生姜、干姜、炮姜的性效考证及其化学成分、药理活性的研究进展

杨秀娟，王佳佳，郭晶晶，李硕，杨志军，隋峰，田一虹，李越峰（.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000；2.西北中藏药省部共建协同创新中心，甘肃 兰州 730000；3.陇药产业创新研究院，甘肃 兰州 730000；.中国中医科学院中药研究所，北京 00700）

姜作为药食同源的中药，是最早被纳入到传统中医药理论体系中应用的中药之一。按照炮制学理论，中药经过特殊工艺加工处理后，其偏性和功效强弱以及作用特点会发生相应的改变，以满足不同的临床需求。生姜为姜Zingiber officinaleRose.的新鲜根茎，经干燥加工后即得干姜，干姜经砂烫炮制后即得炮姜。自《伤寒杂病论》至历代医药古籍，均能看到生姜、干姜、炮姜（三姜）针对不同病证的临床应用，如治疗痰饮呕吐的小半夏汤（生姜）[1]、胃脘冷痛及腹泻的甘草干姜汤（干姜）[2]和产后恶露不下的生化汤（炮姜）[3]等。

历代本草对生姜、干姜、炮姜药性特点和功效特征的描述虽有相似，但总体认为三者之间存在一定的差异。虽然历版《中国药典》对三姜的辛温/热药性均无异议，但最新版《中国药典》对三姜的性味认定却有所调整（去掉了炮姜的苦味），降低了三者之间的药性差异[4]。由此可知，目前学者对三姜的药性和功效特点的认识并不完全一致。本文基于本草古籍和现代研究对三姜的性效文献进行归纳总结，并结合课题组以往的研究成果，进一步探究其性效特征、化学物质和药理活性，揭示其现代科学内涵，以期更好地服务于中医临床。

1 三姜性效的本草考证

1.1 本草溯源干姜始载于《神农本草经》[5]：“干姜，味辛，温。主胸满，欬逆上气，温中……。生者尤良。”明确了干姜的功效，通过“生者尤良”也侧面点出了生姜的特性。《名医别录》[6]将生姜附于干姜条目下，对其功用进行了记载：“干姜大热，无毒。生姜，味辛，微温。”明确了生姜、干姜药性、功效的不同。宋代掌禹锡《嘉祐本草》首次将生姜、干姜的药性和功效分开列述。炮姜始载于《本草经疏》。《得配本草》[7]记载：“炮姜，即干姜水净炙黄者。”《本草求真》[8]记载：“母姜晒干为干姜，炒为炮姜。”综上可知，生姜、干姜、炮姜的区分有着一定的明确标准，且用于不同的临床病证。

1.2 本草药性历代本草对生姜、干姜、炮姜的药性认定虽有所不同，但其温热药性的特征并无异议。如《得配本草》[7]：“生姜辛，温。入手太阴、足阳明经气分。干姜辛，热。入手少阴、足太阴经气分。炮姜辛、苦、热。入足太阴经血分。”由此说明医家能够系统地区分出生姜、干姜、炮姜药性的差异，生姜、干姜入气分，炮姜入血分；生姜性温，干姜、炮姜性热；三姜均具有辛味，炮姜兼有苦味。

梳理历代本草对生姜、干姜四性的认识，总结如下：《名医别录》《新修本草》等9本本草著作记载生姜性“微温”；《汤液本草》《本草品汇精要》等7本本草记载性“温”；《药品化义》《本草新编》记载性“热、大热”。对干姜四性的记载，《神农本草经》《新修本草》等7本本草著作中记载干姜性“温”；《新修本草》《嘉祐本草》等6本著作中记载性“温，大热”。《名医别录》《汤液本草》等8本本草记载性“热”。对于炮姜四性的记载，《药品化义》记载性“温”，《本草新编》《本草备要》《得配本草》《本草分经》等6本本草著作记载性“温，大热，热”。见表1。综上提示，历代医家对生姜、干姜、炮姜温热药性的差异性认识是有争议的。

