沙姜和生姜抗氧化能力及營(yíng)養(yǎng)成分比較研究

摘要：沙姜和生姜具有藥食兩用特性，為進(jìn)一步提高沙姜、生姜的綜合利用價(jià)值，開(kāi)發(fā)深加工產(chǎn)品，文章以沙姜和生姜為主要研究對(duì)象，對(duì)比兩種姜科植物塊狀根莖的抗氧化能力（DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力）、營(yíng)養(yǎng)成分（蛋白質(zhì)、脂肪、總多糖、可溶性固形物、水分的含量）及活性成分（總多酚和總黃酮的含量）。結(jié)果表明，兩種姜科植物的塊狀根莖均含有極高的水分，其水分含量均超過(guò)90%；在蛋白質(zhì)、脂肪、總多糖和可溶性固形物的含量方面，沙姜的含量均高于生姜，其中沙姜的脂肪含量為（26.41±2.11） g/100 g，總多糖含量為（9.28±1.42） μg/mL，均顯著高于生姜；在抗氧化能力方面，沙姜的DPPH自由基清除率為（56.94±6.32）%，ABTS自由基清除率為（85.14±10.27）%，均優(yōu)于生姜的抗氧化能力；在活性物質(zhì)含量方面，沙姜塊狀根莖的總多酚含量為（12.88±2.64） mg/g，總黃酮含量為（20.46±0.24） mg/g，顯著高于生姜活性物質(zhì)含量?？傮w來(lái)看，沙姜塊狀根莖內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富、抗氧化能力強(qiáng)、活性物質(zhì)含量高，更適宜進(jìn)行深加工產(chǎn)品、各種復(fù)合調(diào)味品的開(kāi)發(fā)利用。

關(guān)鍵詞：沙姜；生姜；抗氧化；營(yíng)養(yǎng)

中圖分類號(hào)：TS201.2""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""""文章編號(hào)：1000-9973（2025）02-0205-04

Comparative Study on Antioxidant Capacity and Nutritional Components of

Kaempferia galanga and Zingiber officinale

XING Hai-jun

（Department of Physical Education， Xinzhou Normal University， Xinzhou 034000， China）

Abstract： Kaempferia galanga and Zingiber officinale have medicinal and edible properties. In order to further improve the comprehensive utilization value of Kaempferia galanga and Zingiber officinale， and develop deep-processing products， in this paper， with Kaempferia galanga and Zingiber officinale as the main research objects， the antioxidant capacity （DPPH radical scavenging capucity， ABTS radical scavenging capacity）， nutrients （the content of protein， fat， total polysaccharides， soluble solids and moisture） and active components （the content of total polyphenols and total flavonoids） of the block-shaped rhizomes of two types of Zingiberaceae plants are compared. The results indicate that the block-shaped rhizomes of two types of Zingiberaceae plants contain extremely high moisture， with moisture content exceeding 90%. In terms of the content of protein， fat， total polysaccharides and soluble solids， the content of them in Kaempferia galanga is higher than that of Zingiber officinale. Among them， the fat content of Kaempferia galanga is （26.41±2.11） g/100 g， and the content of total polysaccharides "is （9.28±1.42） μg/mL， which are significantly higher than those of Zingiber officinale. In terms of antioxidant capacity， the DPPH radical scavenging rate of Kaempferia galanga is （56.94±6.32）%， and the ABTS radical scavenging rate is （85.14±10.27）%， which are both better than the antioxidant capacity of Zingiber officinale. In terms of the content of active substances， the content of total polyphenols of the block-shaped rhizome of Kaempferia galanga is （12.88±2.64） mg/g， and the content of total

flavonoids is （20.46±0.24） mg/g， which are significantly higher than those of Zingiber officinale. Overall， the block-shaped rhizome of Kaempferia galanga has rich nutrient content， strong antioxidant capacity and high active substance content， making it more suitable for the development and utilization of deep-processing products and various compound seasonings.

Key words： Kaempferia galanga; Zingiber officinale; antioxidation; nutrition

生姜（Zingiber officinale Roscoe）是一種多年生草本植物，屬于姜目、姜科、姜屬。它的根莖新鮮時(shí)具有獨(dú)特的辛辣味道，使得生姜成為日常生活中不可或缺的天然調(diào)味品^[1]。不僅如此，生姜還在許多傳統(tǒng)食品和輕工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)制作過(guò)程中扮演著重要的原材料角色。生姜含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，如維生素C、鉀和鐵等礦物質(zhì)，這些成分不僅有助于增強(qiáng)人體的免疫力，而且能促進(jìn)新陳代謝，有益于心血管健康。此外，生姜中還含有大量的姜辣素和生姜油等揮發(fā)性成分，這些成分具有強(qiáng)大的抗氧化和抗炎作用，對(duì)人體健康具有多種益處^[2]。

