生姜中姜辣素的提取与应用研究进展

生姜为姜科植物姜的根茎，是传统的药食兼用食品，生姜中含有多种功能活性成分，具有多种功能活性，姜辣素是其中主要功能活性成分之一。姜辣素不仅是生姜辣味的主要呈味物质，也是生姜多种功能性的主要功能因子，在医药、食品、调味品、化妆品和卫生等领域具有广阔的应用前景。

研究表明，姜辣素是由多种物质构成的混合物，决定生姜的辣度和风味，其结构复杂但都含有 3-甲氧基-4-羟基苯基官能团，根据其官能团连接的烃链不同，可分为姜酚类、姜烯酚类、姜酮、姜二酮类和姜二醇类等不同类型。

姜辣素的提取

研究生姜中姜辣素的提取，对于生姜的高值化利用、发展生姜产业具有重要的意义，生姜中姜辣素常用的提取方法包括压榨法、有机溶剂提取法、分子蒸馏法、酶解法、超声波提取法、微波辅助提取法、超临界 CO2 萃取法等。

① 压榨法。压榨法是直接通过机械压榨得到生姜粗提液，然后采用沉淀分离的方法得到少量的姜辣素，此操作操作简单，时间短，但提取率较低且杂质较多，需进一步工艺纯化分离。

② 溶剂提取法。溶剂提取就是依据相似相溶原理，考虑姜辣素的溶解性，选择适当的溶剂，尽量多地将姜辣素类成分溶出，同时控制和减少其他成分溶出。目前常采用甲醇、乙醇、丁醇、丙酮等极性较大的溶剂，但考虑到姜辣素的食用安全性，所用溶剂主要为乙醇。目前，国内有关生姜中姜辣素溶剂提取研究相对较多。影响生姜中姜辣素溶剂提取的因素主要有乙醇浓度、料液比、温度、时间和提取次数。溶剂提取易于操作，工艺简单、适于工业化生产，但也存在提取时间长、产品杂质多、提取温度较高影响姜辣素活性、经济效益较差等问题，影响其工业生产应用。

③ 超声辅助提取法。超声辅助提取即利用超声波的空化、机械和热效应等，有效破坏生姜细胞结构，促使姜辣素类成分快速溶出，提高姜辣素提取率。超声辅助提取可缩短提取时间、能耗较低、提取温度较低，有利于保护姜辣素活性，提取效率较高，是一种生姜姜辣素提取的有效方法，但也存在噪音较大，成本较高问题。

④ 微波辅助提取法。微波辅助提取是利用微波的选择性加热，瞬间产生高温高压，导致生姜细胞壁破裂，减少传质阻力，姜辣素被快速溶出。微波辅助提取生姜中姜辣素具有选择性好、提取时间短、提取效率高等优势，但该工艺前期设备成本相对较高，未能实现工业化生产，现仅限于实验室研究。

⑤ 酶辅助提取法。酶辅助提取法就是利用酶反应高度专一性的特点，选择相应的酶，特异性地分解生姜细胞壁组成，破坏细胞壁致密结构，减少传质阻力，加快姜辣素类成分溶出，常用的酶有纤维素酶和半纤维素酶。目前，国内有关酶辅助提取生姜中姜辣素研究较少。酶辅助提取法是一种反应条件温和、提取率较高的姜辣素提取方法，但也存在提取时间相对较长、提取过程条件要求严格、成本较高等问题，目前仅限于实验室研究。

⑥ 超临界CO2萃取法。超临界CO2萃取法是通过调整温度和压力影响超临界流体溶解能力，达到分离纯化的目的。具有无溶剂残留，纯度高，操作工艺简单，安全性高，但也存在分离回收夹带剂困难等问题。

⑦ 协同辅助提取法。采用2种或2种以上提取技术协同辅助提取生姜中姜辣素，可实现方法优势互补。如CO2萃取法与乙醇水溶液结合进行连续液-液萃取，不仅能有效去除姜油树脂中杂质，而且能缩短分离纯化时间，得到姜辣素和6-姜酚含量均高的液体姜辣素，为姜辣素提取提供一种有效的新工艺路线。

