黑姜姜辣素的提取及小鼠降血糖研究

李躍華，寧月寶

內(nèi)蒙古科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014000

生姜是藥食兩用的草本植物，其莖可以入藥使用，新鮮生姜和干姜可作為烹調(diào)配料或用于制糖姜、姜油、姜酒、醬菜等。生姜的莖、葉、根莖均能提取芳香油，可將其用于食品、飲料和化妝品香料中。生姜是一種非常有利用價(jià)值的經(jīng)濟(jì)作物，除含有姜醇、姜烯、姜辣素等物質(zhì)外，還含有胡蘿卜素、硫胺素、核黃素等多種微量元素，具有調(diào)味、保健強(qiáng)身等功能。因其具有祛除濕氣、驅(qū)趕寒氣、加速血液循環(huán)、溫胃散寒、消除醉酒等多種療養(yǎng)功能，古往今來的醫(yī)學(xué)家們一直將其作為藥食兩用的保健食品[1]。使生姜發(fā)酵成為黑姜以后，它強(qiáng)烈的刺鼻氣味會(huì)降低，其水分以及脂肪含量也會(huì)明顯降低，其微量元素含量卻會(huì)明顯提高，各種保健功能也有所加強(qiáng)。

生姜的主要成分姜辣素對(duì)減少心臟病發(fā)病率和刺激血管有一定作用，可以加快心跳，擴(kuò)張血管，加快血液流動(dòng)，使全身發(fā)熱；還能刺激人舌頭上的味覺神經(jīng)，作用于胃感受器，促使胃黏膜充血，增加腸道的蠕動(dòng)功能，使消化液分泌增加，增進(jìn)食欲，起到健胃和保肝利膽作用；還可以殺菌解毒，消腫止痛，尤其是對(duì)沙門氏菌的殺滅作用最好。此外，它還具有抗腫瘤、抗氧化、降低中風(fēng)率等作用，所以提取黑姜中的姜辣素具有很大的意義[2]。本文具體研究姜辣素的降血糖作用，為進(jìn)一步研發(fā)黑姜的藥食產(chǎn)品奠定良好的基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

生姜：購于包頭市昆都侖區(qū)阿爾丁大街和平村農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.2 試劑

主要試劑有無水乙醇、氯仿、正丁醇，購買自包頭市廣元化工公司；四氧嘧啶，購買自中科瑞泰生物科技有限公司；生理鹽水，購買自石家莊鵬海制藥有限公司。

1.3 主要儀器和設(shè)備

超級(jí)恒溫水浴鍋（型號(hào)為601），購買自金壇市醫(yī)療儀器廠；循環(huán)水式多用真空泵（型號(hào)為SHB-111），購買自鄭州長城科工貿(mào)有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（型號(hào)為LABOROTA400），購買自德國Heidolph 公司，大容量高速離心機(jī)（型號(hào)為L-550）、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（型號(hào)為GZX-GF-101-3-5），購買自上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；紫外可見分光光度計(jì)（型號(hào)為T6 新世紀(jì)），購買自北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；血糖儀（型號(hào)為YZB/湘0043-2012），購買自三諾生物傳感有限公司。

2 方法

2.1 黑姜的制備

黑姜發(fā)酵對(duì)生姜品質(zhì)要求很高，在選擇時(shí)，盡量挑選完整、新鮮、未剝皮、未出現(xiàn)霉腐味的。將挑選好的生姜用水沖洗，再放置到清水中洗刷掉生姜表面的塵土及其他雜物，將清洗后的生姜放入恒溫恒濕箱，溫度69 ℃，濕度68%，發(fā)酵30 d 后，生姜顏色開始變黑，辛辣刺激性的氣味變淡，變成黑姜。

2.2 黑姜姜辣素成分提取

2.2.1 將發(fā)酵好的黑姜放入50 ℃烘箱中干燥2 周后取出。

2.2.2 將干燥的黑姜放到坩堝中，研磨成粉末，并使其通過60 目篩，得到黑色姜粉。

2.2.3 稱量20 g 黑姜姜粉，盛放到濾紙中，包好，放入500 mL 索氏提取器里，加入400 mL 80%乙醇，提取到無色蒸餾液，將溫度調(diào)至80 ℃，約8 h 以后取出萃取物。

2.2.4 將提取液取出后，里面含有不可溶性雜質(zhì)，使用循環(huán)水式多用真空泵抽濾。

2.2.5 提取液中還混有乙醇，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將乙醇除去。

2.2.6 在乙醇除去以后的剩余提取液中加水，使其溶解，再加石油醚，使用玻璃棒攪拌均勻，使用分液漏斗使溶液分層，靜置片刻后將葉綠素等脂溶性物質(zhì)除掉，保留下層溶液，并將其取出。

