专利名称：一种鲜姜提取物的制备方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从天然药用植物中提取有效物质的方法，具体涉及液-固萃取技术制备鲜姜提取物的方法及应用。
鲜姜具有活血化瘀，抗凝血，抗动脉粥样硬化，降低胆固醇，降血压，降血脂，预防心脑梗塞，增强免疫，抗氧化，抗衰老，抗风湿，健胃与抗胃溃疡，止呕，防晕，解毒排毒等药理作用。另外还有抗肿瘤作用，在一些抗肿瘤药物中加入生姜提取物能减轻肿瘤药物的副作用；对心血管和肝损害具有保护作用；还具有食品调味、保鲜、防腐等作用。我国中医和民间向来有利用鲜姜治疗疾病的习惯。当今鲜姜的研究也引起了日美等世界各国学者的广泛兴趣和重视。生姜被誉为“止呕圣药”，“健胃要药”，“含有比维生素E作用大得多的抗氧化成分”，“显著的降血脂、抗动脉粥样硬化作用”，“抗凝作用甚至大大超过阿司匹林”，“十分有效的预防心脑梗塞的药物”，“晨吃三片姜，赛过人参汤”，“排毒解毒一味姜”等等。当今，人们越来越崇尚使用新鲜中药进行医疗保健活动。然而直接使用鲜姜，尚存在许多无法解决的问题如供应不便，过于辛辣、服用困难；质量不好控制、剂量不好掌握等等。另外，由于鲜姜现有提取方法还或多或少存在这样那样的缺陷，获得的提取物难以保持或难以完整保持鲜姜原有的活性和风味成分。诸如此类的问题始终困扰着鲜姜新药的开发，严重影响了鲜姜巨大潜在作用的发挥和应用。因此，如何从鲜姜中分离活性成分是目前医学界和食品科学研究的热点和难点问题研究一种科学有效、经济实用的提取分离技术，完整提取鲜姜的天然活性成分，用于制造药物制剂和功能食品，从而起到与鲜姜一样的医疗保健作用，为人类的健康服务，具有重大的意义。可以预见，鲜姜提取物的消费者最终将是地球上的全部人口，其优越性十分明显，其市场潜力巨大是毋庸置疑的，具备极大的商品价值。
鲜姜液-固萃取技术属于天然药物鲜姜活性成分的提取技术，对于其他提取法，如水蒸气蒸馏法、渗滤法、浸渍法、煎煮法、冷榨法、超临界CO2萃取法，也都有人用来进行鲜姜的提取研究。鲜姜中两类活性成分的理化性质不同，如挥发油类的分子极性较小、具有挥发性，姜辣素类分子极性相对较大、不具挥发性；它们的化学性质都不稳定。在鲜姜的构成中，水、纤维素、淀粉、树胶、蛋白质、氨基酸、糖等类成分占有极大比例(其中水分含量最高)，而挥发油和姜辣素类仅占很小部分。这些性质及特点对鲜姜的提取造成了很大困难。致使现有方法无法同时完成完整提取鲜姜天然活性成分的工作。本发明方法可以理想地完成鲜姜的提取工作1.同时完整富集萃取挥发油和姜辣素两大类物质并同步实现挥发油和姜辣素的固体化、粉末化、使提取物保持长期稳定。2.提取过程保证活性成分不遭受损失、破坏和比例变化，使提取物保持具有与鲜姜一致的天然活性成分和天然风味。3.提取工艺简单、提取成本低、提取技术和提取方式适用于大规模工业化生产，提取物包装、贮藏、运输、应用方便。4.以该提取物制备的药物制剂具有与鲜姜一致的医疗保健作用并且易被医患双方接受。各种方法性能不同其提取效果也各具特色。目前超临界CO2萃取法被认为是鲜姜提取的最好方法，用该法可得到高质量的鲜姜提取物，但由于CO2的极性与挥发油相似而与姜辣素有所差异，故对挥发油萃取效果良好而对姜辣素萃取能力相对较差(有文献表明超临界CO2萃取姜油中姜辣素含量很少，与我们实测结果相符)。超临界萃取属高压技术(通常在7090kPa以上)，设备投资费用昂贵(如一套500L德国进口设备约需1亿元人民币)，规模越大，投资费用越高，是一项风险投资。一般来说在3～5年内能够收回投资就是一个成功的项目。该法工艺过程技术要求高，设备折旧和维护费用高，若用于鲜姜萃取，必须将鲜姜切片、冷冻干燥、粉碎后方可进行，因此更加增大生产成本，不适合鲜姜规模化工业提取。再如冷榨法，虽可提取高质量挥发油但不能同时提取姜辣素；煎煮法会使挥发油类成分损失殆尽；蒸馏法只能提取挥发油等等。上述情况足以说明用现有方法提取鲜姜活性成分的效果大为逊色。各种提取方法都有一定的局限性和可取之处，不同方法的优劣和繁简程度，提取物的组成、用途、提取成本和提取效果等均有所不同。但就新颖、快捷、方便、经济、同时完整提取鲜姜两大类理化性质不同的成分，同步实现固体化、粉末化并使提取物保持具有与鲜姜一致的天然活性成分和风味、适合鲜姜规模化工业生产的方法，目前国内外尚未见报道。
