趙二勞,楊潔,劉樂,范建鳳
(忻州師范學院 化學系,山西 忻州 034000)
生姜(ZingiberofficinaleRoscoe)為姜科植物姜的根莖,既是常用中藥,也是傳統(tǒng)烹調(diào)佐餐的調(diào)味佳品,在我國資源豐富[1]。烹調(diào)使用,生姜可去腥除膩,增加鮮味,提高菜肴風味;中醫(yī)應用,生姜具有解表散寒、溫中止嘔、化痰止咳之功效[2]。現(xiàn)代研究表明[3,4],生姜中含有抑菌成分,其抑菌作用是生姜重要功能活性之一,研究生姜抑菌活性對生姜的綜合開發(fā)應用具有重要的實際意義。目前,我國學者對生姜抑菌作用進行了不少研究,取得了一定成果,本文綜述了近10年來生姜抑菌作用在我國的研究現(xiàn)狀,為生姜高值化開發(fā)應用及其抑菌作用的進一步研究提供了參考。
生姜汁是用榨汁機從新鮮生姜中直接榨出的液體。有關(guān)生姜汁抑菌作用的研究報道不多,國內(nèi)僅有2篇文獻。任玉鋒等[5]采用濾紙片擴散法和最低抑菌濃度研究了生姜汁的抑菌作用,發(fā)現(xiàn)生姜汁對粉紅聚端孢、青霉屬、鏈格孢和黑根霉4種病原真菌的抑菌圈直徑分別為21.1,13.5,9.1,8.0 mm,均大于7.0 mm(濾紙直徑),最低抑菌濃度分別為12.5%,50%,50%,50%。表明生姜汁對該4種供試菌種均有較強的抑制作用。劉光明等[6]以青霉素為陽性對照,采用濾紙片(直徑6 mm)研究了生姜汁的抑菌作用,發(fā)現(xiàn)濃度0.5 mg/mL的生姜汁對白色葡萄球菌的抑菌圈直徑為28 mm,遠大于青霉素的抑菌圈,對大腸桿菌的抑菌圈為8.0 mm,而青霉素沒有抑菌圈,表明生姜汁對該2種供試菌中均有不同程度的抑制作用。
生姜抑菌成分多以乙醇溶液為提取劑,常輔以微波或超聲波提取,從而有效提高提取率。近10年來有關(guān)生姜提取液抑菌作用的研究相對較多。鄧年方[7]以微波輔助乙醇從大肉姜中提取抑菌成分,研究了其對食品中幾種常見污染菌的抑制作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該提取物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、酵母菌和黑曲霉的MIC值分別為0.03125%,0.0625%,0.078%,0.1250%,且在一定的溫度、pH環(huán)境條件下抑菌活性基本穩(wěn)定,表明大肉姜提取物對該4種供試菌種都有明顯的抑制作用。韓金榮等[8]研究發(fā)現(xiàn)生姜粗提液對黃曲霉菌和黑曲霉菌均有抑制作用,對黑曲霉菌的抑菌直徑為21.80 mm,對黑曲霉菌的抑菌直徑為16.83 mm,可見對黑曲霉菌的抑制作用強于黑曲霉菌。申曉慧[9]采用濾紙片法測定了生姜提取物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的抑菌活性,得到對金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的MIC為0.125%,對大腸桿菌的MIC為 0.250%,表明生姜提取物對該3種供試菌種均有明顯的抑制作用。李佳琪等[10]比較了鮮姜與干姜的抑菌活性,發(fā)現(xiàn)它們對4種常見菌(金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌和枯草芽孢桿菌)表現(xiàn)出不同的抑制作用,對金黃色葡萄球菌的抑制作用最強,其次為綠膿桿菌、枯草芽孢桿菌,且干姜的抑菌作用強于鮮姜。韋學豐等[11]研究發(fā)現(xiàn)大肉姜甲醇提取物中也含有抑菌成分,對4種供試菌均有抑制作用。另外,鄭俏然等[12]、鄧方年[13]和劉端等[14]的研究都表明生姜乙醇提取液均有一定的抑菌作用,表現(xiàn)出一定的抑菌活性。綜上可見,生姜提取液對多種細菌和真菌均有抑制作用,表明生姜提取液具有廣譜抑菌性。但究竟是生姜中何種組分或哪幾種組分復合起抑菌作用,均未理清。
