生姜多类型化学物质与药理作用及药食同源研究进展

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摘要：摘要： 生姜(Zingiber Officinale Rosc.)是中国古代和现代药典中记载的传统中药材，含有生姜精油、姜辣素、二苯基庚烷类化合物、黄酮类化合物以及生姜多糖等多种有效成分。生姜不仅在抗癌症、抗炎症、抑菌、抗氧化等方面有明显作用，还是一种重要的药食同源

　　摘要： 生姜(Zingiber Officinale Rosc.)是中国古代和现代药典中记载的传统中药材，含有生姜精油、姜辣素、二苯基庚烷类化合物、黄酮类化合物以及生姜多糖等多种有效成分。生姜不仅在抗癌症、抗炎症、抑菌、抗氧化等方面有明显作用，还是一种重要的药食同源材料。本文对生姜进行了本草考证，以医书著作和现代药典中对生姜的记述，简要呈现了对生姜药效探究不断发展完善的过程。此外，还介绍了包括生姜主要有效成分生姜精油、姜辣素、二苯基庚烷类化合物、黄酮类化合物、生姜多糖的药理。最后根据生姜药食同源利用现状，分析了国内外的生姜药食同源发展前景，同时提出了一些对生姜药食同源产业发展的设想，以期为生姜的合理科学利用及相关产业的发展提供科学依据及参考。

　　关键词： 生姜;化学物质;药理作用;药食同源

　　生姜(Zingiber Officinale Rosc.)為姜科(Zingiberaceae)姜属(Zingiber)植物，根茎肥厚分枝，且芳香辛辣味，可供药用，又可做烹调配料或用于饮料及化妆品香料中[1]。中国古籍医典对生姜的药用价值多有记载，如《千金方》中以姜、大黄等药材制作伤寒膏以治疗伤寒头痛[2]，《肘后备急方》中以生姜、乌头等和酒服下可“避毒诸恶气”[3];除此以外，生姜还有驱寒、温中、止呕等多重功效。

　　现代研究结果表明，生姜中含有大量的挥发性油脂、脂肪油、姜辣素(姜酚、姜酮类等)、二苯基庚烷、树脂、蛋白质、维生素、戊聚糖、淀粉和礦物元素等多种天然成分，具有很强的杀菌作用和抗氧化能力[4-5]。目前国际上对生姜的临床作用已有大量研究和应用，有研究结果表明，生姜对糖尿病和代谢综合征有潜在治疗作用[6];在2020年的新型冠状病毒疫情期间，中国国家卫生健康委员会和国家中医药管理局《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》中将生姜等中药材用于治疗新型冠状病毒肺炎[7]。除作为药材，生姜还是当今国际贸易中最重要的根茎类香辛料[8]，在日常生活中由于生姜独特的辛辣风味，常作为调味品广泛使用。有效的药理作用、味佳、无毒和可长期食用的特点使生姜成为重要的药食同源材料之一。本文根据相关文献对生姜进行了本草考证，简要介绍生姜的几种主要有效成分，并详细分析生姜药食同源的前景，以期为生姜的合理科学利用及相关产业的发展提供科学依据。

　　1 生姜的本草考证

　　生姜最早记载于《神农本草经》，描述为 “干姜味辛温。主胸满咳逆上气，温中止血，出汗，逐风，湿痹，肠澼，下利。生者尤良，久服去臭气，通神明。生川谷。”[9]。其后历代对收录的生姜部分都有完善和补充：汉末的《名医别录》对干姜具体的临床作用有所补充，“大热，无毒，主治寒冷腹痛，中恶，霍乱，胀满，风邪诸毒，皮肤间结气，止唾血。味辛，微温，主治伤寒头痛、鼻塞，咳逆上气，止呕吐。生犍为及荆州、扬州，九月又，微温，辛，归五脏。去淡，下气，止呕吐，除风邪寒热。久服小志少智，伤心”[10]。南北朝陶弘景所著《本草经集注》不仅记载了干姜还增加了干姜的制法， “凡作干姜法，水淹三日毕，去皮置中六日，更去皮，然后晒干，置瓮缸中，谓之酿也。”，甚至于将不同地区生产的姜进行了阐述：“干姜今惟出临海、章安，两三村解作之。蜀汉姜旧美，荆州有好姜，而并不能做干者。”[11]