本发明的另一个技术任务是提供上述方法制备的鲜姜提取物的应用。
本发明的方法包括将鲜姜榨汁，在每千克鲜姜汁中加入固体试剂10～80克，组成以鲜姜汁为液相、以固体试剂为固相的液-固萃取体系，在10～80℃对鲜姜汁进行萃取2～20小时，沉淀，分离沉淀物，干燥，即可获得具有鲜姜天然活性和天然风味的挥发油和姜辣素混合物。
固体试剂是下列之一或其二种的组合(重量比为1～100∶100～1)∶淀粉，糊精，纤维素，聚乙烯吡咯烷酮，微粉硅胶，聚丙烯酸树脂。
所述淀粉是玉米淀粉和/或木薯淀粉。
所述糊精是α-环糊精，和/或β-环糊精，和/或γ-环糊精。
所述纤维素是微晶纤维素，和/或甲基纤维素，和/或乙基纤维素，和/或羧甲基纤维素，和/或苯二甲酸醋酸纤维素。
所述聚丙烯酸树脂是聚丙烯酸树脂II，和/或聚丙烯酸树脂III，和/或聚丙烯酸树脂IV。
所选固相试剂对鲜姜挥发油和姜辣素类的分子具有良好的亲和作用并能产生沉淀的性质。所选固相试剂为药物片剂中常用敷料或食品添加剂。具体出处如下淀粉，《中国药典》2000版780页，赋型剂，糊精，《中国药典》2000版1038页，药用敷料，α-环糊精，由6个葡萄糖分子组成，《中药药剂学》范碧亭主编，上海科学技术出版社，1997版407页，药用敷料，β-环糊精，由7个葡萄糖分子组成，《中药药剂学》1997版407页，药用敷料，γ-环糊精，由8个葡萄糖分子组成，《中药药剂学》1997版407页，药用敷料，微晶纤维素，《中国药典》2000版978页，赋型剂，甲基纤维素，《中国药典》2000版154页，药用敷料，乙基纤维素，《中国药典》2000版4页，药用敷料，羧甲基纤维素，《中药药剂学》1997版407页，药用敷料，苯二甲酸醋酸纤维素，《药剂学》奚念朱、顾学裘主编，人民卫生出版社，1992版316页，药用敷料，聚乙烯吡咯烷酮《中药药剂学》1997版406页，药用敷料，微粉硅胶，《中药药剂学》1997版419页，药用敷料，聚丙烯酸树脂II，《中国药典》2000版993页，药用敷料，聚丙烯酸树脂III，《中国药典》2000版993页，药用敷料，聚丙烯酸树脂IV，《中国药典》2000版994页，药用敷料。
上述方法中干燥是30～100℃烘干滤饼，粉碎，即得到淡黄色粉末状提取物。
本发明制备的鲜姜提取物，用于加工制成鲜姜药物注射剂、片剂、胶囊剂，功能食品，食品添加剂和饮料调味剂。
毒副作用无毒。小鼠静脉注射鲜姜注射液的安全系数为临床用量的625倍以上，无局部刺激性，溶血实验呈阴性。对雄性小鼠腹腔注射3种姜醇的LD50均大于100mg/kg。生姜油的作用强而毒性极弱。
本发明方法最显著的优点在于，以小剂量的固体试剂从大剂量的鲜姜汁中直接同时完整富集萃取鲜姜的两大类活性成分，并同步实现该两类物质固体化、粉末化，而姜汁中的其他成分对提取不产生干扰，提取物保持具有与鲜姜一致的天然活性成分和天然风味。与蒸馏法、渗滤法、浸渍法、煎煮法、冷榨法、超临界CO2萃取法比较，本法提取效果好，提取工序少，提取设备简单，工艺周期短，生产成本低，产品质量好(提取物活性成分完整)，可更好地发挥鲜姜的医疗保健作用。有许多学者在探索鲜姜天然活性成分提取问题，由于各家的研究方法不同，因此提取的效果也各不相同，若要比较提取效果的优劣则需要比较提取物是否具有与鲜姜一致天然活性成分和天然风味，要比较方法的科学性和实用性。本发明方法真正达到了简便、快速、经济、效果极佳的理想状态。
