生姜提取物性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
生姜提取物為姜科姜屬植物姜的新鮮根狀莖提取物，主要成分為姜烯、姜醇，沒藥烯，α-姜黃烯、甲基庚烯酮等。姜辣素主要成分為姜油，是黃色油狀液體，味辣而苦，姜辣素可分解為姜烯酮、姜酮、姜萜酮等混合物。具有解表散寒，溫中止嘔，化痰止咳功效。常用于風(fēng)寒感冒，胃寒嘔吐，寒痰咳嗽等。
上圖為生姜及生姜提取物
為姜科姜屬植物姜的新鮮根狀莖。姜屬全世界約80種，中國約有14種。又名火姜、大肉姜。生姜，植株高0.5～1m。根狀莖肥厚，多分枝，有芳香及辛辣味。葉片披針形或線狀披針形，長15～30cm，寬2～2.5cm，無毛，無柄;葉舌膜質(zhì)，長2～4mm?？偦üｉL達(dá)25cm；穗狀花序球果狀，長4～5cm;苞片卵形，長約2.5cm，淡綠色或邊緣淡黃色，頂端有小尖頭;花萼管長約1cm;花冠黃綠色，管長2～2.5cm，裂片披針形，長不及2cm;唇瓣中央裂片長圓狀倒卵形，短于花冠裂片，有紫色條紋及淡黃色斑點(diǎn)，側(cè)裂片卵形，長約6mm;雄蕊暗紫色，花藥長約9mm；藥隔附屬體鉆狀，長約7mm。花期秋季。生境與分布 中國中部、東南部及西南各省區(qū)廣為栽培。亞洲地區(qū)亦常見栽培。
生姜含揮發(fā)油0.25%～3.0%，生姜提取物主要成分為姜醇 (Zingiberol)、姜烯(Zingiberene)、水芹烯 (Phellandrene)、莰烯 (Camphene)、檸檬醛(Citral)、芳樟醇 (Linalool)、甲基庚烯酮、壬醛、d-龍腦 (d-Borneol) 等。生姜揮發(fā)油的芳香性成分有 α-萜品醇、檸檬醛-a和-b、β-倍半水芹烯 (β-Sesquiphellandrene)、芳姜黃烯 (Arcurcumene)、橙花叔醇 (Nerolidol) 和倍半水芹醇 (Sesquiphellandrol) 等。另報(bào)道生姜中含揮發(fā)性成分72種，包括一萜類、倍半萜類、醇類、醛類、酮類和酯類，其中主要有姜烯21.8%、 牻牛兒醇 (Geraniol) 9.4%、牻牛兒醛 (Geranial) 9.9%、 β-沒藥烯 (β- Bisabolene) 7.9%、桉葉素 (1，8-Cinol) 6.2%、萜品醇(α-Terpineol) 5.6%、龍腦5.4%等。生姜揮發(fā)油的主成分因產(chǎn)地等因素而有較大差異。
辛辣成分有生姜酚 (即姜辣素，gingerol) 的同系物6-、8-、10-、12-和14- gingerols與甲基生姜酚 (methylgingerol) 的同系物methyl-6-、methyl-8-、methyl-10-和 methyl-12-gingerols，其中最重要的為6-生姜酚。生姜中辛辣成分的含量為： 6-生姜酚11.88%，8-生姜酚1.67%，10-生姜酚2.38%，而6-姜烯酮 (即6-姜烯酚，6-shogaol) 的含量則極少。生姜酚類為熱不穩(wěn)定成分，在加熱和貯存過程中逐漸脫水生成相應(yīng)的姜烯酮類，或逆醛醇縮合為姜油酮 (即姜酮，zingerone)及相應(yīng)的醛。生姜酚的加熱降解產(chǎn)物還有醛類和酮類，如己醛、辛醛、癸醛、十二酮、2-十一烷酮、2-十三烷酮及姜油酮等。
