Etude sur l’huile essentielle de gingembre extraite au Co2

gingembre is the fresh rhizome of the perennial herb Zingiber officinale Roscoe (family Zingiberaceae), which is widely cultivated in central, southeastern, and southwestern China. As one of China' S condiments traditionnels, le gingembre est utilisé en cuisine pour son arôme unique et sa saveur piquante pour améliorer le parfum, éliminer les odeurs de poisson et enrichir la saveur des aliments. Le gingembre a également sa place dans l’histoire de la médecine traditionnelle chinoise, et a été utilisé dans de nombreuses prescriptions pour activer la circulation sanguine et éliminer la stase sanguine pour traiter les maladies gynécologiques, internes et orthopédiques dans les dynasties passées. Des études pharmacologiques modernes et des essais cliniques ont prouvé que le gingembre et ses ingrédients actifs peuvent réduire les triglycérides et le cholestérol, réduire la synthèse de la graisse corporelle; Ils peuvent également inhiber l’agrégation des plaquettes, anticoaguler, prévenir la thrombose et prévenir la formation et le développement de l’athérosclérose [1]. Ginger&#Le parfum unique et sa valeur médicinale en tant qu’aliment et médicament jouent un rôle de plus en plus important dans les applications industrielles telles que l’alimentation, la médecine et les cosmétiques.

Actuellement rapportéExtraits de gingembreInclure principalement des substances aromatiques (huile essentielle de gingembre, oléorésine de gingembre), fibres alimentaires de gingembre, polysaccharides de gingembre, et la protéase de gingembre. Cet article présente principalement l’état actuel de la recherche sur les extraits de gingembre, fournissant une base théorique pour l’utilisation complète du gingembre et l’amélioration de la valeur ajoutée économique.

1 substances aromatiques

1.1 Extraction de l’huile essentielle de gingembre

Ginger essential oil and ginger oleoresin are currently the main flavor extracts studied at home and abroad, and they contain the main active substances in ginger. Ginger essential oil is a general term for a class of ginger that contains almost no high-boiling volatile substances. It is a yellow, transparent, oily liquid with a strong, characteristic, aromatic ginger smell, and it is the basic source of the aroma and flavor of ginger. The traditional extraction method has always been based on steam distillation, which is easy to operate and requires low investment. However, the disadvantages are long distillation times and low oil yields. Liu Jiangwei et al. [2] determined that the factors affecting the ginger essential oil extraction process are the distillation time, ginger powder soaking time, ginger powder drying temperature, and liquid-to-material ratio, and orthogonal optimization was used to obtain the optimal process conditions, with a ginger essential oil yield of 1.6%. Other technical aids can improve the efficiency of ginger essential oil extraction. Liu Hongxia et al. [3] optimized the conditions for extracting ginger essential oil by distillation, and the essential oil extraction rate could reach 1.44%. After that, microwave-assisted water distillation was used to extract ginger essential oil, which improved the extraction efficiency to a certain extent. Under the same extraction rate, the extraction time was shortened by nearly 1 times.

Avec le développement de la technologie d’extraction, Lin Lijing [4] et d’autres ont utilisé la technologie de CO2 supercritique pour obtenir de l’huile essentielle de gingembre de haute qualité, avec un taux d’extraction de 1,77%. Lei Hong et al. [5] ont optimisé les conditions de procédé d’extraction supercritique du CO2 par la méthode de la surface de réponse, en utilisant le 6-gingerol, une substance active dans l’huile essentielle de gingembre, comme indice pour l’étude. Les conditions optimales d’extraction de l’huile essentielle de gingembre ont été obtenues: un débit de dioxyde de carbone de 25 L·h-1, une poudre de gingembre tamisée à 80 mailles, l’ajout de 92,46 mL d’éthanol anhydre et un rendement optimal de 6 gingerol de 3,21 %.

Avec le développement de la technologie d’extraction, laextraction rate of ginger essential oil has basically stabilized at 2%, but the extraction efficiency has been greatly improved, which is of certain reference value for reducing production costs in industrial production.

1.2 analyse de la composition de l’huile essentielle de gingembre

La composition de l’huile essentielle de gingembre obtenue par différentes méthodes d’extraction et de différentes origines sera également différente dans une certaine mesure. Cela a une certaine importance pour la production industrielle, et les effets spécifiques des différents produits à base d’huile essentielle de gingembre doivent tenir compte de la méthode d’extraction et de l’origine.

Pei Yaping [6] used gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) to compare and analyze the volatile components of Shandong rhubarb ginger essential oil extracted by supercritical CO2 extraction (SFE) and water steam distillation (SD). supercritical CO2 extraction of rhubarb ginger essential oil detected 126 volatile components; while water vapor distillation extracted rhubarb ginger essential oil, 107 volatile components were detected. The two essential oils contain the same 80 ingredients, but in different proportions.

