【姜酚和姜醇的研究成果】 6姜酚

姜酚和姜醇的研究成果

由于过去对姜风味成分和药效成分及其在加工贮藏过程中的变化了 解不够清楚，亦或是成分名称翻译不规范等原因，造成了一些姜成分的名称混淆 不清，其中姜酚与姜醇尤为严重，甚至通用，将二者混为一谈，但实际中二者并 非同种成分。姜辣素的主要成分为姜酚类(gingerols)、姜烯酚类(shogaols)、姜酮 类(zingerones)、姜二酮类(gingerdiones)、姜二醇类(gingerdiols)等不同类型[6].孙 亚青等[7]利用蒸馏萃取法(SDE)从姜中萃取生姜精油，通过GC、GC-MS技术进 行定性与定量分析，精油的主要成分以萜烯类化合物为主。

采用峰面积归一化法进行计算，姜精油中姜醇的相对量为0.05%.另外， 对于姜醇的报道也存在很多不同的认识。因此，本文就姜中姜酚以及挥发油中的 姜醇成分的结构、药理作用以及应用进行探讨。

1姜酚 1.1姜酚的结构 姜酚有文献称其为姜辣素、姜醇等，但它们与姜酚是不同的概念。姜 辣素(pungentprinsiple)是姜中一类与辛辣味相关物质的总称，包括姜酚类、姜脑 类等。而姜醇为生姜挥发油中的成分。姜酚包括单芳环和双芳环庚烷2类。单芳环姜酚又包括6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚和12-姜酚、甲基-6-姜酚等，结构见图1. 双芳环庚烷类姜酚也包含许多成分，其结构差异主要是芳环取代基不同。

姜酚类结构中都有C3-羰基和C5-羟基，使得姜酚的化学性质极不稳定， 在酸性条件下，C-4的活泼氢极易与C-5的羟基一起脱水形成姜烯酚;在加热或碱 性条件下，C-4和C-5间的碳碳键断裂形成姜酮和相应的醛。姜酚在姜中的量较少， 稳定性差，对于提取分离工作加大了难度。

1.2姜酚的分析测定 姜酚是姜中的主要活性成分，对姜酚的准确测定对于姜及其产品的品 质鉴定以及姜的药效学研究具有重要意义。由于姜酚在姜中的量少，干扰测定的 成分多，化学和热不稳定性等，为姜酚准确测定增加了难度。目前姜酚的分析测 定主要是采用高效液相色谱(HPLC)检测。

王丽等[8]利用HPLC测定母姜与子姜中6-姜酚、8-姜酚和10-姜酚的量， 采用InertsilODS-SP色谱柱(250mm×4.6mm,5μm)分析，二元线性梯度洗脱，紫外 检测器在280nm波长下检测，结果显示母姜与子姜中6-姜酚量分别为3.0614、 1.7752mg/g,8-姜酚量分别为0.9660、0.7821mg/g,10-姜酚量分别为0.7514、 0.4780mg/g.陈燕等[9]以辣椒碱作外标，用C18色谱柱，水-乙腈作流动相梯度洗 脱，使用光电二极管阵列检测器(PDAD)，采用程序加温方式，用HPLC测定了姜 油树脂中以姜酚和姜烯酚为代表的姜辣素，此法无须纯品标样，但所测结果是姜 酚总量。张雪红等[10]采用HPLC法，使用6-姜酚对照品，用BondpakC18色谱柱， 以甲醇-水-冰乙酸(35∶64∶1)溶液为流动相，在体积流量1.0mL/min下，用标准 曲线法不经分离直接测定了姜中的6-姜酚。曲翔等[11]以6-姜酚肟为内标测定姜 及其制品中6-姜酚的量，色谱柱为DiamonsilC18柱，流动相为乙腈-水系统梯度洗 脱，体积流量1mL/min,检测波长280nm,结果表明，6-姜酚在10.55~2700μg/mL,6- 姜酚肟在10.43~2670μg/mL时峰面积与质量浓度呈良好线性关系，相关系数分别 为0.9983和0.9998.6-姜酚的检测限为2.12μg/mL,6-姜酚肟的检测限为 2.09μg/mL.6-姜酚对6-姜酚肟的相对校正因子为1.285,相对保留时间为 1.782,RSD2.4%,用内标法和外标法测定的结果无显着差异，测得生姜、干姜和姜 酒中6-姜酚量分别为1.86、3.04、0.115mg/g.王维皓等[12]以自制6-姜酚为对照品， 用AlltechC18色谱柱，以乙腈-甲醇-水(43∶5∶52)作流动相，在280nm波长处， 采用程序加温方式，用HPLC标准曲线法测得生姜中6-姜酚的量在1.35~2.87mg/g. 采用HPLC可在常温下测定，能最大限度地减少误差，然而，姜酚色谱峰以及内标都需要姜酚对照品，是其限制性因素。另外，对姜酚的测定方法还 有气相色谱与质谱(GC-MS)联用法、HPLC-MS联用法和HPLC与紫外光谱 (HPLC-UV)联用法[13]. 1.3姜酚的药理作用 20世纪80年代至今，国内外学者对姜酚及其同系物的分子结构、药理 作用进行了大量研究，证实了姜酚具有强心、保肝利胆、调血脂、抗血小板聚集、 抗氧化、抗肿瘤、抗炎、止痛的药理作用。