表1 生姜、干姜、炮姜药性的历代本草记载Table 1 Herbal records ofmedicinal properties of Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum

1.3 本草功效《神农本草经》[5]概述了干姜与生姜具有相似的功效，“干姜，主胸满，欬逆上气，温中，止血，出汗，逐风湿痹，肠澼下痢。生者尤良。久服去臭气，通神明。”提示二者具有温中下气、止血、止泻、祛风除湿等作用，而生姜更优。《名医别录》[6]更为全面地记载了生姜、干姜的功效：“干姜主治寒冷腹痛，中恶，霍乱，胀满，风邪诸毒，皮肤间结气，止唾血。生姜主治伤寒头痛，鼻塞，咳逆上气，止呕吐。”系统总结了干姜以温中散寒、祛风止血为主，生姜以祛风散寒、止咳止呕为佳。《本草汇言》[9]载：“生姜能通神明，去秽恶，散风寒，和脾胃之药也……。生姜性散，能驱肌表之风寒。干姜性守，能攻肠胃之寒湿。生姜止呕，而治泄泻自利。干姜止痛，而治脐腹攻疼。”由此明确了生姜主散，以祛肌表风寒为长；干姜主守，以止脐腹疼痛为长。

《得配本草》将炮姜单独列出，系统总结了生姜、干姜、炮姜的功效特点，生姜长于发表散寒，温肺化痰，止呕；干姜善于温中散寒，可除脏腑、肢节沉寒。炮姜利于温中散寒，除湿，善暖心、脾、肝经。《本草崇源》记载炮姜治血虚发热、寒凝出血证[10]。《要药分剂》更加明确了炮姜温中、止血的作用，主除胃冷而守中及温经止血[11]。干姜与炮姜均重在温中，如何区分应用，《本草思辨录》给出了应用特点，即“干姜不独温中，且更温下矣……。惟炮之而后能耳……。干姜若不炮，温中而不温下。”更加明确揭示了干姜重在温中，炮姜更能固守温通下焦[12]。上述本草概述了生姜、干姜、炮姜治疗各类疾病的渊源，随着时间的推移，三姜的功效应用亦得到不断充实。见表2。

表2 生姜、干姜、炮姜功效的历代本草记载Table 2 Herbal efficacy records of Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum

（续表2）

2 三姜的化学成分

三姜所含的化学成分比较复杂，包括挥发油类、姜辣素类、二苯基庚烷类、微量元素、氨基酸类、多糖等[13-15]。

2.1 挥发油类生姜、干姜、炮姜均含挥发性成分，挥发油中主要包括倍半萜烯、单萜烯等。倍半萜烯包括姜烯、姜黄烯和法尼烯等，单萜烯包括芳樟醇、冰片、桉树脑、柠檬醛a、b等[16]。生姜经炮制后，挥发油的成分及含量均会发生改变。见表3和图1。气相色谱法和气相色谱-质谱（GC-MS）法分析发现，与生姜相比，炮制后的干姜、炮姜挥发油含量均降低，含量依次为：生姜＞干姜＞炮姜[17]；将福建鲜姜和趁鲜切片干燥后的干姜进行对比后，发现挥发油含量变化与上述研究结果相似，但鲜姜挥发油种类少于干姜[18]。但有研究[19]与上述结果不同，经过对鲜姜、干姜和炮姜的挥发性成分进行分析后，发现姜的不同炮制品所含的挥发油在定性定量上均发生了变化，但无规律性，其中鲜姜和干姜各鉴定出27种化学成分，炮姜有24种；采用GC-MS法发现2个产地的生姜趁鲜切制为干姜片后挥发油含量均有所提高，还新增了榄香醇、1-甲基-4-（1-甲基乙基）-3-环己烯醇等成分[20]。亦有研究者从生姜中发现并分离了倍半萜醇化合物雪松醇（Cedrol）[21]。有研究[22]比较干姜与炮姜挥发油成分，发现炮姜中增加了两种成分，分别为3-甲基-5苯基-丁酸和氨基甲酸铵盐。

