生姜的化學(xué)、藥理及應(yīng)用

王小飛　吳國泰,2*　牛亭惠,2　武玉鵬　何小飛　任遠,2

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅蘭州730000；2.甘肅省中藥藥理與毒理學(xué)重點實驗室，甘肅蘭州730000）

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生姜的化學(xué)、藥理及應(yīng)用

王小飛1吳國泰1,2*牛亭惠1,2武玉鵬1何小飛1任遠1,2

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅蘭州730000；2.甘肅省中藥藥理與毒理學(xué)重點實驗室，甘肅蘭州730000）

摘要：在本文中，筆者對近年來國內(nèi)外關(guān)于生姜的化學(xué)成分、藥理作用、開發(fā)應(yīng)用及食品加工的研究進行歸納總結(jié)，為生姜的開發(fā)和利用提供參考。

關(guān)鍵詞：生姜；化學(xué)成分；藥理作用；應(yīng)用研究

生姜是姜科姜屬植物姜（Zingier officinale Roscoe.）的新鮮根莖，是經(jīng)典的藥食同源的傳統(tǒng)中藥。我國是姜的生產(chǎn)和出口大國。隨著現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)科技附加值的增加，姜的深加工產(chǎn)品越來越受到人們歡迎。在本文中，筆者對生姜的成分、藥理及開發(fā)應(yīng)用進行綜述，以期為生姜的綜合利用和高端產(chǎn)品開發(fā)提供參考依據(jù)，以便更好地服務(wù)于人類健康和營養(yǎng)衛(wèi)生事業(yè)。

1　生姜的化學(xué)成分、藥理作用的研究

1.1化學(xué)成分研究

生姜的化學(xué)成分復(fù)雜，通過薄層色譜法（TLC）、柱色譜法、高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）、氣相-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）、抗原結(jié)合分段法與質(zhì)譜聯(lián)用法（FAB/GC）等方法對生姜的化學(xué)成分進行研究，發(fā)現(xiàn)其化學(xué)成分有100多種，這些化學(xué)成分一般有揮發(fā)油、姜辣素、二苯基庚烷、黃酮類等幾類。

1.1.1揮發(fā)油

姜的揮發(fā)油是一種與水不相溶的油狀液體，主要是通過水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2流體萃取法和冷榨法等方法提取得到的萜烯類揮發(fā)性化學(xué)成分，已檢出的揮發(fā)油組分主要包括碳氫化合物、醇類、酶類和醛酮類等，其中單萜烯和氧化單萜烯是最具特征性的化合物群類[1-4]。汪曉輝等[5]發(fā)現(xiàn)干姜和生姜揮發(fā)油主要含有α-姜烯。

姜精油是生姜揮發(fā)油的產(chǎn)品實現(xiàn)形式，從姜根莖中用水汽蒸餾的方法提取獲得，幾乎不含高沸點成分，具有濃郁的芳香氣味，主要用于食品及飲料的加香和調(diào)味。如今已發(fā)現(xiàn)姜精油中有100多種組分，其中單萜烯組分被認為對姜的呈香性貢獻最大[6]。氧化倍半萜烯含量較少，但對姜的風(fēng)味特征貢獻較大。由于不同提取方法所得的姜油得率及化學(xué)成分差異較大，因而生產(chǎn)實踐中可根據(jù)不同的應(yīng)用目的，采用不同的姜精油提取方法[7]。

1.1.2姜辣素

姜辣素是姜中的辣味成分，是多種物質(zhì)構(gòu)成的混合物。張杰等[8]從生姜提取物（醇提）中分離得到了7個化合物，主要為姜辣素和副姜油酮等類型。姜酚是生姜中的主要活性成分，主要包括6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、12-姜酚、甲基-6-姜酚等10余種成分；不同成分的分子結(jié)構(gòu)類似，均具有β-羥基酮結(jié)構(gòu)。而6-姜酚含量最高，生物活性也最強，因此普遍常將6-姜酚作為評價生姜品質(zhì)的客觀指標[9]，姜酚的現(xiàn)代藥理研究表明，姜酚具有抗氧化、抑制前列腺素（PGs）生成、抗凝血、抗血小板聚集、抗腫瘤、抗?jié)兒涂寡椎然钚訹10]。