2.2.7 在取出后的下層溶液中加正丁醇，使用玻璃棒攪拌均勻，使用分液漏斗使液體分層，靜置片刻后將蛋白質(zhì)和糖類物質(zhì)除掉，保留上層溶液，并將其取出。

2.2.8 取出的上層液體中混有正丁醇，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將其除去，把溶液濃縮，在烘干箱中將其烘干，密封貯存?zhèn)溆肹3]。

2.3 黑姜姜辣素的含量測(cè)定

將溶液置于石英比色皿中，在280 nm 波長處測(cè)定吸光度值，測(cè)量樣品吸光度，計(jì)算姜辣素的提取率[4]。

2.4 小鼠實(shí)驗(yàn)

2.4.1 小鼠高血糖模型的建立

2.4.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組

把小鼠隨機(jī)分成兩組，對(duì)照組10 只，實(shí)驗(yàn)組20 只。

2.4.1.2 小鼠稱重

用電子天平稱得30 只小鼠平均體重。

2.4.1.3 腹腔注射

所有小鼠禁食不禁水12 h。在避光條件中，給實(shí)驗(yàn)組小鼠的腹腔注射劑量為20 mg/kg 的四氧嘧啶溶液，一次性注射完成。對(duì)于對(duì)照組的小鼠，給其腹腔注射同等劑量的生理鹽水[5]。

2.1.4.4 測(cè)小鼠血糖值

測(cè)血糖時(shí)，用末端采血針刺破小鼠尾部末端皮膚，順著尾巴擠出少許血液，吸入血糖試紙中，采血結(jié)束后用酒精棉擦拭小鼠尾尖取血處[6]。通過血糖儀檢測(cè)小鼠的血糖濃度，把檢測(cè)出的血糖濃度高于7.0 mmol/L 的小鼠歸為高血糖小鼠，再根據(jù)測(cè)得的血糖濃度把高血糖小鼠按照血糖高低分成兩組，即高血糖值組（平均23.9 mmol/L）、中高血糖值組(12.7 mmol/L)，并稱量小鼠體重[7]。

2.4.2 黑姜姜辣素對(duì)小鼠降血糖的作用研究

將實(shí)驗(yàn)組小鼠分為2 組：高血糖值組和中高血糖值組，用黑姜姜辣素給實(shí)驗(yàn)組小鼠連續(xù)灌胃14 d，給藥量為400 mg/kg，在給小鼠灌胃的第7 天和第14 天禁食12 h 以后，刺破小鼠尾端采血，并且測(cè)量其血糖值。

2.5 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析

使用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)所記錄和收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析[8]。

3 結(jié)果與分析

3.1 黑姜姜辣素的提取率

將溶液置于石英比色皿中，在280 nm 波長處測(cè)定吸光度值，測(cè)量樣品吸光度，計(jì)算姜辣素的提取率，平行實(shí)驗(yàn)三份，提取2 h，測(cè)得提取率分別為1.21%、1.11%、1.08%，最終得出姜辣素平均提取率為1.13%。

3.2 黑姜姜辣素對(duì)高血糖小鼠的降血糖作用

結(jié)果見表1。

表1 黑姜姜辣素對(duì)小鼠血糖的影響

從表1 可知：高血糖值組小鼠的灌胃后血糖值與灌胃前血糖值相比，血糖下降率為68.32%，中高血糖值組小鼠的灌胃后血糖值與灌胃前血糖值相比，血糖下降率為52.44%；就平均血糖濃度而言，高血糖值組、中高血糖值組與對(duì)照組之間均差異極顯著(p ＜0.01)，表明黑姜姜辣素對(duì)高血糖小鼠具有一定的降血糖作用。

4 結(jié)語

通過本實(shí)驗(yàn)，我們研究了黑姜姜辣素對(duì)高血糖小鼠的降血糖作用。對(duì)于由四氧嘧啶誘發(fā)高血糖的小鼠，黑姜姜辣素灌胃可起到良好的降血糖作用。其中，中高血糖值組小鼠的血糖值已恢復(fù)至正常水平，效果較好；高血糖值組小鼠血糖值均有所下降，大部分小鼠空腹血糖值恢復(fù)至中高水平，小部分小鼠空腹血糖值恢復(fù)至正常水平。實(shí)驗(yàn)表明黑姜姜辣素對(duì)高血糖小鼠的血糖有降低作用，且對(duì)健康小鼠的血糖基本無影響，對(duì)小鼠體重的影響較小。我們還發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)小鼠的血糖值越高，血糖的下降率就越高。至于黑姜姜辣素的降血糖機(jī)理，對(duì)受損胰島細(xì)胞功能的改善情況，有待于進(jìn)一步研究。