Vergleichende Studie \u00fcber f\u00fcnf Methoden zur Gewinnung von \u00e4therischem \u00d6l aus Ingwer
\nZingiber officinale Roscoe ist ein frisches Rhizom der mehrj\u00e4hrigen krautigen Pflanze Ingwer aus der Familie der Ingwergew\u00e4chse, die im tropischen Asien beheimatet ist und in den meisten tropischen L\u00e4ndern Amerikas angebaut wird. Im \"Shennong Bencao Jing\" hei\u00dft es: \"Lebende Wesen sind von guter Qualit\u00e4t. Langfristiger Verzehr kann \u00fcble Ger\u00fcche beseitigen und das Wohlbefinden der G\u00f6tter f\u00f6rdern.\" In der \"Newly Compiled Materia Medica\" hei\u00dft es: \"Gl\u00e4ttet das Gem\u00fct der G\u00f6tter, wehrt Epidemien ab und hilft bei der Erzeugung von Qi, das Wind und b\u00f6se Geister vertreiben kann.\" Alte B\u00fccher berichten, dass der regelm\u00e4\u00dfige Verzehr von Ingwer Wind und b\u00f6se Geister vertreiben, das Gehirn st\u00e4rken und den Geist kl\u00e4ren kann. Das \u00e4therische \u00d6l des Ingwers enth\u00e4lt haupts\u00e4chlich zwei Arten von Verbindungen: Monoterpene und Sesquiterpene. Zu den Verbindungen mit h\u00f6herem Gehalt geh\u00f6ren \u03b1-Geren, \u03b1-Pinen, \u03b2-Carvacen, Camphen, Lauren, Citronellol, usw. Die moderne pharmakologische Forschung hat gezeigt, dass Ingwer pharmakologische Wirkungen hat, wie z. B. entz\u00fcndungshemmend, schmerzlindernd, antioxidativ, antibakteriell, antiemetisch, und auch Herz-Kreislauf- und Immunsystemerkrankungen behandeln kann. Das Forschungsteam hat zuvor mit Hilfe der Netzwerkpharmakologie best\u00e4tigt, dass das \u00e4therische Ingwer\u00f6l bei der Behandlung von Gegenwind einen Wirkmechanismus mit mehreren Komponenten, mehreren Zielen und mehreren Wegen hat, was darauf hindeutet, dass es eine gewisse Schutzwirkung auf das Nervensystem hat.
\nZu den g\u00e4ngigen Extraktionsverfahren f\u00fcr \u00e4therisches Ingwer\u00f6l geh\u00f6ren Wasserdampfdestillation, Ultraschall, Mikrowellen, enzymunterst\u00fctzte Destillation usw. Die \u00fcberkritische CO2-Extraktion wird in der Industrie h\u00e4ufig verwendet. Li et al. nutzten die Wasserdampfdestillation, um \u00e4therische \u00d6le aus Ingwer aus verschiedenen Regionen zu extrahieren, wobei die \u00d6lausbeute zwischen 0,14% und 0,41% lag, und identifizierten 23 bis 39 Verbindungen. Xie et al. extrahierten das \u00e4therische \u00d6l von Ingwer durch Flash-Destillation mit einer Ausbeute von bis zu 0,665%. Chen et al. stellten fest, dass die Extraktionsrate des \u00e4therischen \u00d6ls von Ingwer in den verschiedenen Regionen variiert, wobei der in Sichuan produzierte Ingwer eine h\u00f6here Extraktionsrate und der in Shandong produzierte Ingwer eine niedrigere Extraktionsrate aufweist; die Arten der Bestandteile des \u00e4therischen \u00d6ls von Ingwer in den verschiedenen Regionen sind \u00e4hnlich, wobei der Hauptunterschied in den unterschiedlichen Mengen der einzelnen Bestandteile besteht. Es gibt jedoch nur wenige Berichte \u00fcber die Unterschiede in den Hauptbestandteilen der \u00e4therischen \u00d6le, die durch verschiedene Extraktionsmethoden von Ingwer aus Shaanxi gewonnen werden. In dieser Studie wurden die chemischen Komponenten des \u00e4therischen Ingwer\u00f6ls, das mit f\u00fcnf Extraktionsmethoden gewonnen wurde, mittels GC-MS bestimmt. Die Hauptkomponentenanalyse (PCA) und die Cluster-Heatmap-Analyse wurden verwendet, um die Unterschiede in den chemischen Komponenten und den relativen Peakfl\u00e4chen zu vergleichen. Die Mikrostruktur des medizinischen R\u00fcckstandes wurde visuell verglichen, um einen Anhaltspunkt f\u00fcr die Auswahl von Extraktionsmethoden f\u00fcr \u00e4therisches Ingwer\u00f6l und die weitere Entwicklung und Nutzung von Ingwer in praktischen Anwendungen zu liefern.<\/p>\n
Die Extraktion des \u00e4therischen \u00d6ls von Ingwer wird im chinesischen Arzneibuch (Ausgabe 2020) nach der Methode zur Bestimmung des \u00e4therischen \u00d6ls (Methode der Allgemeinen Vorschrift 2204A) durchgef\u00fchrt. Derzeit wird bei der Laborextraktion von \u00e4therischem Ingwer\u00f6l in der Regel die Wasserdampfdestillationsmethode des aktuellen Arzneibuchs verwendet. Literaturrecherchen haben gezeigt, dass die \u00e4therischen \u00d6lbestandteile von Ingwer, die durch \u00fcberkritische CO2-Extraktion in der Industrie gewonnen werden, komplexer sind als die durch Wasserdampfdestillation gewonnenen, erhebliche Unterschiede in der Zusammensetzung aufweisen und dazu neigen, sich mit anderen nicht fl\u00fcchtigen Bestandteilen wie Phenolen zu vermischen. Daher wurden in dieser Studie haupts\u00e4chlich drei Arten der unterst\u00fctzten Wasserdampfdestillation, n\u00e4mlich enzymatische Hydrolyse, Ultraschall und Mikrowellen, zum Vergleich mit der Wasserdampfdestillation verwendet, und es wurde auch die einfache Pressmethode zum Vergleich mit den oben genannten vier Methoden hinzugef\u00fcgt.