1.1.3二苯基庚烷

二苯基庚烷也是生姜的代表性活性成分群，是多酚類物質(zhì)[11-14]。何文珊等[15]研究發(fā)現(xiàn)生姜的極性分離部位是主要的抗氧化活性組分；楊雷香等[16]從生姜根莖中分離得到了二苯庚烷類化合物并系統(tǒng)研究了其抗氧化活性，研究結(jié)果表明，生姜的二苯基庚烷類化合物在抗氧化方面具有明顯的兩重性，存在特異的抗氧化活性，也具有明顯的細胞毒性作用。

1.1.4黃酮類化合物

黃酮類化合物是植物中大量存在的生物活性化合物，大量實驗研究發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物大多數(shù)具有抑制氧化損傷、抗自由基損傷、抑制病原微生物、延緩衰老等多種藥理活性。生姜含有豐富的黃酮類化合物，比如5-羥基、7-羥基雙氫黃酮[17]，而目前已有較多的黃酮提取方法應(yīng)用于生姜黃酮的提取，如熱水提取法、有機溶劑提取法、堿液提取法、大孔樹脂吸附法、酶提取法、微波輔助提取法等。

1.2藥理作用研究

1.2.1促進消化功能

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)生姜作為食用香料使用時，能明顯增加唾液的分泌量，增強淀粉酶活性；姜黃素能顯著提高小鼠小腸消化酶活性，尤其多糖和低聚糖的裂解酶活性具有明顯的增強作用，從而促進消化功能，另外生姜對胃黏膜的刺激和化學(xué)性損傷均有保護作用[18]。

1.2.2改善血液循環(huán)功能

實驗研究表明，生姜乙醇提取物能顯著改善實驗家兔的血脂質(zhì)量，減少動脈粥樣硬化性改變[19]。生姜醇提取物亦能明顯抑制由二磷酸腺苷誘導(dǎo)的血小板聚集，延緩血液凝固[20]。生姜提取物可以阻止脂蛋白浸入動脈壁，改善血管結(jié)構(gòu)，調(diào)整膽固醇的轉(zhuǎn)化，促進高密度脂蛋白的轉(zhuǎn)運功能，促進膽囊排泄膽固醇的功能，是具有開發(fā)前景的動脈粥樣硬化的抑制劑[21]。

1.2.3緩解前庭刺激癥狀

前庭刺激能引發(fā)暈動病，表現(xiàn)為惡心、嘔吐，全身不適，如暈船暈車等。研究發(fā)現(xiàn)姜粉有很好的預(yù)防暈動病的功能，延緩胃腸道反應(yīng)，改善主觀感覺[22]；姜正林等[23]研究發(fā)現(xiàn)生姜與東莨菪堿具有相似的抗暈動病效果，且作用較強。另外，生姜有止嘔吐的作用，能緩解腫瘤患者化療后的嘔吐癥狀，咀嚼鮮生姜片配合西藥治療嘔吐的效果很好，此法還具有緩解口干、預(yù)防口腔潰瘍的作用，且簡單易行、安全可靠[24]。

1.2.4抗炎抑菌作用

曾高峰等研究得出生姜提取物在高劑量時能降低AD大鼠大腦中NF-κB和1L-1β表達，也就是說，生姜提取物在高劑量時可降低炎癥反應(yīng)。張云玲等對生姜醇提物進行了抑制幽門螺桿菌（Hp）的研究。研究表明，6-姜酚對體外抗（Hp）的作用很強，最小抑菌濃度為1.00 mg/mL，標準品6-姜酚的最小抑菌濃度為0.02mg/mL。機理可能是6-姜酚與Hp生長所需酶發(fā)生了相互作用，抑制了Hp的生長[25,26]。還有防腐抑菌及在食品保藏中的作用，生姜揮發(fā)油的單菇醛類中，紫蘇醛、橙花醛和香味醛具有很強的抗真菌活性[27]；關(guān)洪全等[28]研究表明，10%生姜對空氣中落下的雜菌有一定程度的抗菌作用。