注：1.姜烯；2.α-姜黄烯；3.α-柠檬醛；4.α-蒎烯；5.樟脑萜；6.β-蒎烯；7.甲基庚烯酮；8.β-月桂烯；9.α-水芹烯；10.β-水芹烯；11.吉马烯B；12.荜澄茄油烯；13.氧化石竹烯；14.雪松醇图1 生姜、干姜、炮姜的挥发油类成分结构Figure 1 The structures of volatile oil in Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum

表3 生姜、干姜、炮姜的挥发油成分及其相对百分含量Table 3 Components and content of volatile oil in Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum

2.2 姜辣素类姜辣素成分是姜类经典的特征性成分，姜辣素分为姜酚、姜酮、姜烯酚、姜二酮及姜二醇类等不同类型。生姜、干姜、炮姜的姜辣素类成分结构及含量见表4和图2。有研究[23]采用液相色谱-串联质谱（LC-MS）法从干姜中鉴定出45个姜辣素类、26个二苯基庚烷类、1个黄酮类成分，其中干姜炮制后（炮姜）6-姜烯酚、8-姜烯酚、10-姜烯酚等姜烯酚类化合物相对含量明显升高，原因可能是炮制加热使姜酚类化合物C3位羰基和C5位羟基发生脱水反应生成姜稀酚类物质。与干姜相比，炮姜中总酚、总黄酮、多糖的含量较高；6-姜辣素、8-姜辣素、10-姜辣素含量较低；6-姜烯酚含量升高[24]。与上述实验结果相似的是干姜中所含的6-姜辣素、8-姜辣素、6-姜烯酚、10-姜辣素等姜辣素类物质含量均略高于炮姜，但二者均显著高于生姜。同时，研究还发现生姜、干姜中未检测到姜酮，加工至炮姜时才含有姜酮成分[25-26]。

注：14.姜酮；15.6-姜辣素；16.8-姜辣素；17.10-姜辣素；18.6-姜烯酚图2 生姜、干姜、炮姜的姜辣素类成分结构Figure 2 The structures of gingerols in Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum

表4 生姜、干姜、炮姜的姜辣素类成分及其相对百分含量Table 4 Components and content of gingerols in Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum

2.3 二苯基庚烷类二苯基庚烷是一类具有1，7-二取代苯基并以庚烷骨架为母体结构的化合物，广泛存在于中药中，如姜、豆蔻、草果等。有研究从生姜[27]和干姜[28]中分离得到6个二苯庚烷类新化合物。其结构见图3。其中3-酮-5R-乙氧基-1-（3-甲氧基-4-羟基苯基）-7-（3，4-二羟基苯基）庚烷（23）属于多酚类化合物，其具有还原性。研究表明生姜对离体红细胞膜、质粒DNA及肝组织匀浆的氧自由基生成有显著抑制作用，从分子水平显示其具有抗氧自由基活性[29]。

注：19.（1S，3R，5R，6R）-1，5-epoxy-3，6dihydroxy-1-（4-hydroxy-3，5-dimethoxyphenyl）-7-（4-hydroxy-3-methoxyphenyl）庚烷；20.（1R，3R，5S）-1，5-epoxy-3-acetoxy-1-（4，5-dihy droxy-3-methoxyphenyl）-7-（3，4-hydroxyphenyl）庚烷；21.（3R，5S，6R，7S）-3，6-epoxy-7-hydroxyl-1-（4-hydroxyphenyl）-7-（3-methoxy-4-hydroxy phenyl）庚烷；22.（E）-keto-1-（3-methoxy-4-hydroxyphenyl）-7-（4，5-dihydroxy-3-methoxyphenyl）-4-hep tene；23.3-酮-5R-乙氧基-1-（3-甲氧基-4-羟基苯基）-7-（3，4-二羟基苯基）庚烷；24.3-酮-5R-乙氧基-1-（3-甲氧基-4-羟基苯基）-7-（3-甲氧基-4，5-二羟基苯基）庚烷图3 生姜、干姜、炮姜的二苯基庚烷类成分结构Figure 3 The structures of diphenylheptanes in Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum

