生姜品質成分及姜辣素的比較

周潔,覃竹山,吳金平,文生巧,符家平,肖穎,馬君瑞,郭鳳領*

(1.湖北省農業科學院經濟作物研究所，武漢 430072；2.湖北省蔬菜種質創新與遺傳改良重點實驗室，武漢 430072；3.中華人民共和國武漢海關，武漢 430040;4.恩施來鳳縣農業技術推廣中心，湖北 恩施 445700)

生姜(ZingiberofficinaleRoscoe)為姜科多年生草本植物，以地下肥大的肉質根莖為食用器官，富含多種營養元素和活性物質，具有抗炎鎮痛、抗氧化、降血糖、降血脂、抗抑郁、健胃護肝等療效，是食品、醫藥及化工產品的重要原料[1-2]。據聯合國糧農組織統計，我國是世界上生姜栽培面積最大的國家，總收獲面積占世界總收獲面積的39.05%，生產總量占比超過世界總量的70%，生姜年出口量達到53.77萬噸，占世界生姜出口總量的69.89%[3]。

生姜在我國各地均有栽培，大多以傳統的地方品種為主，如萊蕪大姜、銅陵生姜、湖南小黃姜、四川竹根姜、福建紅芽姜等，根莖大小在100～4000 g，品種之間在纖維素和姜辣素含量、產量等方面差異較大。近年來，隨著我國農業及市場經濟的發展，姜及其制品在國內外的需求量越來越大，姜的引種和種植日益受到重視，尤其是生姜加工業的發展，生姜加工產品日益增多，對生姜品種的經濟性狀提出了更高的要求。因此，本研究對我國不同生姜資源營養成分和6種主要活性成分的含量進行了比較分析，以期為生姜高附加值的開發利用、品質鑒定和品種引進篩選提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與試劑

實驗樣品：生姜資源為萊蕪小姜、銅陵生姜、萊蕪大姜、恩施鳳頭姜、北上生姜、廣西小黃姜、安徽小黃姜、湖南小黃姜、成都生姜和云南生姜，分別采自各原產地，于2019年4月種植于恩施市來鳳縣綠水鎮香溝村，10月底收獲后洗凈備用，其中部分生姜樣品采用直接干燥法烘干后打粉備用。

標準品：6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、6-姜烯酚、8-姜烯酚、10-姜烯酚和抗壞血酸(Vc)，均采自上海源葉生物科技有限公司，分析標準品，20 mg/支，含量≥98%(HPLC)，CAS號(貨號)依次為23513-14-6(B21838)、23513-08-8(B21860)、23513-15-7(B21741)、555-66-8(B21839)、36700-45-5(B21861)、36752-54-2(B50330)、50-81-7(B21293)。

1.2 實驗方法

可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定，粗纖維含量采用酸性洗滌法測定，抗壞血酸含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，干物質率采用直接干燥法測定。

姜辣素含量的測定采用高效液相色譜法，參考陳可可等的方法改進[4]。具體方法：色譜條件為色譜柱：Inertsil ODS-3(5 μm×250 mm×4.6 mm)；柱溫箱：40 ℃；進樣體積：20 μL；流動相：水(A)-乙腈(B)。程序梯度洗脫：0～2 min，50% B；2～25 min，50%～90% B；25～35 min，90% B；35.01 min回到50% B，平衡15 min。流速：1 mL/min，檢測波長：280 nm。

對照品溶液的配制：稱取6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、6-姜烯酚、8-姜烯酚和10-姜烯酚各20 mg，置于20 mL容量瓶中，用甲醇超聲溶解后定容至20 mL作為標準品對照母液，于4 ℃避光保存。

樣品溶液的配制：分別稱取供試樣品姜粉1.0 g，置于10 mL容量瓶中，用甲醇超聲溶解后定容至10 mL，振蕩搖勻后以15000 r/min離心5 min，取上清液用0.45 μm有機濾膜過濾，在室溫下進行檢測。

1.3 數據分析

實驗數據采用Excel 2010軟件進行數據處理，利用SPSS 16.0軟件進行統計分析，利用單因素Duncan統計分析進行差異顯著性檢測。

2 結果與分析

2.1 營養成分比較

由表1可知，不同生姜資源的可溶性蛋白、粗纖維、抗壞血酸和干物質等含量存在較大差異。其中可溶性蛋白最高的是恩施鳳頭姜，為5.70 mg/g，其次為湖南小黃姜，為5.34 mg/g，最低的是萊蕪大姜，為1.81 mg/g，而成都生姜、萊蕪小姜、安徽小黃姜和萊蕪大姜的可溶性蛋白含量都在2 mg/g左右，差異不顯著。生姜樣品的粗纖維含量大部分在2%左右，但銅陵生姜的粗纖維含量達到3.6%，而湖南小黃姜僅為1.6%。抗壞血酸的含量以北上生姜的含量最高，達到97.1 mg/kg，其次是萊蕪大姜，為67.2 mg/kg，最低的是云南生姜，為11.2 mg/kg；干物質含量在測定的樣品中差異十分顯著，以北上生姜最高，達到18.19%，其次是恩施鳳頭姜，為15.85%，最低的是萊蕪大姜，為11.34%。

表1 生姜樣品的品質檢測Table 1 The quality inspection of ginger samples

2.2 姜辣素含量分析

首先進行混合標準樣品測定，依據測定的標準品的峰面積，以姜辣素的含量為橫坐標，相應的色譜峰面積為縱坐標進行線性回歸計算，回歸方程、相關系數見表2。

表2 6種姜辣素的線性關系Table 2 The linear relationship of six gingerols

續 表

根據6種標準品的出峰時間和圖譜，結合各個樣品的峰面積計算得到10種供試樣品干樣中的6種姜辣素成分含量及占比，見圖1和表3。

圖1 10種生姜資源干樣中姜辣素含量Fig.1 The gingerol content in dried samples of ten ginger resources

