Co2 추출한 생강 에센셜 오일에 관한 연구

생강은 중국의 중부, 남동부, 서남부에서 널리 재배되는 다년생 초본 Zingiber officinale Roscoe (과 Zingiberaceae)의 신선한 리좀이다.China&의 하나로서#39;s 전통 조미료인 생강은 독특한 향과 톡 쏘게 맛을 내어 향을 돋우고 비린내를 제거하며 음식의 맛을 풍부하게 하기 위해 요리에 사용된다.생강은 중국 전통 의학 역사에서도 한 자리를 차지하고 있으며, 과거 왕조에서 부인과, 내과, 정형외과 등의 질병을 치료하기 위해 혈액 순환을 활성화하고 정혈을 제거하는 처방에 많이 사용되었다.현대 약리학 연구와 임상 시험은 생강 및 생강의 활성 성분이 중성지방과 콜레스테롤을 낮추고, 체지방의 합성을 줄일 수 있다는 것을 증명했습니다;또한 혈소판 응집 억제, 항응고, 혈전증 예방, 동맥경화증 [1]의 형성과 발생을 방지하기도 한다.Ginger'의 독특한 향기와 식품 및 약재로서의 약효는 식품, 의약, 화장품 등 공업응용에서 갈수록 중요한 역할을 하고있다.

현재 보고생강 추출 물주로 맛물질 (생강 에센셜 오일, 생강 올레오레신), 생강 식이섬유, 생강 다당류, 생강 프로테아제 등이 포함된다.본 글에서는 생강추출물의 최근 연구현황을 주로 소개하여 생강의 종합적 활용과 경제적 부가가치 향상을 위한 이론적 근거를 제시하였다.

1 맛 물질 (Flavor substances)

생강 에센셜 오일 추출 1.1

생강 에센셜 오일과 생강 올레오레신은 현재 국내외에서 연구되고 있는 주요 향미 추출물이며, 생강에 주요 활성 물질을 함유하고 있습니다.생강 에센셜 오일은 끓어오르는 휘발성 물질이 거의 들어 있지 않은 생강 계열의 총칭이다.노랗고 투명한 유성 액체로 강하고 특유의 향이 강한 생강 냄새가 나며 생강의 향과 맛의 기본 원천이다.전통적인 추출 방법은 항상 조작이 쉽고 낮은 투자가 필요한 증기 증류를 기반으로 해 왔습니다.그러나 증류 시간이 길고, 석유 생산량이 낮은 것이 단점이다.Liu Jiangwei 등 2)은 생강 에센셜 오일 추출 공정에 영향을 미치는 인자는 증류 시간, 생강 분말 담그는 시간, 생강 분말 건조 온도, 액비 대 재료 비율이라고 판단하고 직교 최적화를 이용하여 최적의 공정 조건을 얻었으며, 생강 에센셜 오일 수율은 1.6%였다.다른 기술 보조는 생강 에센셜 오일 추출의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.류홍하 등 3명은 증류로 생강 에센셜 오일을 추출하기 위한 조건을 최적화했고, 에센셜 오일 추출률은 1.44%에 이를 수 있었다.그 후 전자파를 이용한 물 증류를 통해 생강 에센셜 오일을 추출해 추출 효율을 어느 정도 향상시켰다.동일한 추출율에서 추출시간은 거의 1배 단축되었다.

추출 기술이 발달하면서 린리징 [4] 등이 초임계 CO2기술을 이용해 양질의 생강 에센셜 오일을 얻었는데 추출율은 1.77%였다.레이홍 등 5명)은 생강 에센셜 오일에 함유된 활성 물질인 6-gingerol을 조사를 위한 지수로 사용하여 반응표면 방법론에 의해 초임계 CO2 추출의 공정 조건을 최적화하였다.최적의 생강 에센셜 오일 추출 조건은 이산화탄소 유량 25 L·h-1, 생강 분말은 80 mesh로 체화, 무수 에탄올 92.46 mL 첨가, 3.21%의 최적 6-gingerol 수율을 얻었다.

추출기술이 발전함에 따라 생강 에센셜 오일의 추출율은 기본적으로 2%로 안정되었지만 추출효율은 크게 향상되어 공업생산에서 생산원가를 절감하는데 일정한 참고가치가 있다.

생강 에센셜 오일의 성분 분석 1.2

다른 추출 방법과 다른 기원으로 얻어진 생강 에센셜 오일의 구성 성분도 어느 정도 다를 것입니다.이는 공업생산에 일정한 지도적의의가 있으며 부동한 생강에센셜오일제품의 구체적효과는 추출방법과 원산지를 고려할 필요가 있다.

페이야핑 [6]은 가스크로마토그래피-질량분석기 (GC-MS)를 이용하여 초임계 CO2 추출 (SFE)과 수증기 증류 (SD)로 추출한 산동 대황 생강 에센셜 오일의 휘발성 성분을 비교, 분석하였다.대황 생강 에센셜 오일의 초임계 CO2 추출 결과 126개의 휘발성 성분이 검출되었다;수증기 증류를 통해 대황 생강 에센셜 오일을 추출한 결과, 107개의 휘발성 성분이 검출됐다.두 에센셜 오일은 동일한 80가지 성분을 함유하고 있지만, 비율은 다릅니다.

