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姜Zingiberis Rhizoma是姜科(Zingiberaceae)姜屬ZingbierBoehm. 多年生草本植物姜ZingiberofficinaleRosc. 的根莖,是常用的中藥材,是藥食兩用植物。藥用部分為新鮮根狀莖,具有解表散寒、溫中止嘔、化痰止咳、解魚(yú)蟹毒的功效。姜的化學(xué)成分可歸為3類(lèi):精油、姜辣素和二苯基庚烷類(lèi)。姜精油是指從根莖中用水蒸氣蒸餾的方法提取出來(lái)的揮發(fā)性成分,幾乎不包含高沸點(diǎn)成分,具有濃郁的芳香氣味,外觀顯示為透明、淺黃到桔黃的液體,是一種復(fù)雜的混合物。姜的香氣部分風(fēng)味取決于其精油成分,香氣成分主要有姜烯酚、姜醛、姜醇、姜酮、樟烯等十幾種芳香物質(zhì),精油量是衡量生姜加工特性的重要指標(biāo)。隨著分析技術(shù)的發(fā)展,對(duì)姜精油的組成取得了一系列進(jìn)展。為有效鑒定其成分,分析前多采用液相色譜(LC)法將姜精油分為碳?xì)浠衔锖秃趸衔?,甚至將含氧化合物進(jìn)一步分成若干組分。姜精油成分主要為萜類(lèi)物質(zhì),如單萜類(lèi)α-蒎烯、β-水芹烯,倍半萜類(lèi)的α-姜烯、β-紅沒(méi)藥烯等。這2類(lèi)物質(zhì)的含氧衍生物大多有較強(qiáng)的香氣和生物活性。
姜酚類(lèi)結(jié)構(gòu)中都有C3-羰基和C5-羥基,使得姜酚的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定,在酸性條件下,C-4的活潑氫極易與C-5的羥基一起脫水形成姜烯酚;在加熱或堿性條件下,C-4和C-5間的碳碳鍵斷裂形成姜酮和相應(yīng)的醛(圖 3)。姜酚在姜中的量較少,穩(wěn)定性差,對(duì)于提取分離工作加大了難度。
王麗等利用HPLC測(cè)定母姜與子姜中6-姜酚、8-姜酚和10-姜酚的量,采用InertsilODS-SP色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)分析,二元線(xiàn)性梯度洗脫,紫外檢測(cè)器在280 nm波長(zhǎng)下檢測(cè),結(jié)果顯示母姜與子姜中6-姜酚量分別為3.061 4、1.775 2 mg/g,8-姜酚量分別為0.966 0 、0.782 1 mg/g,10-姜酚量分別為0.751 4、0.478 0 mg/g。陳燕等以辣椒堿作外標(biāo),用C18色譜柱,水-乙腈作流動(dòng)相梯度洗脫,使用光電二極管陣列檢測(cè)器(PDAD),采用程序加溫方式,用HPLC測(cè)定了姜油樹(shù)脂中以姜酚和姜烯酚為代表的姜辣素,此法無(wú)須純品標(biāo)樣,但所測(cè)結(jié)果是姜酚總量。張雪紅等采用HPLC法,使用6-姜酚對(duì)照品,用Bondpak C18色譜柱,以甲醇-水-冰乙酸(35∶64∶1)溶液為流動(dòng)相,在體積流量1.0 mL/min下,用標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法不經(jīng)分離直接測(cè)定了姜中的6-姜酚。曲翔等以6-姜酚肟為內(nèi)標(biāo)測(cè)定姜及其制品中6-姜酚的量,色譜柱為Diamonsil C18柱,流動(dòng)相為乙腈-水系統(tǒng)梯度洗脫,體積流量1 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm,結(jié)果表明,6-姜酚在10.55~2 700 μg/mL,6-姜酚肟在10.43~2 670 μg/mL時(shí)峰面積與質(zhì)量濃度呈良好線(xiàn)性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為0.998 3和0.999 8。6-姜酚的檢測(cè)限為2.12 μg/mL,6-姜酚肟的檢測(cè)限為2.09 μg/mL。6-姜酚對(duì)6-姜酚肟的相對(duì)校正因子為1.285,相對(duì)保留時(shí)間為1.782,RSD<2.4%,用內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法測(cè)定的結(jié)果無(wú)顯著差異,測(cè)得生姜、干姜和姜酒中6-姜酚量分別為1.86、3.04、0.115 mg/g。王維皓等以自制6-姜酚為對(duì)照品,用Alltech C18色譜柱,以乙腈-甲醇-水(43∶5∶52)作流動(dòng)相,在280 nm波長(zhǎng)處,采用程序加溫方式,用HPLC標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法測(cè)得生姜中6-姜酚的量在1.35~2.87 mg/g。
采用HPLC可在常溫下測(cè)定,能最大限度地減少誤差,然而,姜酚色譜峰以及內(nèi)標(biāo)都需要姜酚對(duì)照品,是其限制性因素。另外,對(duì)姜酚的測(cè)定方法還有氣相色譜與質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用法、HPLC-MS聯(lián)用法和HPLC與紫外光譜(HPLC-UV)聯(lián)用法。
