郭雅翠
吉林省质量技术监督中等职业学校(130022)
生姜( Zingiber officinale Rosc.)是姜科姜属的多年生草本宿根植物,是一种广为人知的药食兼用植物,在我国中部、东南部至西南部都广为栽培。生姜根状肉质茎含辛辣成分和芳香成分,按照中医理论,其具有散寒解表,温中止吐,回阳通脉,燥湿消痰的功效。现代医学研究还发现,生姜具有抗血小板凝集、升压强心、降血脂、保护胃粘膜和抗溃疡、保肝利胆、镇痛、抗炎、抗氧化和抗过敏、抗肿瘤、抗5-HT3等功效[1]。
由于生姜具有广泛和明显的生理和药理活性,国内外很多科研工作者都对生姜进行了广泛的研究。近年的一些研究表明,生姜中含有黄酮类物质,黄酮类化合物以其天然生物活性引起人们的广泛关注。现已证实,黄酮类化合物具有多种生理功能和药用价值,可以防止自由基的氧化作用、具有明显的抗癌、防癌、抗溃疡、抗菌、抗炎、生物抗氧化性、抗衰老、降血酯、治疗心脑血管疾病等药用保健功能。因此,黄酮类化合物对防治疾病以及人体的健康有积极意义。
1.1.1 水提取[2]
准确称取生姜粉0.2g,用10倍的水,分3次煮沸提取,提取时间分别为1.5、1、0.5h,然后上柱吸附,洗脱得黄酮提取液,合并滤液并定容至250mL,测定其黄酮含量。
1.1.2 有机溶剂回流提取[2]
准确称取生姜粉0.2g,用10倍85%的乙醇水溶液,分3次回流提取,提取时间分别为1.5、1、0.5h,然后上柱吸附,洗脱得黄酮提取液,合并滤液并定容至250mL,测定其黄酮含量。
1.1.3 索氏提取器提取[2]
准确称取生姜粉0.2g,用10倍85%的乙醇水溶液,于索氏提取器中提取3h,然后上柱吸附,洗脱得黄酮提取液,合并滤液并定容至250mL,测定其黄酮含量。
1.1.4 超声波辅助提取
超声波辅助提取具有提取效率高、不破坏有效成分的特点,目前已广泛用于提取生物碱、苷类等生物活性成分的提取。研究表明,超声波辅助提取可以强化提取效果,缩短提取时间,提高原料的利用率。
1.1.5 微波辅助提取
权美平等[3]在对微波辅助提取生姜黄酮的工艺研究中表明,采用微波辅助提取生姜黄酮,具有溶剂乙醇易回收、提取物易浓缩、提取率较高的特点;克服了提取溶剂消耗大、难于浓缩、提取效率低等缺点。
1.1.6 超临界流体萃取
20世纪90年代后,超临界二氧化碳萃取技术开始应用于从药用植物中提取药用有效成分,与有机溶剂法提取生姜黄酮相比,此法具有提取效率高、无溶剂残留、活性成分不易被破坏等优点,还可以实现选择性萃取和分离纯化。
1.1.7 溶剂热法提取[4]
溶剂热法,是采用类似于水热法的原理,在特定的密闭反应器中,采用适当的溶剂作为反应体系,通过将反应体系加热到溶剂的临界点以上,在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备,利用本法使在有机溶剂中溶解度较大的总黄酮从生姜中提取出来。此法具有有机溶剂用量少、耗能低、温度低、提取环境氧化量少的优点;同时,实验装置简单,在实验阶段可以短时间内进行大量的实验条件优化的特点,为生姜总黄酮的提取提供了一种全新的方法。
1.2.1 生姜黄酮的抗氧化能力的研究
早在20世纪70年代,国外的Hirosue[5]就发现生姜具有很强的抗氧化作用。在这之后,国外和国内的专家学者们对生姜的抗氧化作用进行了大量的研究。Comell等研究发现,姜酚是生姜中的活性物质,具有显著的抗氧化作用,能明显提高生物体内超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶、过氧化氢酶的活性,清除羟基自由基和超氧自由基,降低组织中脂质过氧化物,其效果与维生素C相当,其抗氧化效果强于维生素E和丁基羟基茵香醚,其抗氧化作用机制与姜酚的酚类结构和β-羟基酮结构有关[6]。Suk[7]从生姜中分离出了姜辣素成分,并对其进行了抗氧化研究,结果表明,姜辣素对鱼油、大豆油、猪油、棕桐油等的抗氧化效果优于生育酚,而对猪油、棕搁油的抗氧化能力则与二丁羟基甲苯相当,对鱼油和大豆油的抗氧化能力则略逊色于二丁羟基甲苯。