生姜中還含有姜二酮類 (Gingerdiones)，可能是生姜酚類合成的中間產(chǎn)物，如去甲六氫姜黃素 (Desmethylhexahydrocurcumin) 和六氫姜黃素 (Hexahydrocurcumins) 的姜烯酮同系物; 姜二醇類 (Gingediols)，如甲基姜二醇、姜二醇醋酸酯 (Gingediacetates) 和甲基姜二醇醋酸酯; 二萜類成分紅豆蔻內(nèi)酯 (galanolactone) 和 (E) -8β，17-環(huán)氧賴布當(dāng)-12-烯-15，16-二醛 [(E) -8β，17-epoxylabd-12-ene-15，16-dial]; Aps、Glu及Ser等多種氨基酸和脂類成分。此外，生姜中尚含有膠狀物質(zhì)、淀粉及一些罕見成分。
生姜提取物具有和生姜近乎相同的香氣和風(fēng)味；完全溶解于水中，風(fēng)味可以完全釋放；分散性好，性能穩(wěn)定。
1.抗癌作用 生姜汁液能在一定程度上抑制癌細(xì)胞生長。在一些抗腫瘤藥物中加入生姜提取物能減輕抗腫瘤藥物的副作用。生姜對艾氏腹水癌有抑制作用。生姜水煎液對小鼠肉瘤S180抑制率達(dá)82.2%。
2.對心血管系統(tǒng)的作用 生姜醇提取液對麻醉貓血管運(yùn)動(dòng)中樞有興奮作用，并可直接興奮心臟。正常人口嚼生姜1g(不咽下)，可使血壓平均升高1.49/1.87kPa，對脈率無顯著影響，用姜烯酚給大鼠作靜注，使大鼠血壓呈暫時(shí)性降低，繼則上升，以后又持續(xù)下降的三向性變化，升壓作用能被特拉唑啉所抑制，降壓作用能被切斷迷走神經(jīng)所抑制。
3.抗病原微生物作用 生姜醇提取物對金黃色葡萄球菌、白色葡萄球菌、傷寒桿菌、宋內(nèi)氏痢疾桿菌、綠膿桿菌均有顯著抑制作用，對乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的P/N值有顯著下降作用；生姜水煎劑對傷寒桿菌、霍亂弧菌、沙門氏菌、葡萄球菌、鏈球菌、肺炎球菌有明顯抑制作用，對堇色毛癬菌、陰道滴蟲有一定抑制作用。
4.抗氧化作用 鮮姜提取物5.56mg/mL有清除超氧陰離子自由基 (O2-·) 的作用，2.08mg/mL時(shí)能顯著抑制鼠肝勻漿脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，11.11mg/mL對O2-·誘導(dǎo)的透明質(zhì)酸解聚有保護(hù)作用。對羥自由基HO·，生姜濃度為5μg/kg時(shí)即有顯著清除作用，濃度為20μg/kg 時(shí)清除率達(dá)67.8%。新鮮生姜的抗氧化作用比儲存的生姜強(qiáng)，這可能與芳香性和酚性化合物、生育酚類及磷脂類相關(guān)。姜提取物能抑制脂質(zhì)過氧化所致的DNA損傷，這可能與其清除活性氧及抑制氫過氧化物和氧化產(chǎn)物的形成有關(guān)。
5.調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng) 生姜提取物對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用。6-姜酚與6-姜烯酮均可抑制小鼠自發(fā)活動(dòng)，延長戊巴比妥鈉或環(huán)己烯巴比妥誘導(dǎo)的睡眠時(shí)間，增強(qiáng)其催眠作用，又能對抗戊四氮引起的驚厥，酵母所致大鼠體溫降低及鎮(zhèn)痛，且姜酚的作用強(qiáng)于姜烯酮。生姜油有類似6-生姜酚的生物學(xué)特點(diǎn)及同樣的中樞抑制作用，而且少量 (0.12mL/kg腹腔注射) 時(shí)即顯功效。對中樞神經(jīng)的作用部位是在脊髓以上水平，其機(jī)制可能與抑制興奮突觸的易化過程有某種聯(lián)系。生姜乙醇提取液靜脈注射，可使家兔皮層腦電圖由低幅快波變?yōu)楦叻?。小鼠腹腔注射鮮姜注射液5或10g/kg，有明顯的鎮(zhèn)痛作用。
