龔弟鴻，冷建春，楊友均

(1.成都中醫(yī)藥大學(xué) 臨床醫(yī)學(xué)院，成都 610072；2.成都中醫(yī)藥大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，成都 611137)

生姜為姜科植物姜(ZingiberofficinaleRose.)的新鮮根莖，多年生草本植物，別名百辣云、姜根、因地辛、勾裝指等，其根莖肉質(zhì)肥厚，形狀如掌狀[1,2]。生姜喜溫，現(xiàn)廣泛分布于熱帶、亞熱帶以及溫帶地區(qū)，在亞洲、非洲和南美洲種植的較多。在中國，生姜距今已有兩千多年的種植歷史，被廣泛種植在我國中部、東南部以及西南部等，其中地方優(yōu)質(zhì)品種非常豐富，如山東萊蕪大姜、河南張良姜、安徽虎頭姜、四川竹根姜以及廣東風(fēng)姜等[3-5]。

生姜作為烹飪香料其歷史悠久，營養(yǎng)成分十分豐富。鮮姜的含水量約為85%，脂類含量6%～15%，可溶性糖分2%～5%，纖維素含量5%左右，淀粉含量6%～8%，粗蛋白含量8%～10%；生姜中還含有多種維生素、胡蘿卜素、氨基酸、鈣、磷、鐵等人體需要的多種營養(yǎng)元素。不僅如此，生姜中還含有多種具有生物活性功能的物質(zhì)如姜辣素、姜黃素、姜酮、多糖等[6,7]。

大量的體內(nèi)、體外以及臨床研究表明生姜具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、降血脂、降血糖、抑菌以及止嘔等多種藥理功能[8-14]。

1 我國生姜的種植面積和產(chǎn)量

根據(jù)FAO以及中國農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)，全球生姜的年產(chǎn)量約為2000萬噸，主要生產(chǎn)國為中國、印度、尼日利亞和泰國等。近10年間，我國生姜的種植生產(chǎn)規(guī)模增長了70%，2019年我國生姜種植面積已高達(dá)30萬公頃，約占全球生姜種植面積的40%左右，產(chǎn)量高達(dá)1300萬噸以上，與印度、尼日利亞穩(wěn)居全球前三[15]，2012-2019年我國生姜的種植面積和生產(chǎn)總量見圖1和圖2。

圖1 2012—2019我國生姜的種植面積Fig.1 The planting area of ginger in China from 2012 to 2019

圖2 2012—2019年我國生姜年生產(chǎn)總量Fig.2 The total annual production of ginger in China from 2012 to 2019

圖3 2018—2019年中國生姜市場的流通格局Fig.3 The circulation pattern of ginger market in China from 2018 to 2019

由圖3流通格局可知，我國大部分生姜(占比71%)用于國內(nèi)銷售；用于姜制品加工和姜種使用的比例分別為9%和8%。與此同時(shí)，中國也是全球生姜出口大國，生姜出口主要以未磨姜為主，約占生姜出口的95%，主要出口國為美國、日本、韓國和歐盟地區(qū)等。2019年，我國未磨姜出口的數(shù)量為52.35萬噸，同比2018年增長9.8%；出口金額為5.41億美元，同比增長22.4%。2012-2019年中國未磨姜的出口統(tǒng)計(jì)見圖4。

圖4 2012-2019年中國未磨姜出口數(shù)量和金額數(shù)據(jù)Fig.4 China’s unground ginger export quantity and amount data from 2012 to 2019

2 生姜制品

生姜具有濃郁的辛辣味，是家庭中常見的香辛調(diào)味料。生姜還具有增強(qiáng)血液循環(huán)、發(fā)汗、健胃、驅(qū)寒等作用。鑒于生姜的保健價(jià)值和營養(yǎng)價(jià)值，一些傳統(tǒng)的生姜制品被開發(fā)出來且深受大眾喜愛，如糖漬生姜、蜜汁姜絲、醋姜、姜汁茶、姜醋飲料、姜汁凝乳以及含姜小食品姜糖片等[16]。

除上面介紹的姜制品外，利用生姜的藥理功效，一系列具有特定功效的生姜保健食品也被研發(fā)出來，如以生姜為主要原料，加入紅棗、陳皮、蜂蜜等保健食材，可開發(fā)出具有驅(qū)風(fēng)寒、補(bǔ)血益氣、健脾護(hù)胃等功能的生姜功能飲料。生姜的提取物里含有多種活性成分，這些成分已被證明能抑制一定的口腔致病菌，也可增強(qiáng)皮膚活性，因此能用作抗衰老劑、抗氧化劑、抗炎劑和生發(fā)劑等，目前生姜在一些洗護(hù)用品領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用[17]。