가오량장은 식용과 약용으로 모두 사용되는 약재로 휘발성 기름 함량이 높다.주요 재배 지역은 광둥 성 쑤원 (蘇文)이다.재배 면적을 확대하기 위해 기후조건이 비슷한 하이난을 확대 대상으로 선정했다.자홍리 등 7명은 두 성장기의 휘발성 기름의 성분 차이를 연구했다.의 휘발성 기름 Hainan-grown 가 오 량지 앙에는 8.23% α-terpineol,의 콘 텐 츠를하는 동안 β-pinene과 camphene 10% 이상에 도달 할 수 있다.의 α에-terpineol 콘 텐 츠의 휘발성 기름 galangal Xuwen에서 생산 되는 유일한 1.67%, 그리고 β의 콘 텐 츠-pinene 그리고 camphene은 오직 0.13%, 하지만의 콘 텐 츠를 τ-juniperol 높은, 6.83%에 있다.

하이난에서 생산된 갈랑갈의 휘발성 기름의 주성분은 슈웬에서 생산된 갈랑갈과 매우 다르며, 이는 약재로도, 향신료로도 사용할 수 있는 참고자료가 될 수 있다.

생강 올레오레신 추출 1.3

생강 올레오신은 생강 에센셜 오일에는 없는 비휘발성 지방성분을 함유하고 있으며 생강 특유의 맵고 쓴 냄새를 그대로 지니고 있다.주로 유기용매를 사용하여 생강의 리좀에서 추출하여 색갈이 짙은 황색에서 짙은 갈색인 비교적 점성이 있는 액체를 얻는다.서 있으면, 미세하게 침전될 것이다.Zingerone은 그것의 주된 매운 화합물이다.진저롤 (gingerol), 쇼가올 (shogaol), 진저론 (zingerone) 등의 생강 관련 매운 물질의 총칭이다.전통적인 생강올레오레신을 추출하는 방법은 주로 에탄올, 아세톤, 석유에테르 등 유기용제로 추출한다.추출 기술의 발달로 초임계 CO2 추출, 이중수상 추출 등 새로운 기술과 방법이 등장하고 있다.원료와 추출 방법의 기원이 다르기 때문에 생강 올레오레신의 조성과 함량은 크게 달라질 수 있습니다.

저우링궈 (Zhou Lingguo) [8] 등은 2 상 용매 시스템을 이용하여 생강 올레레신의 추출에 관한 실험을 수행하였다.사용 β-cyclodextrin, 또는 β-cyclodextrin 탄산 나트륨과 함께 또는 표에서 소금, 생강 즙과 물과 섞인, 확실 한 단계와 함께 2 상 한 용매 가 시스템이 형성 될 수 있다.생강 oleoresin의 목표 성분인 shogaol은 저상에 분포하고, 추출율은 70% 이상에 도달 할 수 있습니다.

에탄올 추출을 위한 최적의 공정 조건은 추출온도 60 °C, 추출시간 5 h, 질량비 1:10, 입자크기 40 mesh, 진공도-0.07 MPa이다.다른 온도에서 에탄올로 추출한 생강올레오레신의 화학조성은 기본적으로 같다.추출 온도가 높아질수록 생강 올레오레신 [9]에서 더 많은 화학 성분이 검출된다.

전통적인 유기용매추출을 기반으로 초음파보조에탄올추출을 사용하면 5.29%에 달하는 생강올레오레신의 추출률을 대폭 향상시킬수 있다 [10].또 어떤 실험에서는 생강가루를 효소로 전처리하여 생강올레오레신의 생리활성물질이보다 쉽게 방출되도록 하였다.초임계 CO2기술은 진저 올레오레신 [11] 추출에도 사용될 수 있다.에탄올을 이용한 역류법과 비교하여 초임계 CO2기술이 에탄올 추출에 비해 월등히 우수한 것으로 나타났으나 추출된 성분에는 일정한 차이가 있는 것으로 나타났다.

기술 연구 개발과 기술 통합을 통해 생강올레오레신의 추출 및 전환을 위한 핵심 기술들이 성숙되고 통합되어 매우 효율적이고 표준화된 생강올레오레신 추출에 대한 기술 규격을 형성하였다.라이우 생강을 원료로 사용하고 통합 추출 공정을 통해 말린 생강의 수율은 20%, 생강 올레오레신의 추출율은 97% 이상에 달할 수 있으며 용매 잔류물은 검출할 수 없는 수준에 달할 수 있다 [12].

생강 올레레신의 성분 분석 1.4

지문은 복잡한 물질 시스템을 전체적으로 연구하기 위해 현대 분석 기술의 발전과 함께 탄생한 기술이다.이 모델은 다양한 분광, 분광, 크로마토그래피 및 기타 기술을 기반으로 하며 지문 특성 분석과 거시적인 추론 분석의 특성을 가지고 있습니다.