1.2.5抗腫瘤作用與抗氧化活性

張霖等[29]得出結(jié)論：生姜醇提物具有抗腫瘤作用可作為肺腺癌的治療藥物，其機制可能與其抗氧化及清除自由基的作用有關(guān)。對生姜抗氧化作用的科學(xué)研究，則是從20世紀才開始，70年代Hirosue等發(fā)現(xiàn)生姜具有很強的抗氧化作用。王橋等[30]采用4種氧自由基產(chǎn)生體系，研究生姜石油醚提取物對4種不同氧自由基的清除及抑制作用，表明生姜石油醚提取物對4種不同氧自由基有十分顯著的抑制和清除作用，是一種高效的抗氧化劑。生姜具有清除自由基活性，曹兆豐等采用化學(xué)發(fā)光法和熒光光譜技術(shù)研究表明，生姜中的酚羥物質(zhì)對次黃嘌呤和黃嘌呤氧化酶體系產(chǎn)生的氧自由基及對紫外線照射體系產(chǎn)生的羥基自由基均有顯著清除作用。研究發(fā)現(xiàn)其抗氧化作用比生育酚強[31]，從生姜提取物中分離得到的姜辣素類及二苯基庚烷類化合物，其抗氧化活性均比生育酚強[32]。研究表明，生姜酚羥類物質(zhì)對氧自由基和和羥基自由基均有顯著清除作用，生姜石油醚提取物對氧自由基和過氧化氫引起的紅細胞損傷具有明顯的保護作用[33]，說明生姜是一種廣泛的、高效的氧自由基清除劑。

研究表明生姜提取物(生姜油樹脂)對大腸桿菌、啤酒酵母和青霉等表現(xiàn)出較強的抗菌性，且其活性pH范圍較廣[34]。姜揮發(fā)油的單萜醛類中，香味醛、橙花醛和紫蘇醛具有很強的抗真菌活性[27]；生姜對常見污染真菌如青菌、曲菌和枝孢霉均有一定的抗菌活性[31]。

此外，生姜水提物具有增強免疫、健胃與抗胃潰瘍、利膽與保肝、強心的作用[31]。

2　應(yīng)用研究

傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)中含生姜的藥方及中成藥不計其數(shù)，主治風(fēng)寒感冒、喘咳、嘔吐、痰飲等；現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，生姜具止嘔、強心、抗炎等作用，對多系統(tǒng)疾病的預(yù)防和治療，療效顯著，作為抗氧化劑、防腐劑在食品領(lǐng)域大量使用[35]。

2.1抗氧化劑、抗菌劑

生姜具有較強的抗氧化作用，民間常用于肉食品的保鮮，姜油樹脂中的姜辣素，其各組分物質(zhì)分子中均含有創(chuàng)木酚基結(jié)構(gòu)，有很強的抗氧化性。此外姜辣素也常用于魚油、豬油、棕櫚油和大豆油的抗氧化保鮮。

2.2化妝品

姜精油香氣濃郁，略有檸檬味，同時具有鮮花的香氣，香辛而濃厚；又具有一定的生理活性和肌膚營養(yǎng)價值，可作為化妝品香料。其所含香氣組分、香氣類型的歸屬對其在化妝品領(lǐng)域的開發(fā)有很重要的作用[36]。因此，生姜精油產(chǎn)品在化妝品工業(yè)中應(yīng)用前景十分廣闊。

2.3生姜外用

生姜的溫?zé)嵝辽⒌奶攸c是它廣泛外用治療或者輔助治療某些疾病的基礎(chǔ)。在消化系統(tǒng)疾病方面，采用生姜貼敷配合穴位按摩預(yù)防化療后的胃腸道不良反應(yīng)，總有效率達93%以上[37]。生姜熱敷臍結(jié)合腹部按摩對腹部手術(shù)后胃腸功能恢復(fù)具有明顯的促進作用[38]，采用隔姜灸治療脾腎陽虛型潰瘍性結(jié)腸炎，效率達90%以上[39]。另外，采用神闕穴隔鹽隔姜灸法對痔瘡手術(shù)尿潴留和老年女性應(yīng)力性尿失禁、急迫性尿失禁均有較好的療效[40，41]。