2.4 氨基酸类生姜、干姜中的氨基酸成分和相对含量见表5。有研究[30]采用全自动氨基酸分析仪测定出不同品种生姜中异亮氨酸、苯丙氨酸等6种人体必需的水解氨基酸，发现广东湛江产生姜中水解氨基酸含量高达10.69%；云南罗平产生姜的游离氨基酸含量高达7.04%，其中丝氨酸、谷氨酸含量最高。张美慧等[31]采用高效液相色谱法测定了不同产地干姜中的18种氨基酸含量，包括人体必需的组氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸等8种氨基酸，并发现四川、贵州干姜中的人体必需氨基酸含量高达113.85、104.47 mg·g-1，广东、山东、云南产的较低。目前尚未见炮姜中氨基酸的相关报道。

表5 生姜、干姜的氨基酸成分及其相对百分含量的变化Table 5 Components and content changes of amino acid in Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma

2.5 微量元素类三姜中含有丰富的微量元素（见表6），河南产的怀姜（生姜）中微量元素种类多且含量高，包括Se、P、Ca、Mg、K、Fe、Mn、Na、Zn、Cu，其中博爱县因当地土壤富硒使得怀姜中硒元素的含量较高[32]。干姜中富含Cu、Zn、Co、Mn、Cr、Se、Ni、Mo、V、Sn等10种人体必需的微量元素含量，其中Mn、Cu、Zn的含量最高[33]。通过测定干姜、炮姜中Ca、Fe、Cu、Mn、Zn、Cd、Pb 7种微量元素的含量，发现干姜中Ca含量最高（2 298.83μg·g-1），炮姜中Fe、Cu、Zn的含量较高[34]。与干姜相比，生姜中Na的含量较低，Al、B的含量较高[35]。

表6 生姜、干姜、炮姜的微量元素及其含量Table 6 Components and content of microelement in Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum

2.6 姜多糖三姜中均含有多糖类成分，生姜在炮制过程中，多糖含量会发生显著的变化，干姜多糖含量高于炮姜，而生姜多糖含量最低[36]。生姜中的多糖分子量差异较大，分布在11.81～1 831.75 kDa之间，其主要单糖成分有葡萄糖和甘露糖，同时还包含少量的鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等。生姜由于含有较多的水分，所以多糖含量相对较低。干姜经过高温制成炮姜的过程中，多糖的结构会受到破坏，部分多糖可能会降解，转化为能溶于醇的单糖或低聚糖。这些单糖或低聚糖在醇沉过程中会流失，从而导致多糖含量明显减少。因此，炮制过程中的高温是导致多糖含量降低的主要原因[37]。

3 三姜的药理作用

3.1 三姜提取物三姜虽然来源于同一植物基原，但其炮制方法不同导致化学成分发生不同的变化，故三姜的药理作用存在一定的差异，其提取物的药理作用及相关机制见图4。

注：DENA：二乙基亚硝胺；APAP：乙酰氨基酚；PG：胃蛋白酶图4 生姜、干姜、炮姜提取物的药理作用机制Figure 4 Pharmacologicalmechanisms of Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum single Chinesemedicine extract

生姜水提取物具有抗氧化和抗炎作用，对二乙基亚硝胺（DENA）引起的器官（肝脏、胃、结肠）破坏，可通过激活核因子2相关因子（Nrf2）抑制机体氧化应激和炎症的发生，对受损的各脏器起到保护效果[38]。生姜粉具有免疫调节作用，可通过增加叉头样转录因子（FoxP3）表达、降低视黄酸受体相关孤儿受体γt（RORγt）和细胞特异性转录因子（T-bet）表达来改善类风湿关节炎[39]。生姜醇提取物亦具有神经保护作用，可通过增加神经元密度，降低乙酰胆碱酯酶（AChE）活性和氧化应激状态，激活MAPK信号通路来改善神经病变和记忆缺陷[40]。

