第9卷 第3期2009年9月
上海应用技术学院学报(自然科学版)
JOU RN AL OF SH A NGH A I INSTIT UT E OF T ECH NOLOGY(N AT URAL SCIENCE) Vol. 9No. 3 Sep. 2009
文章编号:1671-7333(2009) 03-0229-06
生姜及其提取物研究进展
崔俭杰1, 2, 李 琼1, 2, 金其璋2, 冯 涛1
(1. 上海应用技术学院香料香精技术与工程学院, 上海 200235; 2. 上海香料研究所, 上海 200232)
摘要: 生姜(Zing iber Offtcinale Ro sco e) 是一种广泛使用的一个姜家族(Zingiber aceae) 的根茎, 可以作为各种食品和饮料的调味品, 生姜在中国和印度已经有2500多年的药用历史, 可以治疗头痛、反胃、风湿和感冒等。本文主要是对生姜的提取方法、生姜的成分以及现代科学对生姜的功能研究进行综述。
关键词: 生姜; 提取物; 进展; 成分; 功能
中图分类号:O 657. 63 文献标识码:A
Study Progress of Ginger and Its Extract:A Brief Review
CUI Jian-jie 1, 2, LI Qion g 1, 2, JIN Qi -zha ng 2, FENG Ta o 1
(1. Sch ool o f Perfu me a nd Aroma Tec hnology, Sha nghai Institute of T e chno logy, Shangha i 200235, C hina ;
2. Shangha i Resea rch Inst. of Fra ngranc e a nd Flavou r Industry, Shangha i 200232, C hina )
Abstract :Ginger, the rhizome of Zingiber Offtcinale Roscoe, is one of the most widely used species of the ginger family (Zingiberaceae)and is a common condiment for various foods and beverages. Ginger has a long history of medicinal use dating back to 2, 500years ago in China and India for conditions such as headaches, nausea, rheumatism, and colds. This paper is the main review about the methods of extrac -ting ginger, the ingredients of ginger and the functions of ginger by modern science. Ke y words :ginger; extract; review; ingredient; function
姜(Zing iber Offtcinale Roscoe) 属于蘘荷科姜属[1], 为多年生草本宿根单子叶种子植物。生姜种植区域跨度极大, 从北纬18b 14c 到40b 25c , 纵跨热带、亚热带、暖温带3个温度带, 除寒冷的高原地区外均有栽培
[2]
次是江西、安徽、四川、云南、湖南、湖北等; 在北方则以山东为主要产地, 还有河南、陕西等。中国各地栽培的品种约有14种:浙江嘉兴、余杭县一带品种为红爪姜; 四川犍为县、江油县等地广泛栽培
品种为白姜; 湖北来凤县等地为来凤生姜; 山东莱芜、藤县、泰安和胶东一带是北方姜的主要产区[3]。
生姜根茎营养丰富, 干物质含量为13. 2%~15. 5%, 总脂类5. 7%~14. 5%, 总可溶性糖2. 02%~5. 345%, 纤维素5. 23%~5. 95%, 粗蛋
。
近20年来中国已经取代了传统的生姜出口
国印度、巴西、尼日利亚等, 成为最主要的生姜出口国。表1为联合国的数据检索系统中检索到的1998~2007年中国生姜进出口数据。
生姜在我国南方广东、浙江栽培较为普遍, 其
收稿日期:2008-09-27
基金项目:上海市科委/创新行动计划0技术标准专项项目(09DZ0503500)
作者简介:崔俭杰(1984-) , 男, 硕士研究生, 主要研究方向为香料香精分析及安全性评价.