生姜油是生姜中的主要活性成分之一,具有抑菌作用。王麗霞等[15]采用超臨界CO2提取生姜揮發(fā)油,研究了該油對細菌(大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌)與真菌(黑曲霉、毛霉、根霉和青霉)的抑制作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)生姜揮發(fā)油對供試真菌有較強的抑制作用,抑菌圈直徑大于15 mm,對供試細菌具有較好的抑制作用,抑菌圈直徑大于10 mm。其中對青霉菌的抑制作用最強,MIC與MBC均為0.78%,對黑曲霉的抑制作用也較好,MIC與MBC均分別為0.78%和3.13%,表明生姜揮發(fā)油具有較強的抑菌作用。謝曉林等[16]研究發(fā)現(xiàn)超臨界CO2提取的干姜揮發(fā)油對金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌均有明顯的抑制作用,MIC基本都為250 μg/mL。范紫煊等[17]研究了不同方法提取的生姜精油對大腸桿菌的抑制作用,發(fā)現(xiàn)索氏法與蒸餾法提取的生姜精油都對大腸菌有抑制作用,索氏法與蒸餾法提取的精油抑菌圈直徑分別為73.66,25.48 mm,索氏法提取的精油抑菌效果好于蒸餾法提取的精油。張魯明[18]的研究表明生姜姜油對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、志賀氏痢疾桿菌和蘇云金桿菌都有一定的抑制作用,且對志賀氏痢疾桿菌和蘇云金桿菌的抑制作用最強。羅丹等[19]研究發(fā)現(xiàn)姜油對3種番茄致病菌(旱疫病菌、灰霉病菌和瘡痂病菌)均有一定的抑菌作用,對番茄旱疫病菌、番茄灰霉病菌和番茄瘡痂病菌的MIC分別為5.00,10.00,20.00 μg/mL,同時,試驗還表明姜油對3種番茄致病菌的抑制作用可能是通過抑制菌絲體正常生長、繁殖和破壞菌絲體細胞膜來達到。
生姜姜辣素也是生姜中主要活性成分之一,具有抑菌作用。張云玲等[20]分別采用95%乙醇和自來水浸提生姜中的姜辣素,以標準品6-姜酚為陽性對照,探討了生姜中姜辣素體外對幽門螺旋桿菌的抑制作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),醇提物姜辣素體外對幽門螺旋桿菌具有很強的抑制作用,最小抑菌濃度為1.00 mg/mL,標準品6-姜酚的最小抑菌濃度為0.02 mg/mL,而水提物無抑菌活性,表明水提法基本不能從生姜中提取出姜辣素。推測姜辣素抑制幽門螺旋桿菌的機制可能是姜辣素中6-姜酚與幽門螺旋桿菌生長所需的一些酶相互作用,抑制了幽門螺旋桿菌的生長,進而殺死幽門螺旋桿菌。李萍等研究了超聲輔助無水乙醇提取的生姜姜辣素的抑菌作用,通過瓊脂-空洞擴散法得出:在試驗濃度范圍內(nèi),姜辣素對供試革蘭氏陰性菌和陽性菌均有一定的抑制作用,抑菌效果屬中度敏感(抑菌圈直徑10~15 mm)。