沙姜（Kaempferia galanga L.）是一種多年生草本植物，屬于姜科，具有塊狀根莖和細(xì)長(zhǎng)葉片。其原產(chǎn)于亞洲熱帶地區(qū)，廣泛分布于中國(guó)南方、東南亞和印度等地。沙姜的營(yíng)養(yǎng)豐富，含有多種維生素和礦物質(zhì)，特別是維生素C和鉀含量較高^[3]，有助于增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)新陳代謝、降血壓等。此外，沙姜還具有獨(dú)特的香味和口感，在多個(gè)國(guó)家主要作為調(diào)味品用于烹飪中^[4]，且獨(dú)特氣味主要由多種揮發(fā)性成分產(chǎn)生，這些揮發(fā)性成分不僅帶給沙姜豐富的口感，而且具有抗氧化和消炎作用，因此沙姜也可作為一些藥物的主要配伍成分^[5]。

目前我國(guó)在沙姜和生姜的開(kāi)發(fā)利用上還處于初級(jí)階段，僅以直接食用、烹飪菜肴、制作初加工產(chǎn)品、調(diào)味品等為主^[6]，相比于發(fā)達(dá)國(guó)家將生姜和沙姜進(jìn)行有效成分提取后進(jìn)行深加工制成各種產(chǎn)品食用^[7-8]還有很大差距。因此，本研究通過(guò)對(duì)生姜和沙姜的抗氧化能力及營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行比較分析，以期為兩種食品原材料的開(kāi)發(fā)和利用提供理論基礎(chǔ)。

1"材料與方法

1.1"材料與試劑

沙姜、生姜：均購(gòu)自山西省忻州市生鮮市場(chǎng);Na₂HPO₄、NaH₂PO₄、KH₂PO₄、NaCl、HCl、KI：山西省同杰化學(xué)試劑有限公司;無(wú)水乙醇、MgCl₂、NaHCO₃、K₂S₂O₈：天津維智精細(xì)化工有限公司;ABTS、兒茶素、沒(méi)食子酸：德國(guó)Boehringer Ingelheim公司。

1.2"儀器與設(shè)備

6320型手提式粉碎機(jī)、TH-402A型超聲波清洗機(jī)"浙江津弘儀器設(shè)備有限公司;BV-500型紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)、BTC-A1型凱氏定氮儀、KSN3型離心機(jī)、GB-200型手持折射儀"上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司;101-3G型電熱鼓風(fēng)干燥箱"美國(guó)Perkin Elmer公司。

1.3"實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1"營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

1.3.1.1"水分含量

水分含量的測(cè)定：參考GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中第一法直接干燥法并稍作修改。準(zhǔn)確稱取沙姜和生姜樣品各10.0 g，然后將其切成0.5 cm×0.5 cm×0.1 cm的方塊，均勻平鋪于托盤(pán)中，置于105 ℃烘箱中，每6 h取出稱量，兩次稱量結(jié)果相差不超過(guò)2 mg即為烘至恒重，兩種樣品各重復(fù)3次，水分含量計(jì)算公式如下：

水分含量（%）=W_稱量前－W_稱量后W_稱量前×100%。（1）

1.3.1.2"蛋白質(zhì)含量

蛋白質(zhì)含量的測(cè)定：參照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中第一法凱氏定氮法并稍作修改。準(zhǔn)確稱取沙姜和生姜樣品各2.0 g，置于250 mL定氮瓶中，加入0.3 g CuSO₄、5 g K₂SO₄、15 mL H₂SO₄，混合均勻后置于消化爐內(nèi)消化，至消化管中液體為綠色透明后，冷卻至室溫，放入凱氏定氮儀中進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

1.3.1.3"脂肪含量

脂肪含量的測(cè)定：參照GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》中第二法酸水解法并稍作修改。準(zhǔn)確稱取沙姜和生姜樣品各3.5 g（m₂），加入10 mL蒸餾水、10 mL HCl后，于75 ℃水浴環(huán)境下消化1 h。消化產(chǎn)物進(jìn)行3次抽提，至磨砂玻璃棒無(wú)油跡后，稱量消化產(chǎn)物質(zhì)量（m₁）、接收瓶質(zhì)量（m₀），脂肪含量計(jì)算公式如下：

脂肪含量（g/100 g）=m₁－m₀m₂×100。（2）

1.3.1.4"總多糖含量

總多糖含量的測(cè)定參考陸春芳^[9]的方法并略作修改。準(zhǔn)確稱取0.1 g葡萄糖樣品溶于100 mL蒸餾水中制成標(biāo)準(zhǔn)溶液，在528 nm處測(cè)定吸光度值，以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)、吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：y=36.724x－0.038 1（R²=0.999 1，P=0.002 7）。準(zhǔn)確稱取沙姜和生姜樣品各0.1 g于圓底燒瓶中，持續(xù)煮沸狀態(tài)進(jìn)行抽濾，取抽濾液0.3 mL加入3 mL無(wú)水乙醇避光反應(yīng)1 h后，取上清液在528 nm處測(cè)定吸光度值，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算總多糖含量。

