Etude sur l’huile essentielle de gingembre extraite au Co2

Le gingembre est le rhizome frais de l’herbe vivace Zingiber officinale Roscoe (famille des Zingiberaceae), largement cultivée dans le centre, le sud-est et le sud-ouest de la Chine. Comme l’un de 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' S parfum unique et sa valeur médicinaleEn tant que nourriture et les médicaments jouent un rôle de plus en plus important dans les applications industrielles telles que la nourriture, 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

Huile essentielle de gingembre et oléorésine de gingembreSont actuellement les principaux extraits de saveur étudiés à la maison et à l’étranger, et ils contiennent les principales substances actives dans le gingembre. L’huile essentielle de gingembre est un terme général pour une classe de gingembre qui ne contient presque pas de substances volatiles à haut point d’ébullition. C’est un liquide jaune, transparent et huileux avec une odeur de gingembre forte, caractéristique et aromatique, et c’est la source de base de l’arôme et de la saveur du gingembre. La méthode traditionnelle d’extraction a toujours été basée sur la distillation à la vapeur, qui est facile à utiliser et nécessite peu d’investissement. Cependant, les inconvénients sont de longs temps de distillation et de faibles rendements en huile. Liu Jiangwei et al. [2] ont déterminé que les facteurs qui influent sur le processus d’extraction de l’huile essentielle de gingembre sont le temps de distillation, le temps de trempage de la poudre de gingembre, la température de séchage de la poudre de gingembre et le rapport liquide/matière. L’optimisation orthogonale a été utilisée pour obtenir les conditions optimales du procédé, avec un rendement en huile essentielle de gingembre de 1,6%. D’autres aides techniques peuvent améliorer l’efficacité de l’extraction de l’huile essentielle de gingembre. Liu Hongxia et al. [3] ont optimisé les conditions d’extraction de l’huile essentielle de gingembre par distillation, et le taux d’extraction de l’huile essentielle pourrait atteindre 1,44%. Après cela, la distillation à l’eau assistée par micro-ondes a été utilisée pour extraire l’huile essentielle de gingembre, ce qui a amélioré l’efficacité d’extraction dans une certaine mesure. Avec le même taux d’extraction, le temps d’extraction a été raccourci de près d’une fois.

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 utilisant6-gingerol, une substance active dans l’huile essentielle de gingembre,Comme l’indice pour l’enquête. 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, laTaux d’extraction d’huile essentielle de gingembreLe rendement d’extraction a été considérablement amélioré, ce qui constitue une certaine valeur de référence pour la réduction des coûts de production dans la production industrielle.

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

Le conseil des ministresComposition de l’huile essentielle de gingembreLes résultats obtenus par différentes méthodes d’extraction et d’origines différentes diffèrent également 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] a utilisé la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse (GC-MS) pour comparer et analyser les composants volatils de l’huile essentielle de gingembre de rhubarbe du Shandong extraite par extraction supercritique de CO2 (SFE) et par distillation à la vapeur d’eau (SD). L’extraction supercritique au CO2 de l’huile essentielle de gingembre de rhubarbe a détecté 126 composants volatils; Alors que la distillation à la vapeur d’eau a permis d’extraire l’huile essentielle de gingembre de rhubarbe, 107 composants volatils ont été détectés. Les deux huiles essentielles contiennent les mêmes 80 ingrédients, mais dans des proportions différentes.

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 etTeneur en oléorésine de gingembrePeut 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. Comme la température d’extraction augmente, plus de composants chimiques sontDétecté dans l’oléorésine de gingembre[9].

Sur la base de l’extraction traditionnelle au solvant organique, l’utilisation de l’extraction à l’éthanol assistée par ultrasons peut considérablement améliorer le taux d’extraction de l’oléorésine de gingembre, qui peut atteindre 5,29% [10]. Certaines expériences ont également prétraité la poudre de gingembre avec des enzymes pour rendre les substances physiologiquement actives de l’oléorésine de gingembre plus facilement libérées. La technologie supercritique de CO2 peut également être utilisée pour laExtraction de l’oléorésine de gingembre[11]. Par rapport à la méthode de reflux à l’éthanol, il a été constaté que la technologie supercritique au CO2 est significativement supérieure à l’extraction à l’éthanol, mais il existe certaines différences dans les composants extraits.

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%, leTaux d’extraction de l’oléorésine de gingembrePeut 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.

A l’heure actuelle, laAnalyse de la composition de l’oléorésine de gingembreEst principalement axé 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

La protéase du gingembre est considérée comme un autre membre de la famille des papaïnes, et a une certaine homologie dans la structure et les propriétés avec les protéases végétales telles que la papaïne et la bromélaïne. Les principales méthodes d’extraction de la protéase du gingembre sont la méthode au solvant organique, la méthode au sel combinée à un solvant organique, la méthode au tanin et la méthode d’ultrafiltration. La méthode du tanin n’est pas couramment utilisée parce que le tanin est toxique. La méthode de précipitation est principalement utilisée pour préparer la protéase de gingembre sous forme de poudre d’acétone par précipitation d’acétone, et celle-ci est utilisée comme source enzymatique pour la séparation et la purification ultérées. Le gingembre frais est coupé en morceaux, une solution tampon de phosphate au pH 6,5 est ajoutée, le mélange est homogénéisé, la solution tampon est diluée, du chlorure de sodium est ajouté et agité, le mélange est filtré, le résidu est extrait avec la solution tampon, le filtrat est recueilli, filtré à travers une membrane filtrante microporeuse, puis ultrafiltré [14].

3 polysaccharides de gingembre

Gingembre polysaccharidesSe référer principalement aux fibres alimentaires qui peuvent être extraites du gingembre et des polysaccharides avec certaines fonctions physiologiques.

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

Des études ont montré que les principales méthodes d’extraction pourLes polysaccharides de gingembre sont l’extraction à l’eau chaude, extraction assistée par micro-ondes, extraction assistée par ultrasons et extraction synergique utilisant de multiples techniques d’extraction. Liao Dengwei et al. [16] ont déterminé les conditions optimales du procédé pour l’extraction à l’eau chaude des polysaccharides de gingembre, avec un rendement d’extraction de (11,74 ± 0,23 %).

Wang Yun et al. [17] ont utilisé une enzyme complexe (cellulase, pectinase, papaïne et α-amylase) pourExtrait de polysaccharides de 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 ignorer la 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:

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[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.

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[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.

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[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.

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[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.