1.2.2 生姜黄酮的抑菌能力的研究
生姜黄酮粗提液对卒倒杆菌感染家蚕有一定的治疗作用,且效果好于0.1mg/mL蚕用盐酸诺氟沙星的添食效果,因此具有一定的应用价值[8]。生姜提取物对大肠杆菌、啤酒酵母和青霉菌等表现出较强的抗菌性,且其活性pH范围较广[9],生姜抑菌的机制仍在进一步研究当中。
近年来对生姜黄酮的鉴定和提取技术已趋成熟,因其具有诸多生理和药理特性而广泛应用于食品、医药等领域。
利用生姜黄酮的抗氧化性质可以保证食品的风味和质量,也可作为防腐剂使用,能防止油脂类食品贮存过程中产生的自由基,从而延长含油食品的保质期。生姜的提取液本身是食品,可直接添加,一剂多用,简化加工过程,降低生产成本。同时,保证安全、无毒。另外,黄酮的天然抗氧化特性能改善谷类、蛋糕和饼干以及传统的健康食品和膳食添加剂的市场潜能,可用于奶制品、方便面、糖果、冰淇淋及油炸小吃以吸引消费者。
近年来,世界上掀起了植物药开发的热潮,植物药以其天然低毒的特点倍受青睐,而黄酮类化合物以其广谱的药理作用而引人瞩目。研究表明,黄酮类化合物具有对动物免疫功能调节作用、对心血管系统的作用(主要有抑制血小板聚集、降血糖、降血脂)、抗病毒作用、清除毒性代谢产物的作用、对细胞增殖的影响、肝保护作用、以及抗癌、防癌等作用;生姜的水提取物对伤寒杆菌、链球菌、沙门菌、肺炎球菌等具有明显的抑制作用,因此,可用于治疗痢疾和腹泻。生姜本身也具有很高的药用价值,如果利用生姜黄酮提取液,制成注射液、片剂、胶囊,在医药领域也是具有广阔的开发前景。
生姜黄酮具有很强的还原性,能作为自由基清除剂[10]。实验证明,生姜黄酮对H2O2氧化应激损伤的作用明显强于维生素E;对H2O2诱导的DNA的损伤有一定的保护作用[11]。人体涂抹含有自由基清除剂的化妆品能抗皮肤衰老,使皮肤细腻有光泽。
随着科学技术的不断发展,科学家对黄酮类物质的研究取得了丰硕的成果,但对黄酮类物质生理活性作用机制及成果转化等有待于进一步的分析研究,特别是在动物体内的消化、吸收、转运、代谢、分布及排泄等方面。目前,我国是生姜主要的生产和出口国家之一,研究和开发生姜黄酮及其保健品、食品得天独厚,原料充裕,质量好,价格低,市场潜力大,不但能提高生姜产品的附加值,还可为企业带来可观的经济效益。
[1]华东师范大学等.植物学[M].下册.北京:高等教育出版社,1982:309-310.
[2]游见明.生姜黄酮的提取方法比较[J].四川食品与发酵,2005(2):29-31.
[3]权美平,岳阳,韩军岐.微波辅助提取生姜黄酮的工艺研究[J].陕西农业科学,2008(1):35-38.
[4]郭雅翠.溶剂热法提取生姜黄酮的工艺研究[J].安徽农业科学,2010,38.(34):34.
[5]Hirosue T.On the Antioxidative Activities of Crude Drugs[J].Nippon Shokuhin Kogy Gakkaishi,1978,25(12):691.
[6]黄雪松.10-姜酚的质谱分析[J].质谱学报,1999,20(2):49-53.
[7]Suk EB.The oxidation stability of soybean,plam, fi sh oil and lard affected by crude ginerol[J].Korean Soc Food Sci,1993,9(4):298-302.
[8]王娜,褚衍亮.生姜黄酮粗提液对部分家蚕病原细菌的抑杀效果试验[J].蚕业学,2009,35(3):648-652.
[9]路萍,赖炳森,梁萍等.姜油体外抗氧化活性和对细胞DNA损伤防护作用的实验研究[J].中国中药杂志,2003,28(9):873-875.
[10]吴晓慧,顾龚平,张卫明等.姜综合利用及深加工技术研究进展[J].中国野生植物资源,2003,22(3):5-9.
[11]柳乃奎,黄雪松.姜酮、脱氢姜酮、姜酚肪对两种自由基的清除作用[J].食品科学,2004,25(6):169-172.