科普 | 植物“黄金”——姜黄

一、引言

想必大家都吃过一种植物，它叫做生姜，但提到姜黄，很多人常以为它是生姜中的姜肉。但真的如此吗？其实这二者并没有直接联系，只是姜黄的植物形态以及根茎与生姜较为相似而已，二者是营养与性味功能存在显著区别的同科不同属植物。姜黄是一种多年生草本植物，属于姜科姜黄属，又称宝鼎香、郁金，因其颜色为纯正的黄色，再加上它含有丰富的营养价值，故民间称其为植物界的“黄金”。

姜黄植物通常生长在热带以及亚热带地区，是一种多年生草本植物，株高最长可达 2 m，根茎发达，株身最多可长12片叶子。叶子可长到 1 m，呈长方形或披针形，上部为深绿色，下面为淡绿色。叶鞘和叶柄的长度与叶片相似。姜黄花通常为淡黄色或淡红色，而最主要的是姜黄有一个生长在土壤以下的根茎，见图1。这种植物主要因其根茎而栽培，其特征是根茎具有粗糙的分段表皮，这也是姜黄被药用以及食用的主要部位。姜黄根茎长度为 2.5～7.0 cm，直径为 2.5 cm，具有温和的气味和苦涩的味道^[1]。

图1姜黄花与姜黄根茎（图源于https://www.3fadao.com）

姜黄最早起源于印度，在中国、斯里兰卡、西非和东非等热带国家广泛种植^[2]。我国姜黄的主要产地位于四川与云南，四川多个县所产的家种姜黄，个小、皮薄、营养含量高，主要作为药用。云南各县产的野生姜黄，个头大、营养含量较低，主要用于色素提取^[3]。此外，我国还从印度、缅甸等地进口姜黄，这主要是因为姜黄是咖喱的主料。

印度有一部医书名叫《阿育吠陀》，古印度人在书中将姜黄视为可纯化身体的天然药物，可以治疗发热、炎症以及消化系统疾病等。而我国明代医者缪希雍在《神农本草经疏》写道：“姜黄，味苦胜辛劣，辛香燥烈，性不应寒。苦能泄热，辛能散结，故主心腹结积之属血分者。兼能治气，故又云下气。总其辛苦之力，破血除风热，消痈肿，其能事也”，体现出自古姜黄就展现出一定的药用价值^[4]。姜黄具备的营养价值与它的天然营养成分息息相关，本篇科普将带领读者了解姜黄具备的营养成分与药用价值。

二、姜黄的生物活性物质

姜黄主要由3种物质组成：姜黄素（77%）、去甲氧基姜黄素（17%）和去二甲氧基姜黄素（3%）。此外，还含有挥发油，如姜黄酮、蓝酮，以及碳水化合物、蛋白质和树脂等。如图2所示，姜黄的主要成分是姜黄素，也被称为二阿魏酰甲烷^[5]。它是一种带有黄橙色色调的结晶物质。该分子由两个4-羟基-3-甲氧基苯基键合到一个不饱和碳桥，即α,β-双酮。姜黄素是一种不太稳定的物质，能迅速从中性溶液转变为碱性溶液。除此之外，姜黄中还含有其他化学成分。

图2 姜黄素的化学结构式与姜黄素粉末图（图源于http://www.txjpharm.com）

2.1  萜烯

研究人员已经证明，姜黄含有多种萜烯，包括单萜烯和倍半萜烯，还有双去甲氧基姜黄素、姜黄醇B、姜黄醇A等倍半萜类化合物。还有研究人员利用固相微萃取技术鉴定出姜黄含有更多倍半萜类化合物，如α-姜黄烯和α-姜黄酮^[6]。此外，还发现了单萜烯，如松皮烯和β-黄檀烯。研究人员还在姜黄提取物中发现了一种单萜烯，即萜烯-4-醇^[7]。

2.2精油

研究表明，姜黄的不同部分含有多种生物活性精油。经气相色谱-质谱分析，在姜黄根状茎中发现了蒎烯、β-月桂烯、α-茶树烯、对伞花烃、桉树醇、γ-萜烯、α-萜烯、β-石竹烯、β-金合欢烯、γ-姜黄烯、莪术酮和月桂酮等化合物^[8]。

2.3植物甾醇

植物化学研究还表明姜黄中存在具有药理学特性的植物甾醇。研究发现，新鲜和干燥的姜黄根茎的乙醇油树脂部分，发现了两种植物甾醇：豆甾醇、β-谷甾醇。

2.4酚类化合物

通过植物化学检测，研究发现，姜黄中含有多种具有生物活性的酚类化学物质，如二甲氧基姜黄素、二氢姜黄素和双去甲氧基姜黄素。研究还进一步发现了2-甲氧基-4-乙烯基苯酚和异长叶酚等化合物。