干姜提取物具有解热、镇痛、抗炎的作用。干姜水提取物和醇提取物均能缓解醋酸所致扭体反应引发的疼痛[41-42]。干姜的超临界流体CO2萃取物具有心血管保护作用，通过改善急性心力衰竭模型兔的心肌舒缩性能，减轻心衰症状，且随剂量增加而作用增强[43]。干姜水提物具有肝脏保护和抗疲劳作用，可通过降低丙二醛（MDA）水平，提高谷胱甘肽（GSH）和超氧化物歧化酶（SOD）活性，减轻乙酰氨基酚（APAP）造成的肝毒性[44]，能延长小鼠游泳时间和常压耐缺氧的存活时间，具有增强小鼠的抗疲劳能力[45]。

炮姜水提取物具有抗溃疡、消炎镇痛作用，并通过促进胃内源性胃蛋白酶原（PG）分泌而对应激性、醋酸诱导型和幽门结扎型胃溃疡均呈明显的抑制作用[46]。此外，炮姜提取液和干姜提取液均能够抑制A549肺癌细胞和SGC-7901胃癌细胞的增殖，并能促进细胞凋亡[47]。

3.2 三姜活性成分三姜化学成分的药理作用及相关机制见图5。姜多糖具有抗凝血作用。生姜多糖（GP）2、硫酸化姜多糖（SGP）可通过内源性途径抑制凝血；GP既可通过内源性凝血途径又可通过外源性凝血途径发挥抗凝血作用[48]。最新研究[49]发现，生姜多糖通过调节P53、caspase-3和Bax/Bcl-2比值依赖性途径诱导细胞凋亡，并通过调节免疫系统活性从而抑制人结肠癌细胞的生长。

图5 生姜、干姜、炮姜活性成分的药理作用机制Figure 5 Pharmacological mechanisms of active components in Zingiberis Rhizoma Recens，Zingiberis Rhizoma and Zingiberis Rhizoma Praeparatum

腹腔注射6-姜辣素后可使大鼠的代谢率降低，具有诱导低温作用，且与剂量呈正相关，而其他生姜成分可以抵消6-姜辣素的低温诱导作用[50]。Roudsari等[51]研究6-姜辣素对链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病（DM）大鼠心脏并发症的影响，发现6-姜辣素能减轻升高的ST段、T波幅和R波幅心电图，对糖尿病引起的脂联素、TGF-β或8-异前列醇水平紊乱没有显著影响。结果表明6-姜辣素对糖尿病引起的心功能障碍有改善作用[52]

6-姜烯酚可改善神经退行性疾病，通过减少小胶质细胞和星形胶质细胞的增生，提高海马中的神经生长因子（NGF）水平，进而抑制神经胶质细胞活化和减轻痴呆动物模型的记忆障碍[53]。Sapkota等[54]研究发现，6-姜烯酚可通过抑制星形胶质细胞增生、小胶质细胞活化和肿瘤坏死因子α（TNF-α）表达，减轻自身免疫性脑脊髓炎（EAE）的临床症状，从而改善神经炎症。6-姜烯酚可减轻哮喘模型的肺部炎症。6-姜烯酚可增加CD4细胞中的环磷酸腺苷（cAMP）浓度，抑制NF-κB信号传导的诱导及促炎细胞因子的产生，从而减轻哮喘模型的肺部炎症[55]。6-姜烯酚能抑制胃癌BGC-823细胞的增殖和抑制细胞侵袭，并且能抑制基质金属蛋白酶（MMP）-2、MMP-9、神经钙黏着蛋白（N-cadherin）蛋白表达，上调上皮细胞钙黏着蛋白（E-cadherin）表达[56]。

姜酮可有效诱导细胞凋亡，抑制前列腺癌磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/雷帕霉素靶蛋白（PI3K/AKT/mTOR）信号传导，通过抑制细胞增殖发挥抗癌作用[57]。姜酮还具有肝保护作用，可通过调节氧化应激、炎症和凋亡，以减轻万古霉素引起的大鼠肝毒性[58]。