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白7. 98%~10. 04%, 淀粉5. 78%~8. 88%, 每500g 鲜姜含维生素C 9. 18~16. 7m g 。淀粉含
量最为丰富, 占姜干重的40%~60%[4]。
表1 1998~2007年中国生姜的进出口数据
年份[***********][***********]
交易方向进口进口进口进口进口进口进口进口进口
质量/kg 791, 877786, 263201, 334194, 07085, 61570, 2971, 073, 6632, 670, 952146, 284
贸易额/美元217, 321206, 18971, 697107, 29493, 36462, 497524, 4121, 061, 599152, 091
交易方向出口出口出口出口出口出口出口出口出口
质量/kg 53, 034, 71782, 309, 967153, 842, 163174, 162, 465197, 526, 113223, 897, 847188, 376, 180239, 934, 600280, 368, 162
贸易额/美元36, 812, 01343, 339, 24663, 785, 42873, 421, 68772, 166, 00481, 269, 453190, 640, 505218, 967, 302168, 154, 855
注:表格来源, 联合国数据检索系统, http://data. un . o rg
1 生姜提取物提取方法[5~8]
目前, 经过许多专家的研究, 生姜提取物的提取工艺己较为成熟, 主要有水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法、冷轧法、超临界CO 2萃取法、分子蒸馏法等, 根据加工方法及所含组分的不同, 得到姜精油和姜油树脂两种深加工产品。
油化学成分主要为萜类物质, 其中倍半萜类碳水
化合物含量最多, 氧化倍半萜烯类含量次之, 其它主要是单萜烯类碳水化合物和氧化单萜烯类。单萜类和倍半萜类这两类物质的含氧衍生物大多有较强的香气和生物活性, 是医药、食品、香料和化妆品工业的重要原料。
表2 生姜油主要成分
类别烷烃类
化合物名称
1, 3, 3-三甲基三环[2. 2. 1. 02, 6]-庚烷, 2, 6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基) -二环[3. 1. 1]-2-庚烷
2 生姜提取物成分研究
姜是世界范围内的一种重要的香辛调味料, 也是亚洲传统的药食两用植物
[9]
A -蒎烯, 莰烯, B -月桂烯, 柠檬稀, 1, 8-桉叶素, B -水芹烯, A -古巴烯, B -金合欢烯, A -姜黄烯, A -姜烯, B -红没药
萜烯类
烯, 樟烯, B -罗勒烯, A -香柑油烯, 月桂烯, B -蒎烯, 2-龙脑, 7-孟烯, A -金合欢烯醇类醛类酮类酯类
橙花醇, 芳樟醇, 姜醇, B -檀香萜醇, 2-蒈醇, 3-蒈醇, 异小茴香醇, 辛醇
橙花醛, 香叶醛, 香茅醛, 紫苏醛, 柠檬醛, 正己醛, 癸醛, 十二醛
甲基庚烯酮, 2-庚酮, 2-壬酮, 2-十一烷酮, 2-十三烷酮乙酸芳樟酯, 乙酸冰片酯
。生姜的化学成
分复杂, 已发现的有100多种, 可分为挥发油、姜辣素和二苯基庚烷3大类[10], 另外还含有多种氨基酸、维生素及铁、铜、锰、锌、铬、镍、钴、锗等多种微量元素, 及多种功能性成分。生姜提取物主要是生姜油和姜油树脂以及其它功能性提取成分。2. 1 生姜油