生姜對神經(jīng)方面的疾病也有較好的輔助治療作用[42]，將生姜切薄片，貼在內(nèi)關(guān)、神闕穴對暈動病引起的惡心嘔吐具有明顯的治療作用。采用隔姜灸治療坐骨神經(jīng)痛，鮮姜汁配合穴位按摩治療面神經(jīng)麻痹，隔姜灸治療股外側(cè)皮神經(jīng)炎等均顯示了生姜的良好療效[43，44]。

民間常用生姜外用治療風(fēng)濕性疾病，生姜可逐風(fēng)濕痹、發(fā)諸經(jīng)寒氣。隔生姜泥督脈發(fā)泡灸治療強直性脊柱炎，隔姜灸治療活動期類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，療效肯定，能明顯改善患者體征[45,46]。隔姜灸配合按摩治療增生性腰椎炎，隔姜灸療膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎，均能緩解患者痛苦，提高生活質(zhì)量。此外，生姜治療某些皮膚病，如斑禿、凍瘡和帶狀皰疹等，均顯示了明顯的療效[47-49]。

2.4牙膏

生姜提取物含有姜酚、黃酮類、醇類、烯類、多種維生素及多種微量元素等化學(xué)成分，添加0.5%～2%生姜提取物的牙膏具有明顯的消炎、鎮(zhèn)痛、止血等作用，而且香氣純正，不影響牙膏的口感[50]。

2.5生姜食品

2.5.1生姜飲品

以生姜為主要原料，將生姜萃取液，與紅棗、陳皮、蜂蜜等傳統(tǒng)保健食材相配伍，開發(fā)出具有驅(qū)風(fēng)寒、健脾胃、補血益氣等功效的姜味功能飲品[51]。姜本性辛、熱、溫中祛寒，回陽通脈，具有散寒，止嘔提神，促進興奮及健胃解毒的功效。目前研究表明，生姜可降低動物血液中膽固醇的含量，并可起到一定的抗菌作用（尤其是對沙門氏菌的效果十分明顯），對癌細胞具有一定的抑制作用。以紅糖、生姜為主要原料制作紅糖生姜飲料，可集成紅糖、生姜的營養(yǎng)功能，而且飲用方便，有一定的市場需要[52]。

2.5.2生姜果凍

果凍是由果凍膠、甜味劑、香精等調(diào)制而成的休閑食品，深受廣大消費者的喜好和青睞，在果凍中添加姜汁作為特殊配方組分，能提升果凍的獨特風(fēng)味和營養(yǎng)價值，體現(xiàn)生姜的保健功能，使產(chǎn)品消費群體進一步擴大，豐富了果凍品種和市場需求，也為生姜的綜合開發(fā)提供新的突破口和思路[53]。

近年來，隨著人們對生姜營養(yǎng)價值和保健價值的發(fā)掘，對生姜的研究日益深入，并取得了較大進展。生姜具有藥食同源的特征，在國內(nèi)外頗受重視和歡迎，所以生姜產(chǎn)品的開發(fā)會有很大空間，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景，值得深入開發(fā)和利用。

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中圖分類號：R282.7

文獻標志碼：A

文章編號：1008-1038(2016)06-0023-05

收稿日期：2016-02-15

基金項目：隴原青年創(chuàng)新人才扶持計劃項目（甘組電明字[2015]34號），甘肅省中藥現(xiàn)代制藥工程研究院基金項目（YWW-2015048，YWW-2015050）

作者簡介：王小飛（1993—），男，研究方向為中藥保健食品的研發(fā)*

通訊作者：吳國泰，副教授，研究方向為中藥保健食品的研發(fā)

Progresses on Chemistry,Pharmacology and Application of Zingier Officinale

WANGXiao-fei1WUGuo-tai1,2*NIUTing-hui1,2WUYu-peng1HE Xiao-fei1RENyuan1,2
(1.Gansu UniversityofChinese Medicine,Lanzhou 730000,China;2.KeyLaboratoryofPharmacologyand Toxicologyof Traditional Chinese Medicine in Gansu Province,Lanzhou 730000,China)

Abstract:The chemical constituents,pharmacological effects,the development and application were reviewed based on the domestic and foreign research papers in recent years to provide reference for better development and utilization of Zingier officinale.

Key words:Zingier officinale;chemical composition;pharmacological action;application