雪松醇（Cedrol）是一种生姜中提取的倍半松油醇，具有抗骨质疏松的作用，通过降低活性氧（ROS）含量和阻断T细胞核因子1蛋白（NFATc1）、NF-κB和丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）信号传导来减轻NF-κB受体激活因子配体（RANKL）诱导的破骨细胞生成[59]。

山姜素减轻肠道炎症与其抗氧化应激作用有关，其可通过激活核因子2相关因子/血红素氧合酶1（Nrf2/HO-1）信号通路，降低MDA水平，增加SOD活性来抑制氧化应激，改善葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的溃疡性结肠炎[60]。同时，其还能通过激活芳香烃受体（AhR），调节miR-302/DNMT-1/CREB信号通路，促进Treg细胞分化，以改善小鼠溃疡性结肠炎[61]。

4 讨论

2020年版《中国药典》[4]收载了生姜、干姜、炮姜三个品种，其中生姜味辛，性微温，归肺、脾、胃经，功效解表散寒，温中止呕，化痰止咳；干姜味辛，性热，归脾、胃、肾、心、肺经，具有温中散寒，回阳通脉，温肺化饮之功；炮姜味辛，性热，归脾、胃、肾经，具有温经止血、温中止痛之功。而中药学教材将生姜、干姜、炮姜分列于“解表药”“温里药”“止血药”项下，表明生姜、干姜、炮姜的功效有所差异。关于药性，2015年版《中国药典》记载炮姜药性味苦、辛，性温，归脾、肝经，与2020年版《中国药典》记载有较大的变化，炮姜辛，热，归脾、胃、肾经，炮姜药性的变化与历代本草均有出入，其药性为温为热，是否具有“苦”味，归经是否入肝、胃、肾经，均有待进一步研究。从三姜药理研究现状来看，生姜和干姜药理作用研究相对较多，其均具有抗炎、抗肿瘤等作用，但生姜止呕作用显著，干姜改善心血管功能作用明显，而炮姜具有明确的止血效应。

从性效的物质基础来看，生姜经炮制后挥发油的种类及含量均发生了变化，体现姜辣味的物质如姜酚、姜烯酚、姜酮等，三者之间存在一定的差异。东汉至今，追溯生姜、干姜、炮姜的药性及功效，历代医家因所处年代、实践经验及认知水平的不同，对其内容的记载并不完全一致，但有共性的内容，如三姜的温热药性是统一的，以生姜主散，干姜、炮姜主守中焦为其所长。但是同中有异，三姜的温热药性程度差异如何，炮姜五味中有无“苦、涩”味，三者的功效差异如何都有待进一步研究。现代学者从三姜的化学成分、药理作用等方面进行了系统的研究，三姜的化学成分主要包括挥发油类、姜辣素类，以姜辣素类成分的研究最多。2020年版《中国药典》中三姜的质量控制标准主要以6-姜辣素的含量为指标，研究发现三姜化学成分的种类及含量均存在一定的差异。此外，三姜发挥药效作用的物质基础虽集中在挥发油和姜辣素类成分，但生姜炮制前后的药理作用对比研究较少，也缺乏药性和药效研究的标准，有待进一步研究。

就目前的研究现状看，由于中药药性特征是在药效基础上的更高层面的概括或抽提，因此，利用现代科技手段（系统生物学、化学生物学等），逐步发掘成分-效应-药性的线性和非线性关联特征，进而在微观和宏观层面实现化学性和生物性的圆融贯通，建立科学合理的药性评价体系，应该是解决目前性效混淆不清、以效代性现状的一种有效研究模式，三姜的药性特征和差异本质也可得以揭示。

基于中药多组分、多靶点、多通路的整体观念，应进一步对生姜不同炮制品的药效物质基础开展研究，采用LC-MS和GC-MS等现代方法分析不同炮制品的差异性成分，明确生姜炮制前后化学成分的变化规律、性效变化的物质基础和作用机制，为不同炮制品质量标准提供实验依据，亦为三姜的临床个性化的合理应用提供参考。