生姜品質(zhì)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(lǐng)*

(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，武漢 430072；2.湖北省蔬菜種質(zhì)創(chuàng)新與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430072；3.中華人民共和國(guó)武漢海關(guān)，武漢 430040;4.恩施來(lái)鳳縣農(nóng)業(yè)技術(shù)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(zhì)根莖為食用器官，富含多種營(yíng)養(yǎng)元素和活性物質(zhì)，具有抗炎鎮(zhèn)痛、抗氧化、降血糖、降血脂、抗抑郁、健胃護(hù)肝等療效，是食品、醫(yī)藥及化工產(chǎn)品的重要原料[1-2]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，我國(guó)是世界上生姜栽培面積最大的國(guó)家，總收獲面積占世界總收獲面積的39.05%，生產(chǎn)總量占比超過(guò)世界總量的70%，生姜年出口量達(dá)到53.77萬(wàn)噸，占世界生姜出口總量的69.89%[3]。

生姜在我國(guó)各地均有栽培，大多以傳統(tǒng)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(chǎn)量等方面差異較大。近年來(lái)，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，姜及其制品在國(guó)內(nèi)外的需求量越來(lái)越大，姜的引種和種植日益受到重視，尤其是生姜加工業(yè)的發(fā)展，生姜加工產(chǎn)品日益增多，對(duì)生姜品種的經(jīng)濟(jì)性狀提出了更高的要求。因此，本研究對(duì)我國(guó)不同生姜資源營(yíng)養(yǎng)成分和6種主要活性成分的含量進(jìn)行了比較分析，以期為生姜高附加值的開(kāi)發(fā)利用、品質(zhì)鑒定和品種引進(jìn)篩選提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

實(shí)驗(yàn)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(chǎn)地，于2019年4月種植于恩施市來(lái)鳳縣綠水鎮(zhèn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)品，20 mg/支，含量≥98%(HPLC)，CAS號(hào)(貨號(hào))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(shí)驗(yàn)方法

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

姜辣素含量的測(cè)定采用高效液相色譜法，參考陳可可等的方法改進(jìn)[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(jìn)樣體積：20 μL；流動(dòng)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(cè)波長(zhǎng)：280 nm。

對(duì)照品溶液的配制：稱(chēng)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(biāo)準(zhǔn)品對(duì)照母液，于4 ℃避光保存。

樣品溶液的配制：分別稱(chēng)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(jī)濾膜過(guò)濾，在室溫下進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用單因素Duncan統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行差異顯著性檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 營(yíng)養(yǎng)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(zhì)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(dá)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(dá)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(zhì)含量在測(cè)定的樣品中差異十分顯著，以北上生姜最高，達(dá)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(zhì)檢測(cè)Table 1 The quality inspection of ginger samples

2.2 姜辣素含量分析

首先進(jìn)行混合標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定，依據(jù)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)品的峰面積，以姜辣素的含量為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的色譜峰面積為縱坐標(biāo)進(jìn)行線(xiàn)性回歸計(jì)算，回歸方程、相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。

表2 6種姜辣素的線(xiàn)性關(guān)系Table 2 The linear relationship of six gingerols

續(xù) 表

根據(jù)6種標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時(shí)間和圖譜，結(jié)合各個(gè)樣品的峰面積計(jì)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(jiàn)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(dá)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(guò)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(lèi)物質(zhì)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(jié)論

生姜的根莖營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)十分豐富，由100多種化學(xué)物質(zhì)構(gòu)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(fā)現(xiàn)干姜中總姜酚含量在9.6～29.6 mg/g之間[6]，而本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)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(gè)樣品的品質(zhì)檢測(cè)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(zhì)含量達(dá)到15.85%，含量?jī)H次于北上生姜，粗纖維含量?jī)H為2.8%，除抗壞血酸含量略低外，其他檢測(cè)的各項(xiàng)指標(biāo)均表現(xiàn)優(yōu)異，其品質(zhì)的優(yōu)異特征可用于鮮食生姜及生姜食品的開(kāi)發(fā)。同時(shí)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(zhì)含量均表現(xiàn)優(yōu)異，在食品、醫(yī)藥和工業(yè)中均有一定的應(yīng)用潛力。其他產(chǎn)地的優(yōu)異生姜品種如以汁多渣少著稱(chēng)的銅陵生姜，其粗纖維含量達(dá)到3.6%，在供測(cè)樣品中含量最高，與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道相比[7]，其蛋白質(zhì)含量和抗壞血酸含量均大幅降低，優(yōu)異特性發(fā)生了改變，這可能與銅陵生姜的適應(yīng)性有關(guān)，由于種植環(huán)境的改變導(dǎo)致其部分性狀發(fā)生變化。此現(xiàn)象在供測(cè)的其他生姜樣品中也有所體現(xiàn)，如本實(shí)驗(yàn)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(kāi)展的肥料研究中檢測(cè)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(duì)生姜品質(zhì)造成一定影響，因此進(jìn)行生姜品種引進(jìn)前有必要進(jìn)行小面積的生姜適應(yīng)性觀察與檢測(cè)。

姜辣素是生姜重要的特征成分，是一種非揮發(fā)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(zhì)的總稱(chēng)，是生姜發(fā)揮藥理作用的主要活性成分，包括姜酚類(lèi)、姜烯酚類(lèi)和姜酮類(lèi)等不同類(lèi)型，其中姜酚類(lèi)物質(zhì)含量最高，姜烯酚類(lèi)物質(zhì)和姜酮類(lèi)物質(zhì)相對(duì)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(diào)味料[10]。通過(guò)對(duì)10種生姜樣品中姜辣素成分及含量的分析，發(fā)現(xiàn)所有檢測(cè)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(cè)結(jié)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(dá)到8.227 mg/g，這與陳可可等的研究結(jié)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(cè)到的6-姜酚含量(1.53%)。有研究發(fā)現(xiàn)姜酚類(lèi)物質(zhì)熱穩(wěn)定性差，鮮姜中姜酚是主要的活性成分，高溫干燥時(shí)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為姜烯酚，其辛辣味更濃，具有更高的生物活性[13]。王強(qiáng)偉等也研究發(fā)現(xiàn)干燥后生姜姜烯酚的含量明顯高于鮮姜[14]。本實(shí)驗(yàn)對(duì)生姜采用直接干燥法進(jìn)行烘干處理可能是導(dǎo)致以上差異的原因之一，同時(shí)不同的生姜品種、栽培環(huán)境、提取方式和分析方法均可能導(dǎo)致以上差異。分析姜烯酚的檢測(cè)結(jié)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(fā)現(xiàn)類(lèi)似的規(guī)律，這與Zick等[15]關(guān)于姜烯酚含量的發(fā)現(xiàn)相同，但姜酚含量規(guī)律存在差異。

本研究發(fā)現(xiàn)不同的生姜品種之間可溶性蛋白、干物質(zhì)含量等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)存在較大差異，在恩施進(jìn)行優(yōu)異生姜品種引進(jìn)時(shí)發(fā)現(xiàn)部分生姜良種的優(yōu)異性狀有所丟失，因此生姜品種引進(jìn)前的適應(yīng)性觀察是必不可少的。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)分析了10種生姜資源的主要營(yíng)養(yǎng)成分和6種姜辣素組分，發(fā)現(xiàn)萊蕪大姜和湖南小黃姜分別在產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、姜辣素含量上優(yōu)勢(shì)明顯，為生姜的高附加值的開(kāi)發(fā)利用、品質(zhì)鑒定及品種引進(jìn)提供了一定的理論基礎(chǔ)。