1.3.1强心作用生姜醇提取物对麻醉猫血管运动中枢有兴奋作用，对心 脏也有兴奋作用，并且可扩张血管，促进血液循环，研究表明其有效成分是姜酚 类物质。姜辣素中的6-姜酚、8-姜酚和10-姜酚可通过激活骨骼肌浆内质网某种相 关酶，增加心肌细胞肌浆内质网摄取而加强心肌收缩力，姜酚的强心作用随侧链 碳原子数的增加而降低[14].8-姜酚(1×106~3×105mol)对豚鼠的离体左心房有增 加收缩能力的作用，对豚鼠右心房既有增加收缩能力的作用，又有变时性 (chronotropic)作用。8-姜酚(3×106mol)可以增加离体心房细胞的纵向收缩的程度 和速率。虽然8-姜酚能增加心房收缩压，但1×106~3×105mol的8-姜酚几乎不影响 豚鼠左心房的功能。用钙电极测定胞间的钙离子浓度表明：8-姜酚 (3×106~3×105mol)加速心肌网的钙离子吸收。姜酚(1×106~3×105mol)激活心肌网 Ca2+-ATP酶活性[15]. 1.3.2保肝利胆以Wistar雄性大鼠为实验动物，通过胆管给予姜酚， 0.5~1h后，大鼠胆汁的分泌显着增加(作用类似于脱氢胆酸钠)。6-姜酚的利胆作 用在给药4h后仍很明显，10-姜酚的利胆作用弱于6-姜酚[16]. 1.3.3抗凝血体外实验证实，姜酚可以抑制凝血酶原激酶诱导的血小板 聚集。姜提取物可抑制血小板环氧合酶产生，抑制凝血酶原激酶产生、血小板聚 集，且存在剂量-效应关系。干姜水提物能强烈抑制血小板聚集，并存在剂量依 赖关系[14].Karen等[17]认为姜酚是一类新型、有潜力、可望替代阿司匹林的血小 板活性抑制剂，姜酚抑制花生四烯酸诱导的血小板聚集效果与阿司匹林类似 (EC50=0.75μmol/L)。

1.3.4抗氧化何丽娅等[18]在家兔急性完全性脑缺血再灌注模型上观 察生姜的脑复苏效应时，发现生姜提取液(0.7g/kg)能抑制脑组织脂质过氧化产物 丙二醛(MDA)的生成，提高脑组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性和Na+,K+-ATP酶活性，清除体内自由基所造成的神经细胞膜的脂质过氧化性损伤，减轻脑细胞 膜的通透性;能有效保护缺血再灌注大脑的过氧化氢酶活性，同时改善缺血组织 代谢和缺氧状况，减少乳酸生成，从而减轻组织代谢性酸中毒;一定程度上保护 细胞膜的完整性。生姜提取液中的主要成分为姜酚，推测生姜提取液的上述抗氧 化活性是由姜酚产生的。

