黑姜姜辣素的提取及小鼠降血糖研究

李跃华，宁月宝

内蒙古科技大学生命科学与技术学院，内蒙古包头 014000

生姜是药食两用的草本植物，其茎可以入药使用，新鲜生姜和干姜可作为烹调配料或用于制糖姜、姜油、姜酒、酱菜等。生姜的茎、叶、根茎均能提取芳香油，可将其用于食品、饮料和化妆品香料中。生姜是一种非常有利用价值的经济作物，除含有姜醇、姜烯、姜辣素等物质外，还含有胡萝卜素、硫胺素、核黄素等多种微量元素，具有调味、保健强身等功能。因其具有祛除湿气、驱赶寒气、加速血液循环、温胃散寒、消除醉酒等多种疗养功能，古往今来的医学家们一直将其作为药食两用的保健食品[1]。使生姜发酵成为黑姜以后，它强烈的刺鼻气味会降低，其水分以及脂肪含量也会明显降低，其微量元素含量却会明显提高，各种保健功能也有所加强。

生姜的主要成分姜辣素对减少心脏病发病率和刺激血管有一定作用，可以加快心跳，扩张血管，加快血液流动，使全身发热；还能刺激人舌头上的味觉神经，作用于胃感受器，促使胃黏膜充血，增加肠道的蠕动功能，使消化液分泌增加，增进食欲，起到健胃和保肝利胆作用；还可以杀菌解毒，消肿止痛，尤其是对沙门氏菌的杀灭作用最好。此外，它还具有抗肿瘤、抗氧化、降低中风率等作用，所以提取黑姜中的姜辣素具有很大的意义[2]。本文具体研究姜辣素的降血糖作用，为进一步研发黑姜的药食产品奠定良好的基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

生姜：购于包头市昆都仑区阿尔丁大街和平村农贸市场。

1.2 试剂

主要试剂有无水乙醇、氯仿、正丁醇，购买自包头市广元化工公司；四氧嘧啶，购买自中科瑞泰生物科技有限公司；生理盐水，购买自石家庄鹏海制药有限公司。

1.3 主要仪器和设备

超级恒温水浴锅（型号为601），购买自金坛市医疗仪器厂；循环水式多用真空泵（型号为SHB-111），购买自郑州长城科工贸有限公司；旋转蒸发仪（型号为LABOROTA400），购买自德国Heidolph 公司，大容量高速离心机（型号为L-550）、电热恒温鼓风干燥箱（型号为GZX-GF-101-3-5），购买自上海跃进医疗器械厂；紫外可见分光光度计（型号为T6 新世纪），购买自北京普析通用仪器有限责任公司；血糖仪（型号为YZB/湘0043-2012），购买自三诺生物传感有限公司。

2 方法

2.1 黑姜的制备

黑姜发酵对生姜品质要求很高，在选择时，尽量挑选完整、新鲜、未剥皮、未出现霉腐味的。将挑选好的生姜用水冲洗，再放置到清水中洗刷掉生姜表面的尘土及其他杂物，将清洗后的生姜放入恒温恒湿箱，温度69 ℃，湿度68%，发酵30 d 后，生姜颜色开始变黑，辛辣刺激性的气味变淡，变成黑姜。

2.2 黑姜姜辣素成分提取

2.2.1 将发酵好的黑姜放入50 ℃烘箱中干燥2 周后取出。

2.2.2 将干燥的黑姜放到坩埚中，研磨成粉末，并使其通过60 目筛，得到黑色姜粉。

2.2.3 称量20 g 黑姜姜粉，盛放到滤纸中，包好，放入500 mL 索氏提取器里，加入400 mL 80%乙醇，提取到无色蒸馏液，将温度调至80 ℃，约8 h 以后取出萃取物。

2.2.4 将提取液取出后，里面含有不可溶性杂质，使用循环水式多用真空泵抽滤。

2.2.5 提取液中还混有乙醇，使用旋转蒸发仪将乙醇除去。

2.2.6 在乙醇除去以后的剩余提取液中加水，使其溶解，再加石油醚，使用玻璃棒搅拌均匀，使用分液漏斗使溶液分层，静置片刻后将叶绿素等脂溶性物质除掉，保留下层溶液，并将其取出。