表3 10種生姜資源干樣中6種姜辣素成分占比Table 3 The percentage of six gingerols in dried samples of ten ginger resources %

由圖1可知，10種生姜樣品的干樣中，萊蕪大姜的姜辣素含量最高，達到12.789 mg/g，其次是湖南小黃姜和廣西小黃姜，姜辣素含量分別為11.898 mg/g和11.115 mg/g，萊蕪小姜的姜辣素含量最低，為7.460 mg/g。由表3可知，姜辣素中姜酚為主要成分，超過姜辣素含量的85%，其中以6-姜酚的含量最高，占姜辣素含量的60%～70%左右，8-姜酚和10-姜酚占姜辣素含量的8%～15%左右。姜烯酚中6-姜烯酚含量最高，接近姜辣素含量的10%，占姜烯酚類物質的62.20%～86.27%。10種生姜資源中除北上生姜外，10-姜烯酚的含量均高于8-姜烯酚的含量。

3 結論

生姜的根莖營養物質十分豐富，由100多種化學物質構成，其中姜辣素是主要成分之一。新鮮生姜中的纖維素含量一般為5.2%～5.9%，可溶性蛋白含量為7.9%～10.1%[5]，前人研究發現干姜中總姜酚含量在9.6～29.6 mg/g之間[6]，而本實驗檢測發現可溶性蛋白含量最高僅有0.57%，粗纖維含量在2.5%左右，干姜中總姜酚含量為6.54～11.27 mg/g，以上差異可能是由于不同生姜品種所致。

由10個樣品的品質檢測分析可知，恩施鳳頭姜的可溶性蛋白含量最高，為5.70 mg/g，干物質含量達到15.85%，含量僅次于北上生姜，粗纖維含量僅為2.8%，除抗壞血酸含量略低外，其他檢測的各項指標均表現優異，其品質的優異特征可用于鮮食生姜及生姜食品的開發。同時湖南小黃姜的纖維素含量最低，為1.6%，干樣中姜辣素含量為11.898 mg/g，可溶性蛋白、抗壞血酸和干物質含量均表現優異，在食品、醫藥和工業中均有一定的應用潛力。其他產地的優異生姜品種如以汁多渣少著稱的銅陵生姜，其粗纖維含量達到3.6%，在供測樣品中含量最高，與相關文獻報道相比[7]，其蛋白質含量和抗壞血酸含量均大幅降低，優異特性發生了改變，這可能與銅陵生姜的適應性有關，由于種植環境的改變導致其部分性狀發生變化。此現象在供測的其他生姜樣品中也有所體現，如本實驗中萊蕪大姜的抗壞血酸含量為67.2 mg/kg，高于肖靜在泰安市開展的肥料研究中檢測的萊蕪大姜最高抗壞血酸含量57.28 mg/kg[8]，可能是種植土壤和方式的改變對生姜品質造成一定影響，因此進行生姜品種引進前有必要進行小面積的生姜適應性觀察與檢測。

姜辣素是生姜重要的特征成分，是一種非揮發性的略帶苦味且辛辣的油性黃色液體，是生姜中具有辣味物質的總稱，是生姜發揮藥理作用的主要活性成分，包括姜酚類、姜烯酚類和姜酮類等不同類型，其中姜酚類物質含量最高，姜烯酚類物質和姜酮類物質相對較少[9]。姜辣素因具有生姜辛辣特征的主要有效成分，被廣泛用作食品添加劑和調味料[10]。通過對10種生姜樣品中姜辣素成分及含量的分析，發現所有檢測的生姜干樣中姜辣素含量最高，為12.789 mg/g，與邢穎等的檢測結果略有差異[11]。姜酚在姜辣素中的含量最高，干姜中6-姜酚的含量最高，達到8.227 mg/g，這與陳可可等的研究結果相近。銅陵生姜干樣中6-姜酚的含量為0.59%，其含量大大低于鐘華青等[12]在銅陵鮮姜凍干粉中檢測到的6-姜酚含量(1.53%)。有研究發現姜酚類物質熱穩定性差，鮮姜中姜酚是主要的活性成分，高溫干燥時會部分轉化為姜烯酚，其辛辣味更濃，具有更高的生物活性[13]。王強偉等也研究發現干燥后生姜姜烯酚的含量明顯高于鮮姜[14]。本實驗對生姜采用直接干燥法進行烘干處理可能是導致以上差異的原因之一，同時不同的生姜品種、栽培環境、提取方式和分析方法均可能導致以上差異。分析姜烯酚的檢測結果可得：姜辣素中姜烯酚的含量基本符合8-姜烯酚<10-姜烯酚<6-姜烯酚，而姜酚含量并未發現類似的規律，這與Zick等[15]關于姜烯酚含量的發現相同，但姜酚含量規律存在差異。

本研究發現不同的生姜品種之間可溶性蛋白、干物質含量等營養品質存在較大差異，在恩施進行優異生姜品種引進時發現部分生姜良種的優異性狀有所丟失，因此生姜品種引進前的適應性觀察是必不可少的。實驗檢測分析了10種生姜資源的主要營養成分和6種姜辣素組分，發現萊蕪大姜和湖南小黃姜分別在產量、營養品質、姜辣素含量上優勢明顯，為生姜的高附加值的開發利用、品質鑒定及品種引進提供了一定的理論基礎。