1.3.1.5"可溶性固形物含量

可溶性固形物含量的測(cè)定參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測(cè)定 折射儀法》并稍作修改。準(zhǔn)確稱取生姜和沙姜樣品各100 g，采用粉碎機(jī)粉碎后用紗布過(guò)濾出勻漿，利用GB-200型手持折射儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2"抗氧化能力測(cè)定

分別準(zhǔn)確稱取10.0 g生姜和沙姜樣品，用粉碎機(jī)粉碎后全部轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中，加無(wú)菌水定容至50 mL，以5 000 r/min離心15 min，取上清液備用。

1.3.2.1"DPPH自由基清除能力測(cè)定

參考吳佳紅等^[10]的方法并略作修改。準(zhǔn)確稱取0.044 0 g DPPH溶于1 L無(wú)水乙醇中，避光保存。取沙姜和生姜的樣品提取液各3 mL于試管中，加入3 mL DPPH無(wú)水乙醇溶液，記為樣品（A₁），將3 mL樣品液與3 mL無(wú)水乙醇溶液混合，記為空白樣品（A₀），將3 mL無(wú)水乙醇溶液與3 mL DPPH無(wú)水乙醇溶液混合，記為對(duì)照（A_CK）。將所有樣品避光反應(yīng)30 min后，于521 nm處測(cè)定吸光度值，以維生素C為陽(yáng)性對(duì)照，DPPH自由基清除率計(jì)算公式如下：

DPPH自由基清除率（%）=（1－A₁－A₀A_CK）×100%。（3）

1.3.2.2"ABTS自由基清除能力測(cè)定

準(zhǔn)確稱取0.148 5 g K₂S₂O₈定容至500 mL，配制6.5 mmol/L ABTS溶液，等體積混合定容至500 mL，即為標(biāo)準(zhǔn)ABTS工作液，在725 nm處測(cè)定吸光度值（A_{標(biāo)準(zhǔn)}）。取生姜和沙姜樣品提取液各0.5 mL，與4.5 mL ABTS工作液混合后，避光反應(yīng)2 h，測(cè)定725 nm處的吸光度值（A₁）。以維生素C為陽(yáng)性對(duì)照，ABTS自由基清除率計(jì)算公式如下：

ABTS自由基清除率（%）=A_{標(biāo)準(zhǔn)}－A₁A_{標(biāo)準(zhǔn)}×100%。（4）

1.3.3"活性成分含量測(cè)定

1.3.3.1"總多酚含量

參考田媛^[11]的方法并略作修改。以0.15 mg/mL 沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，在742 nm處測(cè)定吸光度值，以沒(méi)食子酸濃度為橫坐標(biāo)、吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：y=5.624 7X+0.002 6（R²=0.999 5，P=0.004 6）。取樣品提取液0.5 mL加入0.3 mL福林酚溶液和1.7 mL NaHCO₃溶液，混合反應(yīng)1 h后測(cè)定742 nm處的吸光度值，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算總多酚含量。

1.3.3.2"總黃酮含量

參考Van Hung等^[12]的方法并略作修改。利用無(wú)水乙醇溶解蘆丁，制成0.2 mg/mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。取0～3 mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液，用無(wú)水乙醇定容至3 mL，加入1% NaNO₂溶液0.2 mL、15% Al（NO₃）₃溶液0.2 mL，避光反應(yīng)30 min。在525 nm處測(cè)定吸光度值，以蘆丁溶液濃度為橫坐標(biāo)、吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：y=1.389 2X+0.001 2（R²=0.999 2，P=0.003 7）。再以同樣的方式取樣品提取液進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)定525 nm處的吸光度值，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程進(jìn)行計(jì)算。

1.4"數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2012對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，采用SPSS 12.0進(jìn)行方差分析、Duncan多重比較及主成分分析。

2"結(jié)果與分析

2.1"沙姜和生姜營(yíng)養(yǎng)成分比較分析

沙姜和生姜的水分含量、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、總多糖含量和可溶性固形物含量見(jiàn)表1和圖1。

由表1和圖1可知，兩種姜科植物的塊狀根莖均含有極高水分，其水分含量均超過(guò)90%；在蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、總多糖含量和可溶性固形物含量方面，沙姜的含量均高于生姜，其中沙姜的脂肪含量達(dá)到（26.41±2.11） g/100 g，總多糖含量達(dá)到（9.28±1.42） μg/mL，均顯著高于生姜，這與孫璐^[13]對(duì)8種不同品種的姜科植物塊狀根莖基本成分的分析結(jié)果相似，各營(yíng)養(yǎng)成分差異較大可能與產(chǎn)地、種植過(guò)程中的水熱條件和品種有關(guān)。