姜辣素的应用

1、在食品中的应用

生姜自古以来就在人们生活中发挥不可缺少的作用，可作为食材、调味品以及药材。现代研究表明，姜辣素具有良好的抑菌特性和抗氧化性，在食品加工中具有广阔的应用前景。

芒果糖片的加工中加入姜辣素后，能减少芒果片的糖和水分的损失，多步优化后能减少芒果中存在的天然生物活性化合物的损失，提高整体感官分数且颜色差异较小，使芒果糖片的营养和功能品质得到大幅度改善。

在果蔬饮料加工中加入姜辣素，能充分发挥其良好功能特性，改善果蔬汁存放时间较短的缺点，延长饮料的货架存放期，同时减少人工防腐保鲜剂的加入。

此外可以将提取的姜辣素直接放入馅料中，作为调味料均匀入味，放入鱼类等海鲜食品中可增加去腥效果，并有效避免在食用过程中姜粗颗粒的存在影响口感，可以有效的减少脂质氧化，从而延长鱼片的储存期。

在腌制肉制品中，不仅可以清除含有的亚硝酸盐，还可以有效保持肉糜亮度。姜辣素所制成的薄膜可以抑制冷却猪肉脂肪发生氧化，延长猪肉的保鲜期。姜辣素所制得的保鲜膜应用于鸡蛋保鲜中，具有绿色、天然等特点，可延长鸡蛋的贮藏期。

2、在医药保健中的应用

生姜在《太平圣惠方》《神农本草经》《伤寒杂病论》中均有记载，食疗处方单广为流传，药理作用效果显著，而姜辣素作为生姜中主要活性物质之一，具有抗炎和调节血脂等活性。

通过建立2,2-偶氮二（2-甲基丙基咪）二盐 酸盐（AAPH）脂质体诱导的呕吐模型，姜辣素中的姜酚类物质能有效改善消化道疾病引起的呕吐，抑制率可达 85%，同时也可缓解化疗患者恶性肿瘤引起的呕吐现象，可作为止吐的新型药物。

在防治鱼类的多丝虫病中，姜辣素可替代药剂，10-姜辣素浓度为4 mg/L 时可保护健康鱼类不受多丝状体寄生虫感染，浓度2 mg/L的10-姜辣素能显著降低草鱼的感染率和平均感染强度，提高草鱼的成活率。

3、在化妆品中的应用

姜辣素常与生姜中的其他成分应用于化妆品领域，在洗发水中，添加富含姜辣素的姜汁可有效清除头皮中的污垢和抑菌头皮细菌生长，具有良好的稳固发根和防止脱发的效果。

在护肤品中，姜辣素不仅起到抗皮肤氧化的作用，还可以有效清除面部肌肤的油脂和抑制细菌生长，减少了油豆的出现，含有姜辣素的面膜，可以起到消炎祛痘和镇定肌肤的作用。

姜辣素以特有的风味以及疗效应用于各领域中，深受消费者喜爱，具有广阔的应用前景，但在加工成品应用中还存在一些问题。在食品领域中，姜辣素所含有的酚类物质化学性质极不稳定，在果蔬饮料加工中易与淀粉、蛋白质等生物大分子结合产生沉淀，造成饮料澄清效果差，降低产品品质，所以在实际应用中，需要考虑适当增加澄清工艺改善这一问题。

在医药品领域中，由于生姜产地不同，导致姜辣素的组分含量不一样，大量提取导致生姜原材料不必要的浪费，所以需根据相应疗效效果需求，选择组分含量较高的生姜原料提取。在化妆品行业中，因姜辣素具有一定的刺激性且不同人群肌肤的角质层不同，所以较佳添加量要根据不同肤质做进一步的研究。

参考资料：

[1]孙璐,赵晓燕,朱运平等.生姜中姜辣素的功能性及其应用研究进展[J].粮油食品科技,2020,28(04):138-144.

[2]于泽,韩肖洋,陈静等.生姜中姜辣素的提取与功能研究进展[J].食品研究与开发,2023,44(03):219-224.

[3]徐未芳,王桂林,范建凤等.生姜中姜辣素提取工艺研究进展[J].现代农业科技,2020(06):221-222+226.

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品及功能性食品的开发与研究。