Gao Liang Jiang est une plante médicinale utilisée à la fois pour la nourriture et la médecine, et il a une teneur élevée en huile volatile. Sa principale zone de culture est Xuwen, Guangdong. Afin d’élargir sa superficie de plantation, Hainan, avec des conditions climatiques similaires, a été choisi pour l’expansion. Zhai Hongli et al. [7] ont étudié les différences dans la composition de l’huile volatile de deux bases en croissance. L’huile volatile de Gao Liang Jiang, cultivé par le hainan, contient 8,23 % d’α-terpinéol, tandis que la teneur en β-pinène et camphène peut atteindre plus de 10%. La teneur en α-terpineol dans l’huile volatile de galangal produite à Xuwen n’est que de 1,67%, et la teneur en β-pinène et camphène n’est que de 0,13%, mais la teneur en τ-juniperol est plus élevée, à 6,83%.

Les principaux composants de l’huile volatile du galangal produit par hainan sont très différents de ceux du galangal produit par xuwen, qui peut servir de référence pour son utilisation comme médicament et comme épice.

1.3 Extraction de l’oléorésine de gingembre

L’oléorésine de gingembre contient des composants gras non volatils que l’on ne trouve pas dans l’huile essentielle de gingembre, et elle conserve l’odeur épicée et amère caractéristique du gingembre. Il est principalement extrait du rhizome du gingembre à l’aide d’un solvant organique pour obtenir un liquide relativement visqueux de couleur ambre foncé à brun foncé. Une fois debout, il y aura un précipité granulaire. Zingerone est le principal composé épicé en elle. C’est le terme général pour les substances épicées liées au gingerol de gingerol, shogaol et zingerone. La méthode traditionnelle d’extraction de l’oléorésine de gingembre consiste principalement à extraire avec des solvants organiques tels que l’éthanol, l’acétone et l’éther de pétrole. Avec le développement de la technologie d’extraction, il existe de nouvelles technologies et méthodes telles que l’extraction supercritique du CO2 et l’extraction en phase double-eau. En raison des différentes origines des matières premières et des méthodes d’extraction, la composition et la teneur en oléorrésine de gingembre peuvent varier considérablement.

Zhou Lingguo[8] et d’autres ont mené des expériences sur leExtraction de l’oléorésine de gingembreEn utilisant un système de solvant à deux phases. En utilisant la β-cyclodextrine, ou la β-cyclodextrine en combinaison avec du carbonate de sodium ou du sel de table, mélangé avec du jus de gingembre et de l’eau, un système de solvant à deux phases avec des phases claires peut être formé. Le composant cible dans l’oléorésine de gingembre, shogaol, est distribué dans la phase inférieure, et le taux d’extraction peut atteindre plus de 70%.

Les conditions optimales pour l’extraction de l’éthanol sont: température d’extraction de 60 °C, temps d’extraction de 5 h, rapport massique de 1:10, taille des particules de 40 mailles et degré de vide de -0.07 MPa. La composition chimique de l’oléorésine de gingembre extraite avec de l’éthanol à différentes températures est fondamentalement la même. À mesure que la température d’extraction augmente, plus de composants chimiques sont détectés dans l’oléorésine de gingembre [9].

Based on traditional organic solvent extraction, the use of ultrasonic-assisted ethanol extraction can significantly improve the extraction rate of ginger oleoresin, which can reach 5.29% [10]. Some experiments have also pretreated ginger powder with enzymes to make the physiologically active substances in ginger oleoresin more easily released. Supercritical CO2 technology can also be used for the extraction of ginger oleoresin [11]. Compared with the reflux method with ethanol, it was found that supercritical CO2 technology is significantly superior to ethanol extraction, but there are certain differences in the extracted components.

Grâce à la recherche et au développement technologique et à l’intégration technologique, les technologies de base pour l’extraction et la conversion de l’oléorésine de gingembre ont été mûries et intégrées pour former une spécification technique hautement efficace et standardisée pour l’extraction de l’oléorésine de gingembre. En utilisant le gingembre Laiwu comme matière première et grâce à un processus d’extraction intégré, le rendement du gingembre séché peut atteindre 20%, le taux d’extraction de l’oleorésine de gingembre peut atteindre plus de 97%, et le résidu de solvant peut atteindre un niveau indétectable [12].

1.4 analyse de la composition de l’oléorésine de gingembre

La prise d’empreintes est une technique qui est née avec le développement de la technologie analytique moderne pour étudier des systèmes matériels complexes dans leur ensemble. Ce modèle est basé sur diverses techniques spectroscopiques, spectrométriques, chromatographiques et autres, et présente les caractéristiques d’analyse des empreintes digitales et d’analyse par inférence macroscopique.