生姜油(Ging er Oil) 主要成分是生姜中的挥发性成分, 决定姜的香气及风味。美国调香师对生姜油的评价为:香气特征(2%) , 木香、姜、柠檬醛、甜、辛香、樟脑、萜香、壤香; 偿味特征(30@10) , 姜、辛香、木香、柑橘。生姜油不但广泛用于食品, 而且还广泛用于医药和日用化妆品及香料。
生姜油是从鲜姜根中或者干姜中提取出来的, 两者最明显的区别就在于柠檬醛的含量, 从干姜中提取的精油柠檬醛含量要低一些
[11]
-6
芳香烃类1-(1, 5-二甲基-4-已烯基) -4-甲基苯杂环类1, 3, 3-三甲基-2-氧杂二环[2. 2. 2]辛烷内酯类高良姜萜内酯
不同地区, 不同品种的姜, 产出的姜油成分也存在差异, 见表3。
2. 2 姜油树脂
姜油树脂(Ginger Oleoresin) 是一种比较粘稠的半流体物质, 主要包含挥发性成分和可溶于提取溶剂的不挥发成分, 其含有的姜辣素决定了姜的辛辣风味[20]。姜油树脂主要来自溶剂提取法提取, 姜油提取的溶剂主要有乙醇、丙酮、三氯乙烷和二氯乙烷[21], 而其中后两种溶剂为致癌。文献
[12~17]
第3期崔俭杰, 等:生姜及其提取物研究进展
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%
B -红没药烯B -金合欢烯
22. 120. 116. 710. 58. 1)
1. 21. 210. 9) 9. 810. 6
B -姜烯
) ) 35. 6) )
表3 各种生姜主要挥发性成分对比[18, 19]
品种斯里兰卡sid da 中国变种印度四川来凤贵州
莰烯14. 114. 11. 16. 45. 910. 6
水芹烯9. 412. 21. 310. 76. 8)
橙花醇乙酸冰片酯香叶醛A -姜黄烯4. 910. 1) ) 4. 70. 8
8. 115. 32. 20. 1) )
) ) ) 0. 13. 3)
14. 55. 717. 71. 96. 55. 4
A -姜烯0. 10. 4) 44. 324. 60. 4
姜中的姜辣素组分不仅是生姜特征风味的主
要呈味物质, 也是生姜呈多种药理作用的主要功能因子。姜辣素中的姜酚类化合物化学性质不稳定性, 在受热、酸、碱处理时容易失水或发生逆羟醛缩合反应生成姜酮和相应的脂肪醛。姜辣素为
多种物质构成的混合物, 其组成结构中均含有3-甲氧基-4-羟基苯基官能团。根据该官能团所连脂肪链的不同, 把姜辣素分为七类[23, 24]:姜醇类、姜酚类、姜酮类、姜酮酚类、姜二酮类、姜二醇类, 及其它类, 见图1
。
图1 姜辣素
2. 3 生姜中的其他功能性化合物
二苯基庚烷(Diarylheptano ids) 是一类具有1, 7-二取代苯基并以庚烷骨架为母体结构的化合物的统称, 可分为线性二苯基庚烷类和环状二苯基庚烷类化合物。Kikuzaki 等人在生姜类化合物的分离及抗氧化活性鉴定方面作了比较系统深入的工作, 他们首先在1991年分离到5类l3个线性二苯基庚烷化合物[25, 26], 见图2, 此类化合物有抗氧活性; 在1996年又从生姜的二氯甲烷中分离出2类5个新的环状二苯基庚烷类化合
物[27], 见图3。
中国科学家Yu 等人, 在2007年从生姜中发现了两个新的化合物, 见图4, 其中一种物质为环状二苯基庚烷类化合物。这两种化合物, 也同样就有抗氧活性[28]。
陶晨, 杨小生等[29]从压榨出的姜汁中提取出二十八烷、三十烷、十六烷酸甘油酯、B -香树脂醇乙酸酯、B -谷甾醇等5个化合物, 见图5。这些化合物均为首次从该植物中分离得到, 对药用姜的药理学、毒理学及其新药开发等具有一定价值。
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图2
线性二苯基庚烷类化合物
图3 环状二苯基庚烷类化合物
图4
生姜中发现的两个新的化合物
图5 B -香树脂醇乙酸酯和B -谷甾醇
孕期间抑制恶心和呕吐有效[32]。癌症的化学疗
3 现代科学对生姜的功能性研究