2.2"沙姜和生姜抗氧化能力比較分析

DPPH自由基清除率是反映樣品抗氧化能力的一種有效方法。DPPH是氮原子上不成對(duì)的電子，其存在使溶液呈現(xiàn)橘紅色。在環(huán)境中有自由基清除能力的物質(zhì)存在時(shí)可與其進(jìn)行結(jié)合，溶液顏色變淡，呈淡黃色，在521 nm處吸光度值減弱^[14]。沙姜和生姜的DPPH自由基清除率和ABTS自由基清除率見(jiàn)表2和圖2。

由表2和圖2可知，兩種姜科植物的塊狀根莖DPPH自由基清除率表現(xiàn)均較好，可達(dá)到維生素C濃度為0.095 mg/mL的水平。其中，沙姜的DPPH自由基清除率達(dá)到（56.94±6.32）%，高于生姜的DPPH自由基清除率，但未達(dá)到顯著水平。ABTS自由基在過(guò)硫酸鉀溶液中呈現(xiàn)藍(lán)綠色，當(dāng)加入具有自由基清除能力的物質(zhì)后藍(lán)綠色減弱甚至完全褪去，因此在725 nm處吸光度值降低，以此評(píng)估加入的物質(zhì)自由基清除能力從而判斷其抗氧化能力^[15]。生姜的ABTS自由基清除率為（73.88±9.25）%，沙姜的ABTS自由基清除率為（85.14±10.27）%，顯著高于生姜，兩者的ABTS自由基清除能力均超過(guò)濃度為0.12 mg/mL的維生素C，表現(xiàn)出較好的抗氧化能力。以DPPH自由基清除率和ABTS自由基清除率評(píng)估沙姜和生姜的抗氧化能力，沙姜的塊狀根莖抗氧化能力略優(yōu)于生姜。

2.3"沙姜和生姜活性成分含量比較分析

多酚類、黃酮類物質(zhì)是姜科植物中的主要活性成分，已有大量報(bào)道證明黃酮具有一定的抗氧化活性，也是姜科植物抗氧化能力的重要貢獻(xiàn)者^[16]，在抗炎、抗氧化、保肝、抗腫瘤方面均具有良好的活性^[17-20]。沙姜和生姜的總多酚含量和總黃酮含量見(jiàn)表3和圖3。

由表3和圖3可知，沙姜塊狀根莖中的總多酚含量和總黃酮含量均顯著高于生姜，沙姜中總多酚含量為（12.88±2.64） mg/g，總黃酮含量為（20.46±0.24） mg/g。由于這兩類活性物質(zhì)均具有抗氧化能力，因此總多酚含量和總黃酮含量更高的沙姜表現(xiàn)出更好的抗氧化能力。對(duì)比發(fā)現(xiàn)本文所獲得總多酚含量和總黃酮含量較低^[21]，主要是由于多酚類、黃酮類物質(zhì)為有機(jī)化合物，水提所獲得率較超聲提取和溶劑提取低。

3"結(jié)論

本文以沙姜和生姜的塊狀根莖為研究對(duì)象，比較其營(yíng)養(yǎng)成分含量（水分、蛋白質(zhì)、脂肪、總多糖、可溶性固形物的含量）、抗氧化能力（DPPH自由基清除率和ABTS自由基清除率）、活性物質(zhì)含量（總多酚和總黃酮的含量），為進(jìn)一步提高沙姜、生姜的綜合利用價(jià)值、開(kāi)發(fā)深加工產(chǎn)品提供了理論依據(jù)。

通過(guò)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，兩種姜科植物的塊狀根莖均含有極高的水分，其水分含量均超過(guò)90%；在蛋白質(zhì)、脂肪、總多糖和可溶性固形物的含量方面，沙姜的含量均高于生姜，其中沙姜的脂肪含量為（26.41±2.11） g/100 g，總多糖含量為（9.28±1.42） μg/mL，均顯著高于生姜；在抗氧化能力方面，沙姜的DPPH自由基清除率為（56.94±6.32）%，ABTS自由基清除率為（85.14±10.27）%，均優(yōu)于生姜的抗氧化能力；在活性物質(zhì)含量方面，沙姜塊狀根莖的總多酚含量為（12.88±2.64） mg/g，總黃酮含量為（20.46±0.24） mg/g，顯著高于生姜活性物質(zhì)含量。總體來(lái)看，沙姜塊狀根莖中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富、抗氧化能力強(qiáng)、活性物質(zhì)含量高，更適宜進(jìn)行深加工產(chǎn)品、各種復(fù)合調(diào)味品的開(kāi)發(fā)利用。

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