6.拮抗5-羥色胺(5-HT) 生姜的丙酮提取物能抑制5-HT所致豚鼠離體回腸的收縮，有效作用成分為6-、8- 和10-生姜酚。經(jīng)口攝取100mg/kg丙酮提取物或10mg/kg 6-姜烯酮，能抑制5-HT所致體溫降低現(xiàn)象，丙酮提取物、6-姜烯酮、6-去氫姜二酮、8-和10-生姜酚對5-HT引起的小鼠腹瀉也有抑制作用，其中以6-姜烯酮作用較強(qiáng)。丙酮提取物中所含的一種二萜類成分高良姜內(nèi)酯 (galanolactone) 有較強(qiáng)的抗5-HT作用，能對抗5-HT所致離體豚鼠回腸、大鼠胃和兔胸主動(dòng)脈的收縮。高良姜內(nèi)酯在離體豚鼠回腸 (主要為5-HT3受體) 的抗5-HT作用大于在大鼠胃底條 (含較多5-HT1受體) 及兔主動(dòng)脈條 (主含5-HT2受體) 的作用，因此它是一種5-HT3拮抗劑，與生姜的止嘔作用有關(guān)。
7.對消化系統(tǒng)的作用
(1)抗?jié)?生姜提取物具有抗鹽酸-乙醇性潰瘍作用。分別給大鼠灌胃生姜的丙酮提取物1000mg/kg、丙酮提取物組分Ⅲ30mg/kg、姜烯100mg/kg或6-生姜酚100mg/kg，對鹽酸-乙醇所致胃粘膜損傷均有顯著抑制作用，其抑制率分別為97.5%、98.4%、53.65%和54.4%。生姜抗鹽酸-乙醇性潰瘍的有效成分為姜烯，它能夠保護(hù)胃粘膜。生姜辛味成分6-生姜酚對鹽酸-乙醇所致胃粘膜損傷也有預(yù)防效果。經(jīng)口攝取10%生姜水抽提液可顯著抑制鹽酸性和應(yīng)激性胃粘膜損傷，若用消炎痛阻斷PG合成后，此保護(hù)作用消失，說明其保護(hù)作用可能是由生姜刺激胃粘膜合成和釋放具有細(xì)胞保護(hù)作用的內(nèi)源性PG所致。0.5g/kg生姜水抽提液對無水乙醇和消炎痛所致大鼠胃粘膜損傷也有明顯減輕作用， 能促進(jìn)胃液分泌， 使與胃壁結(jié)合的粘液量增加。此外， 生姜提取物呋喃牻牛兒酮500 mg/kg灌胃，有預(yù)防小鼠應(yīng)激性潰瘍作用。
(2)止吐 生姜浸膏能抑制末梢性催吐藥硫酸銅所致犬的嘔吐，攝取30mL10%～ 50%姜汁也有效，但30mL5%姜汁無效。生姜對中樞性催吐藥阿撲嗎啡所致犬嘔吐及洋地黃所致鴿嘔吐無效，故認(rèn)為生姜具有末梢止吐作用。姜油酮及姜烯酮的混合物也能抑制硫酸銅的催吐作用，其最小有效量為3mg，而生姜酚和姜烯無效。因此認(rèn)為，發(fā)揮止吐作用的有效成分是姜油酮及姜烯酮的混合物。
(3)促進(jìn)胃液分泌 給幽門結(jié)扎大鼠灌胃10%生姜水抽提液2mL，使胃液分泌量、胃液總酸度及總酸排出量均顯著增加。生姜水抽提液對犬胃酸及胃液呈抑制與興奮的雙向作用，最初數(shù)小時(shí)內(nèi)抑制，以后則繼以較長時(shí)間的興奮。向胃內(nèi)灌注25%生姜水抽提液200mL，或空腹給予0.1、0.5或1g生姜，均有促進(jìn)胃液分泌的作用。但食用生姜0.1～1g后，胃蛋白酶對蛋白的消化作用卻降低，脂肪酶的作用增強(qiáng)。胰酶對淀粉、蛋白和脂肪有較強(qiáng)的消化力，而生姜對胰酶有顯著抑制作用，使胰酶對淀粉的糖化作用、淀粉糊精化作用和脂肪消化作用明顯降低。
(4)加強(qiáng)胃腸道運(yùn)動(dòng) 生姜提取物可作用于交感神經(jīng)及迷走神經(jīng)系統(tǒng)，有抑制胃機(jī)能及直接興奮胃平滑肌的作用。6-生姜乙醇提取液靜脈注射，使家兔在體胃運(yùn)動(dòng)幅度短暫降低，對離體大鼠胃底條運(yùn)動(dòng)幅度先興奮后抑制，對離體回腸有收縮效應(yīng)。姜烯酮和6- 生姜酚均能抑制在位胃的收縮，前者作用更強(qiáng)，生姜酚和姜烯酮對腸管平滑肌有松弛作用。生姜提取物經(jīng)堿處理后的分解產(chǎn)物姜油酮灌胃也使家兔腸管松弛，蠕動(dòng)減弱。生姜丙酮提取物75mg/kg，6-姜烯酮2.5mg/kg或6-、8-、10-生姜酚5mg/kg灌胃，均能促進(jìn)炭末在小鼠小腸的推進(jìn)，其作用與滅吐靈和哌雙咪酮相似而較弱。也有報(bào)道6-姜烯酮3.5mg/kg靜脈注射后抑制炭末推進(jìn)，35 mg/kg灌胃則促進(jìn)炭末推進(jìn)。