Actuellement, l’analyse de la composition de l’oléorésine de gingembre est principalement axée sur l’établissement de la base de l’analyse par spectrométrie de masse. La composition de l’oléorésine de gingembre est analysée à l’aide de la technologie de microextraction en phase solide (SPME) combinée à la chromatographie en phase gazeuse et à la spectrométrie de masse. L’établissement d’une carte des empreintes digitales de l’oléorésine de gingembre peut fournir une méthode plus simple, plus rapide et plus efficace pour l’évaluation de la qualité, fournir de nouvelles idées pour la qualité intrinsèque de l’oléorésine de gingembre, fournir une base pour le contrôle de la qualité et l’identification des matières premières, et fournir une garantie solide pour la qualité et l’application de l’oléorésine de gingembre [13].

2. Gingembre protéase

Ginger protease is considered to be another member of the La papaïne family, and has certain homology in structure and properties with plant proteases such as papain and bromelain. The main methods of extracting ginger protease are the organic solvent method, the salt method combined with an organic solvent, the tannin method, and the ultrafiltration method. The tannin method is not commonly used because the tannin is toxic. The precipitation method is mostly used to prepare ginger protease as an acetone powder by acetone precipitation, and this is used as the enzyme source for further separation and purification. Fresh ginger is cut into pieces, a phosphate buffer solution with a pH of 6.5 is added, the mixture is homogenized, the buffer solution is diluted, sodium chloride is added and stirred, the mixture is filtered, the residue is extracted with the buffer solution, the filtrate is collected, filtered through a microporous filter membrane, and then ultrafiltered [14].

3 polysaccharides de gingembre

Ginger polysaccharides mainly refer to the dietary fiber that can be extracted from ginger and polysaccharides with certain physiological functions.

3.1 Extraction des fibres alimentaires

Les fibres alimentaires sont l’un des sept nutriments essentiels pour le corps humain. Il ne peut être absorbé ou digéré par les intestins et ne produit pas d’énergie, mais il est étroitement lié à la santé nutritionnelle humaine. Les fibres alimentaires peuvent être divisées en deux catégories principales: les fibres alimentaires solubles (FDS) et les fibres alimentaires insolubles (fdi). Les principales méthodes d’extraction des fibres alimentaires sont la séparation enzymatique, alcaline, assistée par ultrasons, par membrane, la fermentation et l’hydrolyse enzymatique assistée par émulsion de cisaillement. La méthode enzymatique est facile à utiliser, économise de l’énergie et est respectueuse de l’environnement. Song Rongzhen [15] et al. ont utilisé la méthode enzymatique pour extraire les fibres alimentaires solubles du gingembre, et ont optimisé les conditions de processus pour l’extraction des fibres alimentaires solubles du gingembre par la protéase végétale: la quantité de protéase végétale était de 6%, la température enzymatique était de 55 °C, et le temps enzymatique était de 5 h. À ce moment, le taux d’extraction des fibres alimentaires solubles était de 13,24%.

3.2 Extraction des polysaccharides au gingembre

Studies have reported that the main extraction methods for ginger polysaccharides are hot water extraction, microwave-assisted extraction, ultrasound-assisted extraction, and synergistic extraction using multiple extraction techniques. Liao Dengwei et al. [16] determined the optimal process conditions for hot water extraction of ginger polysaccharides, with an extraction yield of (11.74±0.23)%.

Wang Yun et al. [17] ont utilisé une enzyme complexe (cellulase, pectinase, papaïne et α-amylase) pour extraire les polysaccharides du gingembre. Le rapport déterminé de l’enzyme complexe était de 1,5%, 1,0%, 2,0% et 2,5% pour la cellulase, la pectinase, la papaïne et l’α-amylase, respectivement, et le taux d’extraction du polysaccharide peut atteindre 22. 18%. Wang Ying et al. [18] ont étudié l’extraction assistée par micro-ondes des polysaccharides de gingembre et ont optimisé les conditions optimales du procédé en utilisant la méthode de la surface de réponse, avec un taux d’extraction de 18,93%. À l’heure actuelle, il y a relativement plus de recherches sur l’extraction assistée par ultrasons des polysaccharides de gingembre en Chine. Xia Shulin et al. [19] ont utilisé la poudre de gingembre comme matière première pour étudier l’extraction assistée par ultrasons des polysaccharides de gingembre, et ont utilisé des méthodes d’essai orthogonales pour optimiser le meilleur processus d’extraction, avec un taux d’extraction de 11,32%. Les différentes méthodes d’extraction présentent certains avantages. Des méthodes techniques innovantes basées sur des méthodes d’optimisation expérimentales peuvent jeter les bases de la future production industrielle de polysaccharides au gingembre.