20世紀(jì)80年代至今,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)姜酚及其同系物的分子結(jié)構(gòu)、藥理作用進(jìn)行了大量研究,證實(shí)了姜酚具有強(qiáng)心、保肝利膽、調(diào)血脂、抗血小板聚集、抗氧化、抗腫瘤、抗炎、止痛的藥理作用。
生姜醇提取物對(duì)麻醉貓血管運(yùn)動(dòng)中樞有興奮作用,對(duì)心臟也有興奮作用,并且可擴(kuò)張血管,促進(jìn)血液循環(huán),研究表明其有效成分是姜酚類(lèi)物質(zhì)。姜辣素中的6-姜酚、8-姜酚和10-姜酚可通過(guò)激活骨骼肌漿內(nèi)質(zhì)網(wǎng)某種相關(guān)酶,增加心肌細(xì)胞肌漿內(nèi)質(zhì)網(wǎng)攝取而加強(qiáng)心肌收縮力,姜酚的強(qiáng)心作用隨側(cè)鏈碳原子數(shù)的增加而降低。
8-姜酚(1×10-6~3×10-5mol)對(duì)豚鼠的離體左心房有增加收縮能力的作用,對(duì)豚鼠右心房既有增加收縮能力的作用,又有變時(shí)性(chronotropic)作用。8-姜酚(3×10-6mol)可以增加離體心房細(xì)胞的縱向收縮的程度和速率。雖然8-姜酚能增加心房收縮壓,但1×10-6~3×10-5mol的8-姜酚幾乎不影響豚鼠左心房的功能。用鈣電極測(cè)定胞間的鈣離子濃度表明:8-姜酚(3×10-6~3×10-5mol)加速心肌網(wǎng)的鈣離子吸收。姜酚(1×10-6~3×10-5mol)激活心肌網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性。
以Wistar 雄性大鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,通過(guò)膽管給予姜酚,0.5~1 h后,大鼠膽汁的分泌顯著增加(作用類(lèi)似于脫氫膽酸鈉)。6-姜酚的利膽作用在給藥4 h后仍很明顯,10-姜酚的利膽作用弱于6-姜酚。
體外實(shí)驗(yàn)證實(shí),姜酚可以抑制凝血酶原激酶誘導(dǎo)的血小板聚集。姜提取物可抑制血小板環(huán)氧合酶產(chǎn)生,抑制凝血酶原激酶產(chǎn)生、血小板聚集,且存在劑量-效應(yīng)關(guān)系。干姜水提物能強(qiáng)烈抑制血小板聚集,并存在劑量依賴(lài)關(guān)系。Karen等認(rèn)為姜酚是一類(lèi)新型、有潛力、可望替代阿司匹林的血小板活性抑制劑,姜酚抑制花生四烯酸誘導(dǎo)的血小板聚集效果與阿司匹林類(lèi)似(EC50=0.75 μmol/L)。
何麗婭等在家兔急性完全性腦缺血再灌注模型上觀察生姜的腦復(fù)蘇效應(yīng)時(shí),發(fā)現(xiàn)生姜提取液(0.7 g/kg)能抑制腦組織脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)的生成,提高腦組織中超氧化物歧化酶(SOD)活性和Na+,K+-ATP酶活性,清除體內(nèi)自由基所造成的神經(jīng)細(xì)胞膜的脂質(zhì)過(guò)氧化性損傷,減輕腦細(xì)胞膜的通透性;能有效保護(hù)缺血再灌注大腦的過(guò)氧化氫酶活性,同時(shí)改善缺血組織代謝和缺氧狀況,減少乳酸生成,從而減輕組織代謝性酸中毒;一定程度上保護(hù)細(xì)胞膜的完整性。生姜提取液中的主要成分為姜酚,推測(cè)生姜提取液的上述抗氧化活性是由姜酚產(chǎn)生的。
Park等利用ICR小鼠皮膚腫瘤模型,證實(shí)6-姜酚具有抗腫瘤刺激因子活性的作用。局部使用6-姜酚可明顯抑制7,12-雙苯蒽引起的雌性ICR小鼠的表皮乳頭狀瘤生成。Park等研究了6-姜酚誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡作用,發(fā)現(xiàn)30~50 mol/L姜酚可明顯抑制HL-60細(xì)胞的DNA合成和活性,研究結(jié)果表明6-姜酚具有細(xì)胞毒活性和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡作用。
生姜乙醇提取物中的6-姜酚可明顯抑制Dat lon’s淋巴腹水瘤細(xì)胞和人淋巴細(xì)胞生長(zhǎng),顯著抑制中國(guó)大田鼠卵巢細(xì)胞和Vero細(xì)胞生長(zhǎng),并明顯抑制DNA對(duì)胸腺嘧啶核苷酸的攝取。
干姜醇提物及其所含姜酚和姜腦有顯著滅螺和抗血吸蟲(chóng)作用,5 mg/L姜酚可完全消除曼氏血吸蟲(chóng)毛蚴對(duì)蝸牛以及尾蚴對(duì)小鼠的感染。Manjree等報(bào)道了6-姜酚可抑制昆蟲(chóng)生長(zhǎng),使昆蟲(chóng)厭食、體積收縮直至死亡。
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