(5)保肝利膽 生姜提取物的辛辣成分生姜酚和姜烯酮對CCl4性及半乳糖胺性肝損傷均有抑制作用。生姜油0.32和0.4mL/kg灌胃持續(xù)2d，對大鼠CCl4性肝損傷有治療作用，能使血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶 (SGPT) 降低; 0.25mL/kg灌胃持續(xù)5d，對小鼠CCl4性肝損傷有預(yù)防作用，并能降低BSP儲留量。另外，生姜蜂蜜封存液5mL/kg(體重) 灌胃，每日1次持續(xù)7d，對大鼠CCl4性肝損傷有效，其血清SGPT和SGOT明顯降低，肝小葉破壞、肝細(xì)胞脂肪變性和壞死也較輕。此外，它對60%乙醇所致大鼠肝損傷也同樣有效。生姜的丙酮提取液500mg/kg、6-生姜酚或10-生姜酚100mg/kg十二指腸注射，對大鼠均有很強(qiáng)的利膽作用，而其水提取液無明顯作用。6-生姜酚作用比10-生姜酚強(qiáng)，其強(qiáng)度與脫氫膽酸鈉相似。
8.抑制亞硝胺的合成 生姜在模擬胃液條件下對亞硝化反應(yīng)有明顯阻斷作用。在反應(yīng)體系中生姜汁清液對亞硝基二乙胺 (DEN) 合成的阻斷率為75%，生姜汁全液為86%，生姜汁沉淀為8%; 生姜汁清液對亞硝基脯氨酸 (NPRO) 合成的阻斷率為83%。生姜能破壞NO2-·，使體系中NO2-·的含量減少，清液對NO2-·的清除率為86%。生姜中抑制亞硝胺合成的有效成分對熱穩(wěn)定，在沸水中加熱相當(dāng)長時(shí)間后，仍保持相當(dāng)強(qiáng)的活性。
9.其他作用 生姜的醇提取物對麻醉貓血管運(yùn)動(dòng)中樞和呼吸中樞有興奮作用。靜脈注射6-姜烯酮0.5mg/kg，使麻醉大鼠產(chǎn)生短暫無呼吸，與一過性降壓和心率減慢時(shí)間一致，很快恢復(fù)。姜烯酮對豚鼠有明顯鎮(zhèn)咳作用。灌胃0.2mL/kg生姜油，對豚鼠過敏性支氣管痙攣和卵白蛋白所致過敏性腸肌收縮有抑制作用，并能劑量相關(guān)地拮抗組胺、乙酰膽堿所致豚鼠回腸收縮反應(yīng)。6-姜烯酮可促進(jìn)神經(jīng)末梢某些活性物質(zhì)釋放，如P物質(zhì)、生長抑制素、腸促胰酶肽和血管活性腸肽等。姜油酮能促進(jìn)腎上腺髓質(zhì)釋放兒茶酚胺，特別是腎上腺素。生姜酚和姜烯酮對子宮平滑肌有顯著松弛作用。
目前從生姜中提取姜油的方法主要有壓榨法、分子蒸餾法及超臨界萃取法等。
(1)壓榨法 壓榨法是利用壓榨機(jī)械手段對洗凈的生姜進(jìn)行直接處理，以獲取其中的姜油。該法所得姜油量除了與生姜本身的質(zhì)量有關(guān)外，更與生姜的預(yù)處理和壓榨設(shè)施的操作情況有關(guān)。而且，可以通過沉淀分離方法處理壓榨產(chǎn)物，從而得到上清液、沉淀物兩類不同產(chǎn)品。壓榨法獲得的是姜油混合物，包含非揮發(fā)性和揮發(fā)性姜油。
(2)分子蒸餾法 利用分子蒸餾新技術(shù)能夠較好地將姜油中的萜類和姜烯酚類化合物分離開來，且能將姜烯酚類化合物的相對含量提高到85%以上，因此分子蒸餾法更適合生姜精油的精制工藝。