\nDie \u00d6lausbeute des \u00e4therischen Ingwer\u00f6ls, das mit f\u00fcnf Methoden extrahiert wurde, n\u00e4mlich Wasserdampfdestillation, enzymunterst\u00fctzte Wasserdampfdestillation, ultraschallunterst\u00fctzte Wasserdampfdestillation, mikrowellenunterst\u00fctzte Wasserdampfdestillation und Pressen, betrug 0,18%, 0,19%, 0,21%, 0,18% bzw. 0,10%. Bei der ultraschallunterst\u00fctzten Wasserdampfdestillation wurde die h\u00f6chste \u00d6lausbeute erzielt und die meisten chemischen Komponenten identifiziert. Die in dieser Studie mittels GC-MS nachgewiesenen \u00e4therischen \u00d6lkomponenten \u00e4hnelten denen, die von Li et al. und Gunasena et al. nachgewiesen wurden, aber es gab auch Unterschiede, die auf Unterschiede in der Herkunft und den Extraktionsmethoden des Ingwers zur\u00fcckzuf\u00fchren sein k\u00f6nnten.
\nBei der Verwendung traditioneller Methoden wie der Wasserdampfdestillation und der L\u00f6sungsmittelextraktion zur Gewinnung \u00e4therischer \u00d6le aus Heilkr\u00e4utern treten in der Regel Probleme wie ein \u00fcberm\u00e4\u00dfiger Energie- und Zeitverbrauch, R\u00fcckst\u00e4nde organischer L\u00f6sungsmittel und eine geringe Ausbeute an \u00e4therischen \u00d6len auf, die nach und nach durch neue Technologien ersetzt werden. Die enzymunterst\u00fctzte Wasserdampfdestillation ist eine neu entwickelte Methode zur Extraktion \u00e4therischer \u00d6le aus nat\u00fcrlichen Pflanzen. Durch die Anwendung geeigneter Enzyme zur enzymatischen Vorbehandlung von Pflanzen wird die Zellwand vollst\u00e4ndig hydrolysiert, wodurch die Freisetzung von Sekund\u00e4rmetaboliten innerhalb der Zelle gef\u00f6rdert und die Ausbeute an \u00e4therischen \u00d6len erh\u00f6ht wird. Bei der ultraschallunterst\u00fctzten Wasserdampfdestillation werden haupts\u00e4chlich mechanische Effekte, Kavitationseffekte, thermische Effekte und chemische Effekte genutzt, um die rasche Abtrennung der Zielmolek\u00fcle vom Tr\u00e4ger zu f\u00f6rdern, d. h. die Zerst\u00f6rung der pflanzlichen Zellstruktur zu beg\u00fcnstigen und den Ausfluss von Zellinhalten wie \u00e4therischen \u00d6len wirksam zu f\u00f6rdern. Die Mikrowelle ist eine elektromagnetische Welle, die die schnelle Rotation polarer Molek\u00fcle in einem elektrischen Feld durch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen f\u00f6rdern kann, wodurch eine schnelle Erw\u00e4rmung erreicht wird. Durch die Einf\u00fchrung von Mikrowellen wird die Erhitzungsrate des Systems erheblich verbessert, indem die Erhitzungsmethode bei der Destillation \u00e4therischer \u00d6le ge\u00e4ndert wird. Durch den Synergieeffekt von W\u00e4rme- und Stoff\u00fcbertragung wird die Trennungsrate von \u00e4therischen \u00d6len effektiv verbessert. Eine zu hohe Mikrowellenbestrahlungsleistung kann jedoch leicht zum Verlust von fl\u00fcchtigen Bestandteilen und zum thermischen Abbau von Pflanzenmaterial f\u00fchren. Im Vergleich zur Wasserdampfdestillation k\u00f6nnen sich bei den drei Hilfsmethoden der Wasserdampfdestillation aufgrund der thermischen Instabilit\u00e4t der fl\u00fcchtigen Bestandteile Ver\u00e4nderungen ergeben, die durch Mikrowellen-, Ultraschall- und Enzymeffekte beeinflusst werden k\u00f6nnen, was zu Unterschieden bei den Bestandteilen und den relativen Peakfl\u00e4chen f\u00fchrt.