本发明解决了长期以来鲜姜活性成分挥发油和姜辣素两大类物质因理化性质不同无法同时完整提取及其在提取过程中因氧化、水解、热分解或成分损失等原因引起的结构破坏和成分比例的变化、提取物与鲜姜活性成分不一致的核心关键问题，进而同步实现挥发油和姜辣素的固体化、粉末化，不仅极大提高了提取效率、也极大提高了提取物的稳定性，较大幅度掩盖了姜辣素的辛辣味道，有效拓展了鲜姜的应用空间，如可开发制成小体积高含量的多种药物制剂、功能食品等，产品质量稳定可控、服用方便，可更好地发挥鲜姜的医疗保健作用，易被医、患双方接受。本发明可使过去对鲜姜应用方面的许多无法实现的美好愿望变为现实，符合开发应用新鲜中药的发展趋势，有助于推动新鲜中药现代化，促进新鲜中药产品与国际接轨并让世界更好更多更快地接受新鲜中药产品。由于鲜姜资源丰富，用途广泛，具有多种独特而显著的生物活性和医疗保健作用，因此我们认为在中药的现代化进程中，鲜姜必将成为一个真正具有大规模开发利用价值的品种，利用本发明可以将鲜姜开发成巨大的产业。
本发明全部工艺过程均在较低温度下完成、工艺周期短、工序少、所需设备简单，不使用有机溶剂，提取效率高，生产成本低，不产生有害物质，适合于大规模工业化生产。
图2是鲜姜提取物(批号010520,010521,010522)的紫外吸收光谱图，横坐标W是波长，纵坐标A是吸收度。由图2可见，三批提取物的紫外吸收曲线基本一致，表明该法制备的提取物质量稳定。
图3是鲜姜提取物、鲜姜汁和鲜姜的紫外吸收光谱图，横坐标W是波长，纵坐标A是吸收度。其中，实线代表鲜姜提取物，虚线代表鲜姜，点线代表鲜姜汁。样品制备方法鲜姜汁先用有机溶剂萃取，分离，冷风吹干有机溶剂；鲜姜先切成细丝、研磨、冷风迅速吹干水分；与鲜姜提取物同法制样。由图3可见，鲜姜提取物与鲜姜的紫外吸收曲线基本一致，表明二者化学成分基本一致；鲜姜汁由于制样时经过有机溶剂萃取处理，所以与鲜姜提取物及鲜姜的紫外吸收曲线差异稍大。
图4为本发明方法工艺流程。
取鲜姜去除霉变部分及杂质，称取1000g，淋洗，沥干表面水分，榨取姜汁880g，静置，过滤，弃去滤渣，将姜汁置反应容器中，加入固体试剂玉米淀粉和α-环糊精，两者重量比30∶70共35g，在电磁搅拌下进行液-固萃取，控制加热温度40℃，继续搅拌萃取8h，静置12h，弃去大部分上清液，过滤，得滤饼，将滤饼置烘箱中于60℃烘干，称量，粉碎，过80目筛，检验，包装即得产品6.3g。本品为淡黄色粉末，气香特异，味辛辣。
鲜姜提取物收率计算公式鲜姜提取物收率＝提取物总重量-(加入的固体试剂的重量-溶液饱和时固体试剂溶解量)。根据公式计算，实际得鲜姜提取物收率。
质量测试分析取提取物和鲜姜样品各适量，对鲜姜进行预处理并与提取物同法制样，进行测试，结果提取物与鲜姜的薄层层析色谱、紫外吸收光谱基本一致，其味道除辛辣味(因在提取过程中被固体化，辛辣味大部分被遮掩)较轻外，与鲜姜基本一致。
实施例2.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为玉米淀粉和β-环糊精，两者重量比40∶60共36g，控制加热温度50℃，继续搅拌萃取4h，得产品7.2g。
实施例3.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为微粉硅胶和β-环糊精，两者重量比40∶60共36g，控制加热温度55℃，继续搅拌萃取4h，得产品6.6g。
实施例4.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为微精纤维素和β-环糊精，两者重量比20∶80共30g，控制加热温度45℃，继续搅拌萃取5h，得产品6.8g。
实施例5.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为甲基纤维素和β-环糊精，两者重量比20∶80共30g，控制加热温度45℃，继续搅拌萃取5h，得产品6.4g。