1.3.5抗肿瘤Park等[19]利用ICR小鼠皮肤肿瘤模型，证实6-姜酚具有抗 肿瘤刺激因子活性的作用。局部使用6-姜酚可明显抑制7,12-双苯蒽引起的雌性 ICR小鼠的表皮乳头状瘤生成。Park等[19]研究了6-姜酚诱导HL-60细胞凋亡作用， 发现30~50mol/L姜酚可明显抑制HL-60细胞的DNA合成和活性，研究结果表明6- 姜酚具有细胞毒活性和诱导细胞凋亡作用。生姜乙醇提取物中的6-姜酚可明显抑 制Datlon"s淋巴腹水瘤细胞和人淋巴细胞生长，显着抑制中国大田鼠卵巢细胞和 Vero细胞生长，并明显抑制DNA对胸腺嘧啶核苷酸的摄取[20]. 1.3.6其他干姜醇提物及其所含姜酚和姜脑有显着灭螺和抗血吸虫作 用，5mg/L姜酚可完全消除曼氏血吸虫毛蚴对蜗牛以及尾蚴对小鼠的感染。

Manjree等[21]报道了6-姜酚可抑制昆虫生长，使昆虫厌食、体积收缩直至死亡。

2姜醇 2.1姜醇的结构 英文ginge和zinger均为姜的意思，而gingerol和zingiberol都以“ol”结尾， 人们常将2个词都译为姜醇，可能是姜醇与姜酚用词混乱的原因。在一些文献报 道中很多都将姜醇与姜酚混用，实际上大部分是对姜酚的论述，而对姜醇的报道 较少，对于姜醇的结构有很多不同的认识。

林正奎等[22]在四川生姜精油化学成分研究中，利用GC-MS-DS技术 和Kovats保留指数的方法在生姜精油中鉴定出42个香气成分。结果表明四川生姜 精油中单萜烯以β-水芹烯为主，单萜含氧组分虽多，但量都较低;而倍半萜量较 高，主要含有α-姜烯、β-红没药烯、β-檀香醇、芳-姜黄烯和姜醇(1)等。且其中含 有高沸点的倍半萜含氧成分，表明四川生姜精油香气的持续性。

Brooks等[23]在生姜精油中发现了一种萜烯醇，称为zingiberol(2)，提 到生姜精油具有持续香味，认为zingiberol赋予了姜持续的香味。

Li等[24]采用GC-MS-DS技术，对水蒸气蒸馏法提取的来风生姜精油进行分析鉴定。结果表明，精油中主要含有单萜类单萜醇、醛、酯等含氧衍生物， 倍半萜类等;高含量的单萜及其含氧衍生物构成了生姜清雅的香气特征。根据GC 主要峰(保留时间33.50)、对应的MS(m/z)和相对丰度与文献中姜醇的匹配度89%, 确定来风生姜的姜醇(3)量为0.51%,经鉴定其分子式C16H28O. Varma等[25]认为zingiberol是β-eudesmo(l顺势环和反式环结合)立体 异构的混合物(4)，并且已经通过NMR法确定。以上得到的姜醇结构见图4. 2.2姜醇的合成 生姜中姜醇的量少，不易分离。姜醇的生产还主要以合成为主。

2.3姜醇的药理作用及临床应用 关于姜醇的报道较少，对其作用的研究更是有限，更多的是将其与姜 酚混淆。

2.3.1抗肿瘤明尼苏达大学研究人员在研究中将40只实验鼠分成2组， 这些鼠均接种人类结肠癌细胞。其中20只鼠在接种癌细胞前后分别注射6-姜醇， 每周3次，每次0.5mg.另外20只实验鼠以同样方式注射稀乙醇溶液，作为对照组。