3 生姜的主要化學(xué)成分

生姜的化學(xué)成分較為復(fù)雜，目前已鑒定的具有100多種，主要分為揮發(fā)性的姜精油類化合物、非揮發(fā)性的姜辣素類化合物、姜黃素類化合物和活性多糖等幾大類[18]。

揮發(fā)性的姜精油為生姜特殊辛香氣味的主要來源，是無色至淺黃色的揮發(fā)性液體，其含量占生姜總含量的0.25%～3%[19]。生姜精油賦予生姜增香除腥的作用，除作為辛香料使用外，生姜精油也是生姜抗氧化、抑菌等多種藥理功效的重要活性成分之一。采用超臨界CO2提取的生姜精油，對其體外抗氧化和抑菌作用進(jìn)行研究，結(jié)果表明生姜精油能有效地清除DPPH自由基、氧自由基和羥基自由基等，具有顯著的抗氧化活性；在抑菌方面，生姜精油具有抑制一些細(xì)菌和真菌的能力[20]。臨床試驗(yàn)表明，采用生姜精油芳香療法可有效緩解腹部手術(shù)患者術(shù)后的惡心嘔吐癥狀[21]。除食品工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域外，因生姜揮發(fā)油具有的較強(qiáng)的香氣，因此在化妝品領(lǐng)域內(nèi)也被廣泛應(yīng)用[22]。

姜辣素類化合物為一種非揮發(fā)性的油性液體，是生姜辛辣風(fēng)味的主要來源，同時(shí)也是生姜中主要活性成分之一，主要由姜酚類、姜烯酚類、姜酮類以及姜油酮等組成，其中姜酚類的含量最高，約占姜辣素總量的70%～80%[23]。研究表明姜辣素類化合物具有多種生物活性功能，在鎮(zhèn)痛、抗炎、抑菌、抗癌、止吐以及抗氧化等方面的效果顯著[24]。姜辣素類化合物的提取技術(shù)多樣，主要有溶劑浸提法、微波爐輔助提取法以及超聲波輔助提取法等[25]。

姜黃素類化合物是一類二苯基庚烴類化合物，味稍苦，略帶酸性，呈橙黃色結(jié)晶粉末，是生姜中具有藥用活性的重要成分。生姜中姜黃素類化合物的主要成分為姜黃素(占70%左右)，其可作為天然著色劑，越來越多地被廣泛應(yīng)用到制藥、食品加工及染色工業(yè)中。姜黃素的生物活性在抗癌、抗腫瘤、抗炎、抗氧化性、降血糖、降血脂等方面具有顯著的功效。

生姜多糖是一類水溶性化合物，是生姜中的有效活性成分。生姜多糖能有效清除羥基自由基、超氧自由基以及DPPH自由基等，具有較高的抗氧化和抗疲勞等藥理活性。

4 生姜的降血糖藥理活性

生姜具有顯著的降血糖藥理功效，其特性與生姜中具有活性的成分密切相關(guān)。Shidfar對鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)誘導(dǎo)的I型糖尿病大鼠進(jìn)行口服生姜提取物，結(jié)果顯示生姜提取物可有效降低該實(shí)驗(yàn)大鼠的血糖，降血糖效應(yīng)為24%～53%。Tahir等進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，生姜乙酸乙酯提取物(ethyl acetate extract，EAG)具有抗糖尿病性，其能促進(jìn)葡萄糖的攝取，刺激葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-4的表達(dá)并抑制蛋白糖基化。Rondanelli等研究指出生姜汁可使由STZ誘導(dǎo)的I型糖尿病大鼠的空腹血糖顯著下降，且血清胰島素的水平顯著升高；另外生姜汁能抑制由腹腔注射5-羥色胺(5-HT)引起的大鼠血糖上升和血清胰島素水平下降，結(jié)果表明生姜汁能有效降低I型糖尿病的血糖，其作用機(jī)制可能是通過阻斷5-HT受體實(shí)現(xiàn)的。

Tabibi等探究生姜對II型糖尿病患者(未接受胰島素治療)血糖指標(biāo)的影響，對20～60歲的患者隨機(jī)分配進(jìn)行雙盲試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)組和對照組每天分別接受3 g姜粉和3 g乳糖粉(膠囊)，并持續(xù)3個(gè)月，對受試者的血糖指數(shù)、總抗氧化能力(TAC)、丙二醛(MDA)、C-反應(yīng)蛋白(CRP)以及血清對氧磷酶(PON-1)等進(jìn)行測試。結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)者每天接受3 g生姜粉3個(gè)月可改善II型糖尿病患者的血糖指數(shù)、TAC以及PON-1活性等。