实施例6.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为羧甲基纤维素和β-环糊精，两者重量比20∶80共30g，控制加热温度45℃，继续搅拌萃取5h，得产品6.6g。
实施例7.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为苯二甲酸醋酸纤维素和β-环糊精，两者重量比10∶90共30g，控制加热温度45℃，继续搅拌萃取5h，得产品6.5g。
实施例8.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为聚丙烯酸树脂II和β-环糊精，两者重量比40∶60共40g，控制加热温度50℃，继续搅拌萃取5h，得产品7.0g。
实施例9.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为聚乙烯吡咯烷酮和α-环糊精，两者重量比10∶90共25g，控制加热温度42℃，继续搅拌萃取6h，得产品6.6g。
实施例10.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为聚乙烯吡咯烷酮和β-环糊精，两者重量10∶90共25g，控制加热温度42℃，继续搅拌萃取6h，得产品6.9g。
实施例11.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为α-环糊精25g，控制加热温度42℃，继续搅拌萃取6h，得产品6.7g。
实施例12.
如实施例1所述，所不同的是加入的固体试剂为β-环糊精25g，控制加热温度45℃，继续搅拌萃取8h，得产品7.1g。
权利要求
1.一种鲜姜提取物的制备方法，包括将鲜姜榨汁，其特征在于，在每千克鲜姜汁中加入固体试剂10～80克，组成以鲜姜汁为液相、以固体试剂为固相的液-固萃取体系，在10～80℃对鲜姜汁进行萃取2～20小时，沉淀，分离沉淀物，干燥，即可获得具有鲜姜天然活性并保持鲜姜天然风味的鲜姜提取物。
2.如权利要求1所述的鲜姜提取物的制备方法，其特征在于，所述固体试剂是下列之一或其中二者的组合物，组合物重量比例为(1～100)∶(100～1)，淀粉，糊精，纤维素，聚乙烯吡咯烷酮，微粉硅胶，聚丙烯酸树脂。
3.如权利要求1所述的鲜姜提取物的制备方法，其特征在于，所述淀粉是玉米淀粉和/或木薯淀粉。
4.如权利要求1所述的鲜姜提取物的制备方法，其特征在于，所述糊精是α-环糊精，和/或β-环糊精，和/或γ-环糊精。
5.如权利要求1所述的鲜姜提取物的制备方法，其特征在于，所述纤维素是微晶纤维素，和/或甲基纤维素，和/或乙基纤维素，和/或羧甲基纤维素，和/或苯二甲酸醋酸纤维素。
6.如权利要求1所述的鲜姜提取物的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酸树脂是聚丙烯酸树脂II，和/或聚丙烯酸树脂III，和/或聚丙烯酸树脂IV。
7.如权利要求1～6方法制备的鲜姜提取物，用于加工制成鲜姜药物注射剂、片剂、胶囊剂，功能食品，食品添加剂或饮料调味剂。
全文摘要
一种鲜姜提取物的制备方法及应用，属于从天然药用植物中提取有效物质的方法，具体涉及液－固萃取技术制备鲜姜提取物的方法及应用。本发明方法包括将鲜姜榨汁，在每千克鲜姜汁中加入固体试剂10～80克，组成以鲜姜汁为液相、以固体试剂为固相的液－固萃取体系，在10～80℃对鲜姜汁进行萃取2～20小时，沉淀，分离沉淀物，干燥，即可获得具有鲜姜天然活性和天然风味的鲜姜提取物(挥发油和姜辣素混合物)。所用固相试剂是淀粉，糊精，纤维素，聚乙烯吡咯烷酮、微粉硅胶，聚丙烯酸树脂。本发明方法便捷，工艺和设备简单，同时完成鲜姜复杂活性成分的提取。
文档编号B01D11/00GK1397338SQ0213525
公开日2003年2月19日 申请日期2002年7月12日 优先权日2002年7月12日
发明者程秀民, 曹桂莲 申请人:山东大学