生姜黃酮為生姜中的功能成分之一,姜少娟等[21]研究了超聲輔助乙醇提取的生姜黃酮的抑菌作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),生姜黃酮對枯草芽孢桿菌、黑曲霉、青霉菌和大腸桿菌的最小抑菌濃度分別為2.5%,5.0%,10%,12%,抑制作用的強弱順序為:枯草芽孢桿菌>黑曲霉>青霉菌>大腸桿菌,表明生姜黃酮對該4種供試菌種有不同程度的抑制作用。
生姜黃酮為生姜中的功能成分之一,宋力等[22]采用超聲輔助乙醇提取生姜中的多酚,以大腸桿菌為供試菌,研究了生姜多酚的抑菌作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在實驗濃度范圍內(nèi),生姜多酚對大腸桿菌的抑菌率為75%,表明生姜多酚具有一定的抑菌活性。
上述研究表明,生姜中油、姜辣素、黃酮和多酚都具有抑菌作用,也表明生姜具有廣譜抑菌作用。
為了增強抑菌作用,多采用生姜提取物與其他物質(zhì)復配的方法。近10年來該方面的研究也相對較多。陳達暢等[23]以生姜提取物為主要原料,分別與茶葉提取物、檸檬酸、Vc等復配,研究其抑菌作用,結(jié)果表明,當總濃度相同時,兩組分復配物大多比單組分生姜提取物的抑菌效果好,其中,尤以生姜提取物與檸檬酸復配物抑菌作用最強,對金黃色葡萄糖球菌、啤酒酵母菌的最小抑菌濃度分別為15.0,8.0 mg/mL。許國權(quán)等[24]研究了生姜乙醇提取物與枸櫞酸復合物的抑菌效果,發(fā)現(xiàn)生姜與枸櫞酸復合物在質(zhì)量濃度C=50 mg/mL時,對3種供試菌均有抑制作用,抑菌作用強弱順序為:金黃色葡萄球菌>枯草桿菌>大腸埃希菌,生姜提取物與枸櫞酸按55∶45 的質(zhì)量復配時,對3種細菌抑制作用最強。陳映等[25]研究了生姜和大蒜提取物聯(lián)合體外抑菌效果,發(fā)現(xiàn)可增強對耐甲氧西林金黃色葡萄糖球菌1420和白色念珠菌標準株ATCC90029的抑菌效果,減少藥物用量,節(jié)約成本。王珺等[26]的研究發(fā)現(xiàn)生姜與大蒜提取液按體積比1∶1的復配液對金黃色葡萄糖球菌、大腸桿菌、黑曲霉和釀酒酵母具有最強抑制作用,優(yōu)于苯甲酸鈉。張海悅等[27]以生姜提取液150 mL、紅棗提取液160 mL、蜂蜜140 g和異抗壞血酸0.3 g復配為養(yǎng)胃保健膏,發(fā)現(xiàn)當該養(yǎng)胃保健膏稀釋比例小于10%時,對能引起胃病的幽門螺旋桿菌有明顯的抑制作用,該研究為系列養(yǎng)胃保健產(chǎn)品的開發(fā)提供了理論基礎。劉沖沖等[28]利用生姜提取液為還原劑合成納米銀材料,研究發(fā)現(xiàn)該材料對8種典型病原菌均有顯著的抑菌效果,其對金黃色葡萄球菌的MIC為25.7 μg/mL。
我國有豐富的生姜資源,開發(fā)應用生姜中抑菌成分具有得天獨厚的資源優(yōu)勢,目前,我國學者對生姜的抑菌作用進行了一定研究,發(fā)現(xiàn)生姜既可抑制革蘭氏陰性菌,又可抑制革蘭氏陽性菌;既可抑制細菌,又可抑制真菌,表明生姜具有廣譜抑菌作用。但總體而言,目前的研究還不夠系統(tǒng),更缺乏應有的力度和深度;既未全面理清生姜發(fā)揮抑菌作用的組成成分,也未闡明生姜抑菌組分的抑菌機制。因此未來研究的方向是既要研究生姜多組分復合的抑菌效果,也要研究生姜單組分的抑菌效果,還要深入探討生姜抑菌組分與抑菌作用的構(gòu)效關(guān)系,為生姜抑菌成分的開發(fā)應用提供理論基礎,實現(xiàn)生姜抑菌產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)。