黑姜是由生姜發(fā)酵后所得，其水分和脂肪含量會(huì)降低，而微量元素含量則會(huì)明顯提高，保健功能也隨之加強(qiáng)。為探究黑姜中的有效成分姜辣素對高血糖小鼠是否具有降血糖作用，宗寧宇對由四氧嘧啶誘發(fā)高血糖的小鼠進(jìn)行黑姜姜辣素灌胃處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分別與姜辣素灌胃前血糖值相比，高血糖小鼠組和中高血糖小鼠組灌胃后血糖值的下降率分別為68.32%和52.44%；且對于平均血糖濃度而言，高血糖組、中高血糖組與對照組之間的差異極顯著(P<0.01)，由此表明黑姜中的姜辣素對高血糖小鼠具有一定的降血糖作用。

姜酮是生姜中姜辣素的有效成分之一。吳嘉斕等在觀察生姜姜酮及其組合物對實(shí)驗(yàn)性糖尿病小鼠降血糖的作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)姜酮具有顯著的降血糖效果，且降血糖的效果隨一定劑量的加大而越明顯。

生姜的提取物不僅能有效地降低血糖，還能對糖尿病性引起的一些并發(fā)癥起到緩解和保護(hù)作用。糖尿病性白內(nèi)障是糖尿病患者的第二大眼部并發(fā)癥，白夢天等探討了生姜提取物對鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠晶狀體的保護(hù)作用，5組(12只/組)大鼠分別為A組(正常對照組)、B組(糖尿病組)、C1組(糖尿病+生姜灌胃50 mg/kg組)、C2組(糖尿病+生姜灌胃100 mg/kg組)、C3組(糖尿病+生姜灌胃300 mg/kg組)，對A組腹腔注射等體積生理鹽水，其余各組均一次性腹腔注射STZ 65 mg/kg，并同時(shí)給C1、C2、C3組大鼠生姜提取物灌胃處理，A，B組等量生理鹽水處理，以此觀察大鼠實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后第4，8，12周的血糖、晶體變化情況。結(jié)果表明生姜提取物灌胃可顯著降低C1、C2和C3組的血糖值，并與B組間的差異顯著(P<0.05)；同時(shí)生姜提取物灌胃也可延遲糖尿病大鼠晶狀體渾濁時(shí)間并減慢其進(jìn)展速度，呈現(xiàn)一定的濃度依賴性，推測這可能是生姜提取物通過抑制醛糖還原酶(aldose reductase，AR)活性、氧化應(yīng)激反應(yīng)、糖基化終末產(chǎn)物(glycosylation end products，AGEs)的產(chǎn)生和晶狀體上皮細(xì)胞凋亡等途徑實(shí)現(xiàn)的。

由高血糖引起的胃輕癱是糖尿病患者常見的消化系統(tǒng)異常并發(fā)癥之一，患者胃排空減緩，胃運(yùn)動(dòng)下降，Ghrelin具有促進(jìn)攝食和胃腸蠕動(dòng)的作用。陳浩南對生姜中姜辣素對鏈霉素誘導(dǎo)糖尿病大鼠胃腸功能的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)鏈霉素誘導(dǎo)糖尿病的大鼠經(jīng)生姜姜辣素治療后血糖明顯降低，并且糖尿病大鼠過氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)及還原型谷胱甘肽(GSH)水平上升且呈一定的量效依賴關(guān)系而丙二醛(MDA)水平下降，胃Ghrelin的表達(dá)增強(qiáng)，胃排空增強(qiáng)，由此說明生姜中的姜辣素不僅可以降低鏈霉素誘導(dǎo)糖尿病的大鼠的血糖，還能通過抗氧化性有效地改善糖尿病性的胃輕癱癥狀。

5 小結(jié)

在我國，生姜的食用歷史久遠(yuǎn)，民間一直有“冬吃蘿卜，夏吃姜”的說法，古人也常用姜茶驅(qū)寒，治療頭痛身熱、嘔吐、腸炎、暈車、暈船等。

我國是生姜的生產(chǎn)大國，同時(shí)也是消費(fèi)大國，生姜除作為烹飪必不可缺的香辛用料外，目前也以多樣化的形式廣泛地應(yīng)用在人們的日常生活中，如作為食品加工中的調(diào)味品、防腐劑、氧化劑等，化妝品行業(yè)中的香料等。生姜中含有的主要活性物質(zhì)如姜精油類、姜辣素類、姜黃素類以及多糖等都具有不同程度的降血糖作用。隨著人們生活水平的提高，人們的保健意識(shí)也隨之增強(qiáng)，各類具有特定保健功能的飲品、食品也備受人們喜愛。未來可依據(jù)生姜能調(diào)節(jié)血糖、降低血糖的特點(diǎn)，有針對性地研發(fā)生姜新的、多樣化的藥用價(jià)值和保健價(jià)值，充分利用生姜藥食兩用的特點(diǎn)，增加其市場應(yīng)用價(jià)值。