　　中华人民共和国的历版药典，对药材生姜的记载也处于不断的完善中。1953年版的《中华人民共和国药典》并未记载生姜，而1963年版的《中华人民共和国药典》收录的生姜药材有干姜(Rhizoma Zingiberis)和生姜(Rhioma Zingiberis Recens)2种，并分别记载了它们的来源、鉴别、炮制、主治功能、用量等[12]。1977年版《中华人民共和国药典》在介绍这2种生姜药材之外还增加了姜流浸膏(一种干姜制剂)、姜酊(姜流浸膏的乙醇提取物)[13]。1985年版《中华人民共和国药典》收录的生姜药材种类与1977年版基本一致，但在对生姜和干姜的描述方面略有差异。1985年版药典中增加了性味与归经部分，且在生姜炮制部分增加了对姜皮的介绍。1990年版《中华人民共和国药典》在干姜炮制部分增加了姜炭的介绍[14]。而1995年版《中华人民共和国药典》中将炮姜(Rhioma Zingiberis Preparata)从干姜部分分离出来，单独介绍[15]。其后在2000年版《中华人民共和国药典》中对干姜的描述中又增加了检查部分，对其总灰分含量有了限制[16]。2005年版《中华人民共和国药典》对生姜的描述与2000年版无较大差别[17]。到了2010年版《中华人民共和国药典》，干姜描述中又增加了对浸出物和6-姜辣素的含量要求，关于生姜含量测定，也详细介绍了测定方法、对照品溶液和供试品溶液的制备等[18]。直到2015年版《中华人民共和国药典》在含量测定部分，对姜炭、干姜、炮姜的6-姜辣素含量都有了具体要求[19]。综上可看出历版《中华人民共和国药典》中关于生姜药材的阐述一直处于变化中，从最初无成分检查，到后来对生姜药材某些具体的有效化合物有含量要求，药典对生姜药材的收录和阐述越发完善。

　　纵观对生姜的整个认识、应用历程，人们对生姜的认知利用都在不断发展，多个时期的主要发展方向亦不同，大体可以划分为生姜发现及初步应用阶段、生姜药效探索总结阶段、生姜广泛应用阶段和生姜提取物研究利用阶段(图1)。

　　2 有效成分

　　生姜中含多种化学成分，主要为挥发性油脂、姜辣素、二苯基庚烷类化合物、黄酮类化合物以及生姜多糖(表1)，此五大类化合物，是生姜具有止吐、抗氧化、杀菌、抗癌等功效的主要物质基础。

　　2.1 挥发性油脂

　　生姜的挥发性油脂一般指生姜用水蒸气蒸馏法蒸馏时，随水蒸气蒸馏出的与水不溶的油状液体[20]。生姜挥发性油脂又名姜精油(Ginger essential oil)，几乎不含高沸点成分，具有浓郁的芳香气味，主要用于食品及饮料的加香和调味。不同种类或不同产地的生姜中的挥发性油脂的各化学成分含量会有不同，因此有药用价值和食用价值之分。在王颖[21]的研究中测定了多地干姜和鲜姜的6-姜酚含量的差异，并指出这可能与生姜的生长环境及气候因素等有关。作为食用的生姜根茎相较于药用生姜根茎而言纤维少、香辛味浓、水分足。姜精油有抑菌、抗氧化作用，能对水果、蔬菜等食物的保鲜起到一定作用。除此之外，生姜油还具有保护胃黏膜细胞的作用，可显著抑制盐酸性和应激性胃黏膜损伤[22]。由于姜精油有抗菌、抗氧化等作用且具有特殊香味，还被应用于化妆品和香料领域，如刮痧时使用的精油和香水。

　　2.2 姜辣素

　　姜辣素是与生姜辣味有关的化合物的总称，是姜的主要成分，其中以6-姜辣素为主[23]。姜辣素主要成分为姜酚类、姜酮类、姜烯酚类、姜二醇类、姜二酮类等化学物质[24]。而姜酚的种类有十多种，其中含量较高的分别为6-姜酚、8-姜酚和10-姜酚[25]。生姜所产生的辛辣口味，与五味中其他的甜、咸、酸、苦并不一样，辣是一种痛觉，根据C9最辣规律，姜辣素中的姜酚比姜酮更辣，而姜醇由于双键数目比姜酚少，所以辣度也比姜酚小[26]。

　　研究结果表明，姜辣素中的多种成分都具有很高的临床应用价值。姜辣素中的姜酚有抗氧化、抗肿瘤、抗神经损伤和保护细胞、抗呕吐等多种生理活性[27]，对四氯化碳和半乳糖胺所致的肝损害有抑制作用[28];姜酮有抗氧化、抑菌的作用[27];姜辣素中的6-姜辣素和10-姜辣素被证明可通过不同的机制来诱导人类结直肠癌细胞的死亡[29];而6-姜醇和6-姜辣素有抗肝癌细胞侵袭的作用[30]。姜辣素作为生姜中的有效化学成分，与生姜的药用价值的高低和作用方向有关，故研究姜辣素中各物质的含量，对不同炮制方法、不同种类的姜的药效研究有重要意义。在中药材质量标准方面，相关法典对生姜制品的姜辣素含量也有规定，如《中华人民共和国药典》2015年版中规定：干姜中6-姜辣素(C17H26O4)含量不能低于0.60%，炮姜中6-姜辣素含量不得少于0.30%。对不同处理后的姜所含姜辣素的含量要求不同，是由于生姜在炮制过程其成分会发生变化，如鲜姜中含大量的6-姜酚，但干姜中不含6-姜酚，是由于6-姜酚在高温或酸性条件下不稳定而生成6-姜醇[31。

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