10-姜酮醇的制备

背景及概述^[1][2]

研究表明，生(干)姜的主要活性成分为挥发油和10-姜酮醇。10-姜酮醇为生(干)姜中多种具有姜辣味的结构类似的物质的总称，其结构中均含有3-甲氧基-4-羟基苯基官能团，主要包括姜酚类(Gingerols)、姜烯酚类(Shogals)、副姜油酮类(Paradols)、姜酮类(Zingerone)、姜二酮类(Gingerdiones)、姜二醇类(Gingerdiols)，而姜酚为其主要成分。

10-姜酮醇

应用^[3]

现代药理学研究发现，10-姜酮醇是姜的药理作用和呈现预防保健作用的主要活性成分，其主要药理作用有抗血小板聚集、升压强心、降血脂、抗动脉粥样硬化、保护胃粘膜、防溃疡、保肝利胆、镇痛、抗病毒、抗炎、抗惊厥、抗氧化、预防肿瘤、抗过敏、抗辐射、抗运动病等药理作用。因此，有充足的理由预期高含量高品质的10-姜酮醇将具有广阔的应用领域和巨大的市场需求。

研究还表明10-姜酮醇不太稳定，易受热及不利的化学环境的影响。例如，鲜姜干制过程中，姜醇会脱水形成含烯键的姜酚。姜酚的化学性质也不稳定，在酸性条件(PH＜4.5)下，其羟基会脱水形成姜烯酚，在加热(一般80℃以上)或碱性条件，其碳-碳键会断裂形成姜酮和相应的醛。因此，要得到高含量的10-姜酮醇须在低温、中性和化学惰性的环境下进行。

制备^[2]

目前为止，制备高含量10-姜酮醇的方法主要有溶剂提取分离-多次溶剂萃取法、超临界萃取结合柱层析方法等，这些方法在分离纯化过程中均要经过较高温度，或用到大量有机溶剂，或与含重金属多的分离材料相接触，容易导致产品变化或重金属残留量大，而且过程复杂、分离效率低、生产成本高等缺点。为避免10-姜酮醇受热及处于不利化学环境下的变化，首先在用干姜为原料生产含10-姜酮醇的粗品时就应该使全程处于低温，而且采用化学惰性的提取溶媒，因此采用超临界二氧化碳萃取来取得高品质的10-姜酮醇粗品原料是选择。同样，在后续的分离纯化生产高含量的10-姜酮醇的过程中亦应选择低温过程和化学性质稳定的低沸点溶媒。唯如此，才能高效制备出高含量的液体10-姜酮醇。

具体方法一：

1)首先将100g生姜洗净，按重量比1∶2称取生姜和水；

2)将生姜加水磨碎，压榨分出姜渣，得到浓度为50％的姜汁；

3)调节姜汁的pH值至5.5，然后再向姜汁中加入氯化钠溶液，混匀得到混合液，其中，氯化钠溶液体积为姜汁体积重量的20％；氯化钠的质量分数为60％。

4)将混合液缓慢加热，直至混合液沸腾时停止加热，静置沉淀，过滤得到沉淀物，即为10-姜酮醇粗品；

5)向10-姜酮醇粗品中加入食用酒精，萃取3次，合并萃取液、减压蒸馏、回收得到10-姜酮醇1，10-姜酮醇粗品与食用酒精的重量比为1∶20。

6)此发明的好处在于：10-姜酮醇的粗品提取率在10％以上，10-姜酮醇的精品提取率在2％以上，高于其他提取方法；克服了水煮法、柱层析法、有机溶剂萃取法和物理法存在耗能多、不易规模化生产的缺陷，大大降低了成本。

具体方法二：

取一定量的甜菜碱与乙二醇按照1：2的摩尔比例混合后，于80℃，400rpm/min条件下搅拌加热1h，形成均一透明的低共熔试剂；将新鲜的生姜洗净后，将表面的水晾干后，切成厚度低于2mm的切片后，在55℃真空干燥箱中干燥至恒重后，经过中药粉碎机粉碎后过60目筛进一步粉碎成纳米级超微细粉；取8kg生姜纳米级超微细粉与160L60%甜菜碱-乙二醇低共熔试剂-水混合溶剂混合后，在500W超声功率，100W的微波功率以及40℃条件下微波-超声25min后过滤得到清液，残渣再用低共熔试剂-水混合溶剂萃取3次后合并上清液，向上清液中减压浓缩后得到密度为1.18g/mL的10-姜酮醇粗提物；向人参皂苷粗提物加入40%0.35g/mL柠檬酸钠溶液涡旋形成双水相后，将上相取出后减压蒸浓缩后，在上相中加入乙醇将低共熔试剂沉淀回收低共熔试剂，同时将10-姜酮醇溶解在乙醇中，将乙醇相取出后减压蒸馏干燥后得到初步纯化的10-姜酮醇提取物；将初步纯化的10-姜酮醇提取物转移到超临界CO2萃取装置中，在压力26MPa，提取温度为40℃，60%乙醇-水为夹带剂，流体的流量为24L/h条件下对人参皂苷提取物进一步纯化萃取后，除去萃取物中的溶剂后，即得纯度为86%的洗发水用生姜10-姜酮醇。

主要参考资料

[1] 陈伟虹, 沈小芳, 林鸿清, 蔡志宏, 蔡秀蓉, & 阮志鹏. (2014). 姜酮醇延缓小鼠血糖升高作用的观察. 锦州医科大学学报(3), 8-9.

[2] 蒋苏贞, 宓穗卿, & 王宁生. (2006). 姜辣素的化学成分研究概述. 中药新药与临床药理, 017(005), 386-389.

[3] 杨春海, 易扬慧, & 余爱农. (2003). 溶出伏安法测定姜中姜辣素含量的研究. 食品科学.