현재 생강 올레오레신의 성분 분석은 주로 질량분석기 분석의 기초를 확립하는데 초점이 맞추어져 있다.생강 올레레신의 조성은 가스크로마토그래피-질량분석기와 결합한 고체상 미추출 (SPME) 기술을 이용하여 분석한다.생강올레오레신의 지문지도를 구축하면 품질평가에보다 간편하고 빠르며 효과적인 방법을 제공할 수 있고 생강올레오레신의 본질적인 품질에 새로운 아이디어를 제공할 수 있으며 생강올레오레신의 품질관리와 원료의 식별에 기초를 제공하고 생강올레오레신의 품질과 응용에 든든한 보장을 제공할 수 있다 [13].

2. 생강 프로 테 아제

생강프로테아제 (Ginger protease)는 생강과의 또 다른 성분으로 간주되며, 생강프로테아제 (papain) 및 브로멜라인 (bromelain)과 같은 식물프로테아제 (protease)와 구조 및 성질에 있어서 일정한 상동성을 가지고 있다.생강 단백질 분해효소를 주로 추출하는 방법은 유기용매법, 유기용매와 결합한 염법, 타닌법, 초여과법 등이 있다.탄닌법 (tannin method)은 탄닌에 독성이 있기 때문에 일반적으로 사용되지 않는다.강수법은 대부분 아세톤 강수에 의한 아세톤 분말로 생강 protease를 준비하는데 사용되며, 이것은 추후 분리 및 정제를 위한 효소원으로 사용된다.신선한 생강을 잘게 썰어 pH 6.5의 인산염 완충용액을 넣고 혼합물을 균질화시킨 후 완충용액을 희석한 후 염화나트륨을 넣고 저은 후 혼합물을 여과하고 잔여물을 완충용액으로 추출한 후 여과액을 모아 미세다공성 필터막을 통해 여과한 후 [14] 초미세 여과한다.

3 생강다당류

생강 다당류주로 생강과 특정 생리기능을 가진 다당류에서 추출할수 있는 식이섬유를 가리킨다.

식이섬유의 추출 3.1

식이섬유는 인체에 꼭 필요한 7대 영양소 중 하나다.이는 장에서 흡수되거나 소화되지 못하고 에너지를 산생하지 못하지만 인간의 영양건강과 밀접한 관계가 있다.식이섬유는 수용성 식이섬유 (SDF)와 불용성 식이섬유 (IDF)의 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.식이섬유를 추출하는 주요 방법으로는 효소법, 알칼리법, 초음파법, 막분리법, 발효법, 전단유화제를 이용한 효소가수분해법 등이 있다.효소방식은 조작이 간편하고 에너지를 절약할 수 있으며 친환경적이다.송론선 (15) 등은 생강으로부터 수용성 식이섬유를 추출하기 위하여 효소법을 사용하였으며, 식물단백질효소에 의한 생강으로부터 수용성 식이섬유를 추출하기 위한 공정조건을 최적화하였다:식물단백질효소의 양은 6%, 효소온도는 55 °C, 효소시간은 5시간이었으며,이 때 수용성 식이섬유의 추출율은 13.24%였다.

생강 다당류 추출 3.2

연구 결과, 생강 다당류의 주요 추출 방법은 온수 추출, 마이크로파 보조 추출, 초음파 보조 추출, 다중 추출 기법을 이용한 시너지 추출 등이 보고되고 있다.Liao Dengwei 등 16)은 생강 다당류의 온수 추출을 위한 최적 공정 조건을 결정하였으며, (11.74±0.23)%의 추출 수율을 보였다.

왕 윤 et al. [17] 사용 복잡 한 효소 (펙 티니 아제 cellulase,, papain와 α-amylase) 생강 다당류을 추출 합니다.의 결정 비율 복잡 한 효소는 1. 5%, 1.0%, 무게 가 2. 5%와 cellulase, pectinase, papain와 α-amylase, 각각 및 다당류 추출 율 22에 도달 할 수 있다.18%다.Wang Ying 등 (18)은 생강 다당류의 마이크로파 보조 추출법을 연구하고 반응표면 방법론을 이용하여 최적 공정 조건을 최적화한 결과, 18.93%의 추출율을 보였다.현재 중국에서는 초음파 보조 생강 다당류 추출에 대한 연구가 상대적으로 더 많다.시아슐린 등은 생강 다당류의 초음파 보조 추출을 연구하기 위해 생강 분말을 원료로 사용하였으며, 직교시험법을 이용하여 최상의 추출공정을 최적화하여 11.32%의 추출율을 보였다.다른 추출 방법은 특정 이점이 있습니다.실험 최적화 방법을 기반으로 한 혁신적인 기술 방법은 생강 다당류의 미래 산업 생산을 위한 토대를 마련할 수 있습니다.

4 결론

Ginger'의 독특한 조미료 효과, 높은 영양 가치, 잠재적인 건강 이득 및 무시할 수 없는 약용 가치를 개발 및 이용 가치가 큰 경제 작물로 만듭니다.본 논문은 생강 추출물에 대한 최근 연구 진행 상황을 요약하여 생강의 종합적인 활용을 위한 참고자료를 제공하고자 한다.

참조

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