4 Conclusion

Ginger' S effet aromatisant unique, valeur nutritionnelle élevée, avantages potentiels pour la santé et à ne pas négliger valeur médicinale en font une culture économique avec une grande valeur de développement et d’utilisation. Cet article résume les progrès de la recherche actuelle sur l’extrait de gingembre, en vue de fournir une référence pour l’utilisation globale du gingembre.

Références:

[1] Zhang Chuanwen, Li Yunlun. Analyse de l’effet du gingembre sur la promotion de la circulation sanguine et la résolution de la stase sanguine [J]. Journal of Changchun University of Traditional Chinese Medicine, 2020, 36(1): 58-61.

[2] Liu Jiangwei, Ye Fei. Etude du procédé d’extraction de l’huile essentielle de gingembre par entraînement à la vapeur [J]. Modern Agricultural Research, 2018(4): 15-18.

[3] Liu Hongxia, Ding Rongliang, Tong Jinhao, et al. Optimisation du processus d’extraction de l’huile essentielle de gingembre et analyse comparative des composants [J]. Chinese Condiments, 2021, 46(8): 101-104.

[4] Lin Lijing, Huang Xiaobing, Liu Mengjie et al. Etude de la composition de l’huile essentielle et de l’hydrolat extraits du galangal par extraction supercritique et vapeur d’eau [J]. Journal of Tropical Zoology, 2019, 40(12): 2498-2504.

[5] Lei Hong, Zhou Renjie, Wei Qiaonian, et al. Optimisation du procédé d’extraction d’huile essentielle de gingembre par extraction supercritique de dioxyde de carbone à l’aide de la méthodologie de la surface de réponse [J]. Agricultural Science and Technology (édition anglaise), 2016, 17(9): 2178-2182.

[6] î.-p.-é Yaping. SFE/SD-GC-MS analyse des composants arômes de l’huile essentielle de gingembre Shandong da (huang) [J]. Food Research and Development, 2020, 41(3): 188-195.

[7] Zhai Hongli, Wang Hui, Zeng Yanbo, et al. Analyse GC-MS des composants du pétrole volatil de deux origines différentes de galangal [J]. Journal of Tropical Crops, 2013, 34(12): 2475-2478.

[8] Zhou Lingguo, Xiao Lin, Zhu Yiwei et al. Étude sur l’extraction de l’oléorésine de gingembre à partir du gingembre par extraction en phase biaqueuse [J]. Chinese Condiments, 2011, 36(2): 40-42.

[9] Wang Z B. Study on the extraction method and process parameters of gingembre oil [D]. Jinan: université agricole de Shandong, 2012.

[10] Xia S L, Pan Y L. étude sur l’extraction ultrasonique et les propriétés antioxydantes de l’oléorésine de gingembre [J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2013, 41(3): 235-237.

[11] Wang D B, Zou Z, Chen W C, et al. Etude sur le processus d’extraction et d’inclusion de la β-cyclodextrine de l’oléorésine de gingembre [J]. Chinese Journal of Pharmacy, 2015, 50(23): 2064-2067.

[12] Sun Jing, Zhang Xiuyun, Fang Tao, et al. Recherche intégrée sur un nouveau procédé d’extraction de l’oléorésine de gingembre [J]. Condiments chinois, 2019, 44(4): 172-176.

[13] Liu Na, Hao Xuezhai. Étude sur les composants aromatiques et les empreintes digitales de l’oléorésine de gingembre d’origines différentes [J]. Condiments et aliments non de base de Jiangsu, 2015(4): 4-10.

[14] Fan Jinbo, Hou Yu, Huang Xunwen, et al. Isolation, purification et propriétés enzymatiques de la protéase du gingembre [J]. Food and Fermentation Industry, 2014, 40 (5): 65-69.

[15] Song Rongzhen, Wei Siqing, Sun Jingwen, et al. Détermination des conditions de protéase végétale dans le processus d’extraction enzymatique des fibres alimentaires solubles du gingembre [J]. Condiments chinois, 2017, 42(10): 20-22.

[16] Liao Dengwei, Huang Dechun, Cheng Shujie et autres. Optimisation et analyse de la méthode et du procédé d’extraction des polysaccharides de gingembre [J]. Food and Machinery, 2018, 34(9): 152-156.

[17] Wang Yun, Wei Xuelian, Li Shoupeng, et al. Une technologie combinée d’extraction d’enzymes pour les polysaccharides de gingembre [J]. Food Research and Development, 2017, 38(15): 45-49.

[18] Wang Ying, Zeng Xia, Zhou Tian et al. Méthode de surface de réponse pour optimiser le procédé d’extraction par micro-ondes des polysaccharides de gingembre [J]. Food Research and Development, 2015, 36(13): 58-61.

[19] Xia Shulin, Wu Qingsong. Extraction des polysaccharides de gingembre et son effet anti-fatigue [J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2014, 42(4): 240-242.