\nIn dieser Studie wurde die Extraktionsmethode des \u00e4therischen Ingwer\u00f6ls aus der Referenzliteratur f\u00fcr die Saftextraktion und die weitere Verarbeitung zur Gewinnung fettl\u00f6slicher Bestandteile verwendet. Bei der Verwendung von GCMS zur Bestimmung der \u00e4therischen \u00d6le (lipophile Komponenten), die durch verschiedene Extraktionsmethoden gewonnen wurden, wurde der Schwellenwert einheitlich auf 20 eingestellt, und drei Verbindungen wurden durch die Pressmethode identifiziert. Es wird vermutet, dass die Extraktion des \u00e4therischen Ingwer\u00f6ls durch die Pressmethode im Vergleich zu anderen Methoden nicht unvollst\u00e4ndig ist. Allerdings waren die relativen Peakfl\u00e4chen von \u03b1-Gingeren und \u03b2-Sesquiterpenen deutlich h\u00f6her als bei den anderen vier Methoden, und es konnte relativ viel 6-Gingerol gewonnen werden. Daraus ist ersichtlich, dass die Pressmethode \u03b1-Gingenere, \u03b2-Sesquiterpene und 6-Gingerol aus frischem Ingwer leicht und schnell extrahieren kann, bei geringem Energieverbrauch und minimaler Umweltbelastung. 6-Gingerol ist eine alkylphenolische Verbindung, die durch Dehydratisierung von 6-Gingerol gebildet wird und zum Gingerol geh\u00f6rt. Die Molekularstruktur von Gingerol enth\u00e4lt eine funktionelle 3-Methoxy-4-hydroxyphenyl-Gruppe. Je nach den verschiedenen Kohlenwasserstoffketten, die durch diese funktionelle Gruppe verbunden sind, kann Gingerol in verschiedene Typen unterteilt werden, wie Gingerol, Gingerol, Gingerol-Diketon, Gingerol-Diol usw. Die Konzentration von Gingerol ist geringer als die von Gingerol, aber es hat eine h\u00f6here biologische Aktivit\u00e4t.
\nBei der mikroskopischen Betrachtung von Ingwerr\u00fcckst\u00e4nden, die mit verschiedenen Extraktionsmethoden gewonnen wurden, ist es schwierig, durch manuelles Schneiden eine einheitliche Probendicke zu gew\u00e4hrleisten, und die Probe enth\u00e4lt eine gro\u00dfe Anzahl von Blasen. Daher ist die mikroskopische Beobachtung nur eine einfache und intuitive Methode, um die Auswirkungen der verschiedenen Methoden auf die Extraktion des \u00e4therischen \u00d6ls zu \u00fcberpr\u00fcfen. Verglichen mit der \u00d6lausbeute hat Ingwer starke faserige Eigenschaften, und Ultraschall und enzymatische Hydrolyse beg\u00fcnstigen das Aufbrechen der \u00d6lzellen und das Ausflie\u00dfen des \u00e4therischen \u00d6ls w\u00e4hrend der Wasserdampfdestillation, wodurch die Extraktionseffizienz verbessert wird. Obwohl die Mikrowelle einen gewissen Einfluss auf die Struktur der Ingwerzellen hat, kann sie zum Verlust von fl\u00fcchtigen Bestandteilen und zur thermischen Zersetzung der frischen Pflanzen f\u00fchren.<\/p>\n
Diese Studie verglich die chemische Zusammensetzung, die relative Peakfl\u00e4che und die Mikrostruktur des \u00e4therischen Ingwer\u00f6ls, das mit verschiedenen Extraktionsmethoden gewonnen wurde, und analysierte die charakteristischen Komponenten des \u00e4therischen Ingwer\u00f6ls, das mit verschiedenen Methoden gewonnen wurde, um einen Anhaltspunkt f\u00fcr die Auswahl von Extraktionsmethoden f\u00fcr \u00e4therisches Ingwer\u00f6l und die weitere Entwicklung und Nutzung von rohem Ingwer in der Praxis zu liefern.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Comparative Study on Five Methods for Extracting Volatile Oil from Ginger Zingiber officinale Roscoe is a fresh rhizome of the perennial herbaceous plant ginger in the ginger family, native to tropical Asia and widely cultivated in most tropical countries of the Americas. The “Shennong Bencao Jing” states, “Living beings are of good quality. Long term […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n