(3)超臨界CO2萃取 超臨界CO2萃取能同時(shí)獲得揮發(fā)性和非揮發(fā)性姜油，由于CO2的惰性和萃取分離在常溫下進(jìn)行，超臨界萃取的生姜精油具有更豐富的化學(xué)成分，香氣更透發(fā)，香味更純正，因此，該法能減少生姜中的不穩(wěn)定成分在分離過程中的分解，其實(shí)際應(yīng)用效果優(yōu)于傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾萃取的生姜精油，而且萃取后的剩余物更有利于綜合利用。
將生姜汁添加到新鮮肉、冷凍肉和熟豬肉餡中，貯存期均可得到延長。姜汁對鹽漬豬肉餡具有延遲其酸敗發(fā)生的作用，且抗氧化作用直接和濃度相關(guān)。將生姜提取物噴于牛肉、羊肉、雞肉上，發(fā)現(xiàn)肉制品在感官和味覺上更受人們喜愛，并且能延長這些肉類的貨架期。張恒采用生姜大蒜提取物保鮮蔬菜得出，生姜大蒜提取物對蔬菜均具有保鮮作用，乙醇提取物的保鮮效果明顯好于水提取物，證明保鮮有效成分含有水不溶性物質(zhì)。當(dāng)姜蒜鮮重(g)與溶劑(mL)之比為 1：60，姜蒜無水乙醇提取混合物的保鮮效果最好，與單一姜或蒜提取物相比，產(chǎn)生了效果疊加。
在使用生姜提取物時(shí)，應(yīng)根據(jù)其擬添加的對象特點(diǎn)采用合適的添加方法。例如，用作食品香料或防腐時(shí)可直接用植物油稀釋后加入;用于啤酒飲料時(shí)直接添加少量或溶于乙醇后再適量添加;用于化妝品、香皂等日化產(chǎn)品時(shí)，用適當(dāng)?shù)闹軇┤芙夂筇砑印?
生姜作為人們生活中一種重要的香辛調(diào)味料，在我國不僅產(chǎn)量大、消費(fèi)廣，而且出口量也居世界前列，但目前我國生姜的加工仍停留在鮮姜及姜粉等初級產(chǎn)品形式，造成生姜資源的極大浪費(fèi)。因此研究生姜油樹脂的制備方法及其性質(zhì)，具有重要的實(shí)用價(jià)值。用現(xiàn)代工藝將生姜制成油樹脂，不僅品質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其傳統(tǒng)調(diào)味料形式，而且具有廣譜的抑菌作用，對細(xì)菌、真菌都有抑制作用，尤其對真菌的抑制作用明顯強(qiáng)于山梨酸鉀。因此有望在今后的食品加工中，減少或部分取代化學(xué)合成防腐劑的用量。同時(shí)它的一劑多用，還能簡化加工工藝，具有經(jīng)濟(jì)合理性，應(yīng)用前景廣闊。
鮮姜注射液對小鼠靜脈注射的安全系數(shù)，為臨床成人用量 (每次肌肉注射2mL) 的625倍以上，沒有局部刺激性，溶血試驗(yàn)陰性。生姜油對小鼠的LD50，腹腔注射為1.23mL/kg，灌胃為3.45mL/kg。急毒致死動(dòng)物死前先后出現(xiàn)活動(dòng)減少，肌肉松弛，靜臥、頸腹部接觸籠底，最后因呼吸麻痹而死亡。生姜酚對小鼠的LD50，靜脈注射50.9mg/kg，腹腔注射109mg/kg，灌胃687mg/kg。姜烯酮對小鼠的LD50，靜脈注射 255mg/kg，腹腔注射59.1mg/kg，灌胃250mg/kg。給雄性小鼠每日攝入95%乙醇提取物100mg/kg持續(xù)3個(gè)月，動(dòng)物的外觀形態(tài)、內(nèi)臟、血象和體重等均未見明顯毒性反應(yīng)。
性味：辛，溫。
功能主治：解表散寒，溫中止嘔。用于風(fēng)寒感冒，咳嗽，胃寒嘔吐。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
生姜提取物
食品
食品用香料
用于配制香精的各香料成分不得超過在GB 2760中的最大允許使用量和最大允許殘留量
生姜提取物
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品