中国传统药用生姜性味辛、温, 有温暖、兴奋、发汗、止呕、解毒等作用, 治疗外感风寒、头痛、痰饮、咳嗽、胃寒呕吐; 亦可增进血行, 驱散寒邪
[30]
法可以严重的引起患者反胃、呕吐以及胃部不适, 41名白血病人接受生姜或者安慰剂治疗的结果
表明, 生姜的效果要明显优于安慰剂使用者[33]。3. 2 生姜的抗炎活性
生姜油能显著抑制二甲苯诱发的小鼠耳肿胀和鸡蛋清致大鼠足肿胀, 表明生姜油对急性炎症具有明显的抗炎作用; 生姜油也能抑制小鼠纸片肉芽肿形成, 提示生姜油对慢性炎症具有拮抗作用; 生姜油能减轻二硝基氯苯(DN CB) 致迟发性超敏反应小鼠耳肿胀度, 明显降低胸腺和脾脏指数, 抑制T 细胞依赖性迟发性炎症反应。生姜提取物可以同时抑制环氧合酶和脂氧合酶来阻止[35][34]
。
生姜中含有非常高含量的抗氧剂, 这可以作为一种自由基清除剂, 具有抗突变作用和抗炎作用。3. 1 生姜对反胃、恶心等的治疗
生姜在很早以前就用来治愈一些情况下的反胃和呕吐。生姜提取物对运动病和旋转导致的胃速过慢的治疗有很好的效果
[31]
。Ev a, Bry er,
CNM 三人在2005年专门对前阶段的研究论文
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3. 3 生姜对癌症治疗的研究
Yogeshw er 等[36]在2006年专门就生姜的抗癌效果的有关文章作了综述。综述中说, 生姜和其它姜类品种中的姜辣素成分具有抗氧作用和自由基清除作用, 并具有预防癌症的作用。生姜中
的抗癌成分主要来自于生姜中的姜辣素, 如[6]-姜醇和[6]-姜酮酚, 还有一些其它的组分如姜酮和姜酚类等。
3. 4 生姜的其他功能性
生姜对心血管疾病具有一定影响, 姜酚可以影响狗心脏组织和兔子骨骼肌中的Ca 2+-ATP 酶, 从而起到活化心脏肌肉和骨骼肌纤维网(SR) 的作用[37]。另外, 生姜对血液中的油脂和葡萄糖、血压、还有血液凝固都有影响。
生姜的水-乙醇提取物可以活化血清转氨酶和碱性磷酸酶达到阻止肝中毒的目的, 具有保肝作用, 因为其可以预防肝脏抗氧剂的浓度降低来阻止乙酰氨基酚诱导急性毒性, 或由于其所具有直接清除自由基的能力
[38]
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4 结 论
生姜及其提取物具有抗溃疡、抗菌、抗炎、抗氧化性、抗衰老、降血压、治疗心脑血管疾病等药用和保健功能。鉴定生姜及其提取物中有效成份是很有意义的, 不同品种的生姜有效物质的含量不同, 这对生姜的育种和栽培具有指导作用, 并且这些有效成分的确定可以促进生姜的进一步开发和应用。参考文献:
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#下期文章介绍#
一种虾肉香精的制备工艺研究
肖作兵, 孙宗宇, 刘振杰
结合电子鼻(E -nose) 和感官评定, 研究了如何运用不同香韵的单体原料调配出虾肉香精并得出较为优化的香精配方。以虾肉为原料, 运用酶解技术, 通过M aillar d 反应制备出天然逼真感强的虾肉香精。得出较为优化的香韵组成:海鲜香韵香原料的添加量是13%~14%, 肉香香韵香原料的添加量是40%~45%, 焦甜香香韵香原料的添加量是6%~7%, 酸香香韵香原料的添加量是25%~28%, 辛香香韵香原料的添加量是1. 2%~1. 5%, 选择丙二醇做为溶剂。酶解温度优化值为55e , 风味蛋白酶和复合蛋白酶的添加量各为0. 2%。并对反应型虾肉香精的配方进行了改良, 结果为:D-木糖与葡萄糖的比例为1B 4, 精氨酸与丙氨酸的比例为2B 1, 抗坏血酸0. 6%, 牛磺酸0. 4%。同时, 香精溶液在100e 下蒸煮30min 香气无明显损失, 具有耐温性质, 可应用到高温海鲜制品中。