2.2.7 在取出后的下层溶液中加正丁醇，使用玻璃棒搅拌均匀，使用分液漏斗使液体分层，静置片刻后将蛋白质和糖类物质除掉，保留上层溶液，并将其取出。

2.2.8 取出的上层液体中混有正丁醇，使用旋转蒸发仪将其除去，把溶液浓缩，在烘干箱中将其烘干，密封贮存备用[3]。

2.3 黑姜姜辣素的含量测定

将溶液置于石英比色皿中，在280 nm 波长处测定吸光度值，测量样品吸光度，计算姜辣素的提取率[4]。

2.4 小鼠实验

2.4.1 小鼠高血糖模型的建立

2.4.1.1 实验动物分组

把小鼠随机分成两组，对照组10 只，实验组20 只。

2.4.1.2 小鼠称重

用电子天平称得30 只小鼠平均体重。

2.4.1.3 腹腔注射

所有小鼠禁食不禁水12 h。在避光条件中，给实验组小鼠的腹腔注射剂量为20 mg/kg 的四氧嘧啶溶液，一次性注射完成。对于对照组的小鼠，给其腹腔注射同等剂量的生理盐水[5]。

2.1.4.4 测小鼠血糖值

测血糖时，用末端采血针刺破小鼠尾部末端皮肤，顺着尾巴挤出少许血液，吸入血糖试纸中，采血结束后用酒精棉擦拭小鼠尾尖取血处[6]。通过血糖仪检测小鼠的血糖浓度，把检测出的血糖浓度高于7.0 mmol/L 的小鼠归为高血糖小鼠，再根据测得的血糖浓度把高血糖小鼠按照血糖高低分成两组，即高血糖值组（平均23.9 mmol/L）、中高血糖值组(12.7 mmol/L)，并称量小鼠体重[7]。

2.4.2 黑姜姜辣素对小鼠降血糖的作用研究

将实验组小鼠分为2 组：高血糖值组和中高血糖值组，用黑姜姜辣素给实验组小鼠连续灌胃14 d，给药量为400 mg/kg，在给小鼠灌胃的第7 天和第14 天禁食12 h 以后，刺破小鼠尾端采血，并且测量其血糖值。

2.5 数据的统计与分析

使用SPSS 19.0 统计分析软件对所记录和收集的数据进行统计与分析[8]。

3 结果与分析

3.1 黑姜姜辣素的提取率

将溶液置于石英比色皿中，在280 nm 波长处测定吸光度值，测量样品吸光度，计算姜辣素的提取率，平行实验三份，提取2 h，测得提取率分别为1.21%、1.11%、1.08%，最终得出姜辣素平均提取率为1.13%。

3.2 黑姜姜辣素对高血糖小鼠的降血糖作用

结果见表1。

表1 黑姜姜辣素对小鼠血糖的影响

从表1 可知：高血糖值组小鼠的灌胃后血糖值与灌胃前血糖值相比，血糖下降率为68.32%，中高血糖值组小鼠的灌胃后血糖值与灌胃前血糖值相比，血糖下降率为52.44%；就平均血糖浓度而言，高血糖值组、中高血糖值组与对照组之间均差异极显著(p ＜0.01)，表明黑姜姜辣素对高血糖小鼠具有一定的降血糖作用。

4 结语

通过本实验，我们研究了黑姜姜辣素对高血糖小鼠的降血糖作用。对于由四氧嘧啶诱发高血糖的小鼠，黑姜姜辣素灌胃可起到良好的降血糖作用。其中，中高血糖值组小鼠的血糖值已恢复至正常水平，效果较好；高血糖值组小鼠血糖值均有所下降，大部分小鼠空腹血糖值恢复至中高水平，小部分小鼠空腹血糖值恢复至正常水平。实验表明黑姜姜辣素对高血糖小鼠的血糖有降低作用，且对健康小鼠的血糖基本无影响，对小鼠体重的影响较小。我们还发现，实验小鼠的血糖值越高，血糖的下降率就越高。至于黑姜姜辣素的降血糖机理，对受损胰岛细胞功能的改善情况，有待于进一步研究。