实验结果表明，注射6-姜醇的实验鼠体内癌细胞生长速度比对照组明显要慢。实 验鼠体内肿瘤约在接种癌细胞15d后形成，注射6-姜醇的实验鼠仅有4只体内出现 可以检测到的肿瘤，而对照组实验鼠体内形成肿瘤的数目高达13只。注射6-姜醇 的20只实验鼠体内形成肿瘤的时间也比对照组明显滞后，前者为接种癌细胞后 38d,后者是28d.Park等[27]利用ICR小鼠皮肤肿瘤模型，证实6-姜酚具有抗肿瘤刺 激因子活性的作用。局部使用6-姜酚可明显抑制7,12-双苯蒽引起的雌性ICR小鼠 的表皮乳头状瘤生成。Park等[27]研究了6-姜酚诱导的HL-60细胞凋亡作用。发现 30~50μmol/L姜酚可明显地抑制HL-60细胞的DNA合成和活性，6-姜酚诱导产生 的细胞毒和抑制细胞繁殖物质与细胞凋亡有关，研究结果表明6-姜酚具有细胞毒 和细胞抑制剂作用。

2.3.2在静脉穿刺困难患者中的应用陈美琴[28]选择45例浅静脉穿刺 困难的患者，采用自身对照法，试验组使用姜醇局部涂擦后一次穿刺成功率为 93.3%,而对照组1次穿刺成功率仅为62.2%;静脉炎组11例的红、肿、痛症状有明 显改善，有5例患者硬化血管弹性得以恢复。结果表明，姜醇的使用能够提高浅 静脉穿刺困难患者的静脉一次穿刺成功率;使用姜醇对于静脉炎的治疗有一定的疗效。

2.3.3在预防长春瑞滨所致化疗性静脉炎中的应用张春贵等[29]将72 例肺癌手术后化疗患者随机分为实验组和对照组，对照组采用常规方法预防长春 瑞滨所致的化疗性静脉炎，实验组在常规治疗的基础上采用姜醇与紫花烧伤膏外 涂进行预防，观察并记录输注长春瑞滨2个疗程后静脉炎的发生情况，结果表明， 局部外涂姜醇与紫花烧伤膏能有效降低化疗性静脉炎的发生。

3结语 姜是一种开发价值很大的经济作物，在医药、食品、香料工业中开发 前景广阔。作为传统中药，历版《中国药典》都有收载。其成分复杂，主要是倍 半萜和单萜类，生物活性多样，具有抗微生物、调节血脂、抗炎、抗衰老等作用。

其成分包括精油、姜辣素和二苯基庚烷类成分。姜酚类成分为姜辣素主要活性成 分，分为单芳环和双芳环庚烷2类，对姜酚的准确测定对于干姜及其产品的品质 及姜的药效学研究有着十分重要的意义。由于姜酚的量较少，干扰测定的成分较 多，化学和热不稳定性，增加了其测定的难度。对姜醇的报道较少，部分将姜酚 与姜醇混淆。

药理作用方面，姜酚已被证实具有强心、保肝利胆、调血脂、抗血小 板凝聚、抗氧化、抗肿瘤等作用;姜醇本身报道相对较少，其作用研究更是有限， 与姜酚类似具有抗癌作用，但机制未见报道。

本文就姜酚与姜醇结构及药理作用进行总结和探讨，不难发现对姜酚 的研究较为深入，对其结构和药理作用较为明确;而姜醇的研究则较少，姜醇在 文献中出现多种不同结构，甚至与姜酚混淆，原因主要是：(1)翻译不规范;(2)没 有明确定义姜醇;(3)没有统一的对姜酚的认识等。为了纠正这种情况，应该对姜 中姜酚、姜醇的认识达成共识，并加以定义，形成一种完整的系统理论。