生姜皮的预处理为：生姜皮除杂、清洗，惊晒，55~65°C下鼓风 烘干至恒重。优选的，生姜皮在烘箱中60°C鼓风干燥。
[0014] 步骤似中，优选的，所述的生姜皮超微粉和无水乙醇的用量比Ig:15mL;所述的 提取溫度为20~30°C，时间为化。
[0015] 最优选的，所述的生姜皮超微粉和无水乙醇的用量比Ig:15mL;所述的提取溫度 为25°C，时间为化。
[0016] 步骤（2)中，所述的乙醇提取液在转速5000r/min下离屯、30min，得到醇提上清液 和离屯、沉淀物。
[0017] 步骤（3)中，优选的，所述的去离子水和离屯、沉淀物的用量比40mL:lg;所述的浸 提溫度为80~90°C，浸提时间为2~2.化。
[0018] 最优选的，所述的去离子水和离屯、沉淀物的用量比为40mL:lg;所述的浸提溫度 为90°C，浸提时间为2.化。
[0019] 热水浸提在HH-4数显恒溫水浴锅中进行浸提。
[0020] 步骤（3)中，所述的水提液在转速5000r/min下离屯、15min，取水提上清液。
[0021] 采用采用Sevag法（Sevag试剂为正下醇氯甲烧=1 :4)除去水提上清液中的 蛋白。
[0022] 除去蛋白后的水提上清液在转速5000r/min下离屯、15min，取上清液作为多糖提 取液。
[0023] 步骤（4)中，滤液在溫度45°C下浓缩至滤液原体积的1/4,得到浓缩液，按照浓缩 液和无水乙醇的体积比1 :4往浓缩液中加入无水乙醇，4°C下沉淀1化后，在转速5000r/ min下离屯、15min得到沉淀物。沉淀物在-40°C下低溫冷冻干燥，得到生姜皮粗多糖。
[0024] 本发明的有益效果：
[0025] 本发明采用超微粉碎技术、喷雾干燥技术、热水浸提技术与冷冻干燥技术相结合 的方法，与传统的分步提取姜辣素和多糖方法相比，本发明方法不仅具有原料价值低廉、提 取时间短、提取效率高、操作方便、产品安全无毒等特点，同时显著提高了多糖和姜辣素的 得率、纯度，生姜皮多糖的得率可达到7. 69%，纯度为43. 16%，姜辣素的得率可达1. 73%。 产品作为功能基料，可广泛应用于功能食品和医药等领域。
[00%] 本发明方法分离过程中无有毒有机试剂参与，所得产品无毒，安全；同时具有设备 简单，操作容易，适用范围广，生产效率高，能量损耗小等优点。
[0027] 本发明技术为生姜加工副产物的充分利用，将工业生产中废弃的生姜皮渣变废为 宝，开辟了新的途径。一方面解决了工业垃圾污染问题，保护了生态环境，同时也能够产生 一定的社会效益、经济效益和生态效益。
【具体实施方式】
[0028] 下面通过【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步说明。 阳0巧]姜辣素含量的测定方法：
[0030] 姜辣素在280nm处有特征吸收峰，可W做定量的标准。但是姜辣素成分复杂，目前 尚无纯品，研究证实，香草醒与姜辣素结构相似，可W选用香草醒作对照标准品。
[0031] 香草醒标准曲线的制作
[0032] 精确称取0.100g香草醒，放于IOOmL容量瓶中，并用无水乙醇定容。取3mL香 草醒溶液于IOOmL容量瓶中，无水乙醇定容，配制30yg/mL的标准溶液。分别量取1、2、 3、4、5血标准溶液于10血容量瓶中，并用无水乙醇定容，配制成3、6、9、12、15yg/血的溶 液，在280nm下测吸光度，并作香草醒标准曲线，线性回归得香草醒的标准曲线方程为y= 0. 0708X+0. 0811，y为样品的吸光度，X为香草醒的含量。标准曲线的相关系数R2= 0. 9993， 该方法线性关系良好。
[0033] 姜辣素含量计算方法
[0034] 用移液管吸取乙醇提取液ImL于IOmL容量瓶中，无水乙醇稀释至刻度，摇匀。用无 水乙醇做空白，在280nm下测定样品的吸光度，根据香草醒的标准曲线计算姜辣素的含量。
[0035] 姜辣素得率的计算公式：
[0036] 姜辣素得率（％)=姜辣素质量（g)/超微粉重（g)X100%
[0037] 多糖含量的测定方法：
[0038] 采用硫酸苯酪法，精密称取生姜皮粗多糖5g，溶于250血去离子水，精密吸取样液 0. 5血，置于15血试管中，并用去离子水补至2血，分别加入1血6 %苯酪和5血浓硫酸，摇 匀，沸水中水浴20min，自然冷却后在490nm处测定吸光值A。
[0039]W葡萄糖为标准品，制作标准曲线。