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草豆蔻（Alpinia katsumadai Hayata）为姜科山姜属植物，在我国广东、广西、海南、云南等地多有种植。其干燥近成熟种子作为一种药食两用植物，多年来一直被用作香料，用于佐餐及腌制、卤制食品的调味。草豆蔻的主要化学成分有黄酮类、挥发油、二苯庚烷类等，其提取物具有抗氧化、抗炎、抑菌、抗癌、抑制心血管疾病、保护神经系统等多种生物活性。现有关于草豆蔻的文献多数报道为黄酮类和二苯庚烷类的相关生物活性研究，对挥发油的成分分析及生物活性报道较少。本文对草豆蔻挥发油的成分分析、抗氧化活性、包结物及其应用等方面进行研究，为其在食品工业当中应用提供理论基础。
本课题对草豆蔻挥发油的研究包括三个部分：
（1）草豆蔻挥发油的超声-微波辅助提取。通过单因素试验（包括液料比、微波时间和微波功率三个因素）确定提取条件的优化范围，设计响应面法优化并得到超声-微波辅助提取草豆蔻挥发油的最佳工艺条件。结果表明：超声-微波辅助法提取草豆蔻挥发油的最佳条件是：微波功率550W，微波时间7min，液料比8:1(mL/g)，挥发油得率为0.40%。分别从总抗氧化能力、对超氧阴离子自由基清除能力、对羟基自由基清除能力和对DPPH自由基清除能力四个方面，对提取的草豆蔻挥发油的抗氧化活性进行研究，并与人工合成抗氧化剂没食子酸丙酯PG进行比较。实验表明在一定浓度范围内，草豆蔻挥发油有良好的抗氧化活性，清除羟基自由基能力强于PG。
（2）草豆蔻挥发油化学成分及清除游离基成分活性筛选。本文通过气相色谱-质谱/质谱联用技术对草豆蔻挥发油成分进行了定性定量分析。并采用电子鼻结合化学法筛选了草豆蔻挥发油清除DPPH自由基、ABTS自由基和OH自由基的活性成分，进而从化合物的结构上分析讨论了其与抗氧化活性之间的关系，建立了相应的构效关系。结果表明：GC-MS/MS检测出草豆蔻挥发油的主要成分有蛇麻烯（4270.4μg/g）、金合欢醇（2373.2μg/g）、乙酸香叶酯（1694.4μg/g）、α-松油醇（1577.7μg/g）、乙酸癸酯（1344.1μg/g）、反式-橙花叔醇（1233.5μg/g）、正癸醇（939.4μg/g）和异石竹烯（901.9μg/g）等。草豆蔻挥发油清除DPPH自由基、ABTS自由基和OH自由基分别具有最强的清除能力的为香芹酮、香叶醇和α-松油醇，清除率分别达到72.2%、96.6%和79.6%。
（3）草豆蔻挥发油微胶囊及其在油脂抗氧化中的应用。由于挥发油在常温环境中不稳定的特性，本文采用新型材料环糊精钾金属有机骨架对草豆蔻挥发油进行包结，提高草豆蔻挥发油稳定性，探讨了包结作用机制，并将其添加到菜籽油当中，研究其不同处理方法下过氧化值和酸价的变化。结果表明：草豆蔻挥发油与材料的包结比为1∶1，热力学参数表明该反应为吸热的自发反应，温度的升高有利于包结反应的发生。用饱和溶液法对草豆蔻挥发油进行包结，包结率在芯壁比为1∶10时最高，为71.3%。草豆蔻挥发油及其包结物添加到菜籽油当中，于60℃烘箱中保存30d，结果表明：添加包结物的菜籽油的过氧化值比未经过处理的菜籽油低46.6%~69.4%，酸价的增长相比低于45.0%~78.8%；添加挥发油的菜籽油的过氧化值比未经过处理的菜籽油低26.6%~64.3%，酸价的增长相比低于24.7%~55.3%，说明草豆蔻挥发油可有效抑制菜籽油的氧化变质，在一定添加量内，浓度越高抑制程度越高，且包结物显示出更好的抗氧化效果，有效的延长了菜籽油的储存时间。
本课题对草豆蔻挥发油的研究包括三个部分：
（1）草豆蔻挥发油的超声-微波辅助提取。通过单因素试验（包括液料比、微波时间和微波功率三个因素）确定提取条件的优化范围，设计响应面法优化并得到超声-微波辅助提取草豆蔻挥发油的最佳工艺条件。结果表明：超声-微波辅助法提取草豆蔻挥发油的最佳条件是：微波功率550W，微波时间7min，液料比8:1(mL/g)，挥发油得率为0.40%。分别从总抗氧化能力、对超氧阴离子自由基清除能力、对羟基自由基清除能力和对DPPH自由基清除能力四个方面，对提取的草豆蔻挥发油的抗氧化活性进行研究，并与人工合成抗氧化剂没食子酸丙酯PG进行比较。实验表明在一定浓度范围内，草豆蔻挥发油有良好的抗氧化活性，清除羟基自由基能力强于PG。
（2）草豆蔻挥发油化学成分及清除游离基成分活性筛选。本文通过气相色谱-质谱/质谱联用技术对草豆蔻挥发油成分进行了定性定量分析。并采用电子鼻结合化学法筛选了草豆蔻挥发油清除DPPH自由基、ABTS自由基和OH自由基的活性成分，进而从化合物的结构上分析讨论了其与抗氧化活性之间的关系，建立了相应的构效关系。结果表明：GC-MS/MS检测出草豆蔻挥发油的主要成分有蛇麻烯（4270.4μg/g）、金合欢醇（2373.2μg/g）、乙酸香叶酯（1694.4μg/g）、α-松油醇（1577.7μg/g）、乙酸癸酯（1344.1μg/g）、反式-橙花叔醇（1233.5μg/g）、正癸醇（939.4μg/g）和异石竹烯（901.9μg/g）等。草豆蔻挥发油清除DPPH自由基、ABTS自由基和OH自由基分别具有最强的清除能力的为香芹酮、香叶醇和α-松油醇，清除率分别达到72.2%、96.6%和79.6%。
（3）草豆蔻挥发油微胶囊及其在油脂抗氧化中的应用。由于挥发油在常温环境中不稳定的特性，本文采用新型材料环糊精钾金属有机骨架对草豆蔻挥发油进行包结，提高草豆蔻挥发油稳定性，探讨了包结作用机制，并将其添加到菜籽油当中，研究其不同处理方法下过氧化值和酸价的变化。结果表明：草豆蔻挥发油与材料的包结比为1∶1，热力学参数表明该反应为吸热的自发反应，温度的升高有利于包结反应的发生。用饱和溶液法对草豆蔻挥发油进行包结，包结率在芯壁比为1∶10时最高，为71.3%。草豆蔻挥发油及其包结物添加到菜籽油当中，于60℃烘箱中保存30d，结果表明：添加包结物的菜籽油的过氧化值比未经过处理的菜籽油低46.6%~69.4%，酸价的增长相比低于45.0%~78.8%；添加挥发油的菜籽油的过氧化值比未经过处理的菜籽油低26.6%~64.3%，酸价的增长相比低于24.7%~55.3%，说明草豆蔻挥发油可有效抑制菜籽油的氧化变质，在一定添加量内，浓度越高抑制程度越高，且包结物显示出更好的抗氧化效果，有效的延长了菜籽油的储存时间。