2.5有机酸类化合物

此外，研究人员还发现姜黄中含有香豆酸、咖啡酸、辛酸、没食子酸、原儿茶酸等有机酸类物质^[9]。

三、姜黄的药理作用

姜黄中的主要成分为姜黄素以及类姜黄素。姜黄素类作为一种酚类化合物，其药理作用主要体现在抗炎、保护心脑血管、治疗代谢紊乱等领域，见图3。

图3姜黄的药理作用示意图（图源于作者）

3.1 抗炎作用

通过控制炎症信号通路和阻止炎症介质的合成，姜黄显示出抗炎特性，这与姜黄素密不可分。以下是其控制炎症信号通路和阻止炎症介质合成的一些常见方式：

抑制 NF-κB 信号通路：NF-κB 是一种转录因子，在炎症反应中起主导作用。姜黄素能靶向作用于IKKβ（IκB 激酶 β），阻止 IKKβ 对 NF-κB 抑制因子 IκB 的磷酸化和降解，从而阻止 NF-κB 转位至细胞核并调节炎症基因的转录，减少促炎性细胞因子的转录^[10]。

抑制 MAPK 信号通路：MAPK 途径是炎症信号转导的关键途径。姜黄素可抑制该途径，从而减少细胞因子和趋化因子的产生^[11]。

3.2 治疗心血管疾病

研究发现，姜黄素对心血管疾病（如心肌梗死、急性冠脉综合征和血脂异常）具有良好的治疗效果。姜黄素具有心脏保护特性，可抑制氧化应激、细胞凋亡和炎症。此外，研究表明，姜黄素通过降低低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯来增强脂蛋白代谢，同时增加高密度脂蛋白合成。研究人员观察了姜黄素如何影响冠状动脉疾病患者的心血管风险因素，发现服用姜黄素的人群血液中甘油三酯、低密度脂蛋白水平要低得多^[12]。

3.3 治疗代谢紊乱

肥胖和糖尿病可能是最常见的代谢性疾病。这些疾病与久坐不动的生活方式和高热量、低质量的饮食直接相关。胰岛素抵抗、糖尿病的发病和肥胖机制也与低度慢性炎症有关。研究发现姜黄素能够减缓胰岛素抵抗作用和高脂血症发作，这对控制糖尿病有着有益的影响^[13]。

3.4 治疗自身免疫性疾病

姜黄素可以减轻多种炎症和自身免疫性疾病的炎症，如脑脊髓炎、关节炎、动脉粥样硬化和自身免疫性神经炎。姜黄素已被证明可以抑制类风湿关节炎中促炎细胞因子（如IL-1β）、趋化因子（如MCP-1）和生长相关癌基因/角化细胞趋化因子（GRO/KC）的表达^[14]。此外，姜黄素已被证明可以减少粘附分子（β3和β7整合素）的基因表达，从而减少关节炎症。系统性红斑狼疮是一种自身免疫性疾病，可引起炎症并持续很长时间。它的特点是自身抗体和免疫复合物在不同器官会逐渐积累，自身反应性和炎症性T细胞会逐渐增加，血浆促炎细胞因子会异常升高，姜黄素有效地调节这些指标，从而对起到一定的治疗效果^[15]。

四、姜黄的其它用途

姜黄除了上文提到的药理作用之外，它在日常生活中还有其它用途。姜黄是“宫廷黄”染料的原材料，作为一种食品源天然染色剂，姜黄色一度在服装界颇为流行，见图4。此外，姜黄味辛香可防虫杀菌，由它所染成的面料常制成产妇及婴幼儿衣物。姜黄染色方法简单，通过浸泡就可染色，与不同媒染剂混合使用时，还可得到不同的颜色。

图4 姜黄色服装（图源于https://zhuanlan.zhihu.com）

此外，姜黄也被称为“黄金佐料”。人们常吃的咖喱的黄色并不是色素染色，而是来源于姜黄，见图5，数据显示咖喱粉中姜黄素的含量为50~580mg/100 g。

图5 姜黄咖喱饭（图源于https://www.douguo.com）

五、姜黄与生姜的分类学关系

了解了姜黄以后，我们不妨对姜黄和常见的生姜做个比较，姜黄外观多为椭圆形，颜色深黄，断面橙黄色，气味特异；生姜多为不规则块状，有明显的姜辣味，颜色较浅，偏淡黄，肉质断面白色，有细小的纤维；此外，如表1所示，展示了姜黄和生姜的生物学分类关系。

表1 姜黄和生姜的生物学分类关系（自制）

六、姜黄的种植、加工及副作用信息

6.1 姜黄的种植

气候土壤：喜温暖湿润（20～30℃），耐旱怕涝，宜选疏松肥沃、排水好的沙壤土。

种苗处理：选用健康根茎，切块（带1或2芽眼），草木灰消毒后种植。

播种管理：春播（3～4月），行距30～40cm，覆土3～5cm，保持土壤湿润。

田间管理：生长期除草、追肥（有机肥+磷钾肥），雨季注意排水。

采收：8～10个月后叶片枯黄时采挖，鲜用或加工。

6.2姜黄的加工

姜黄的加工主要包括以下步骤：

清洗与分切：去除杂质，切片或切块便于干燥。

干燥：自然晾晒或50～60℃热风干燥，保留姜黄素。

研磨：制成粉末，用于调料或保健品。

深加工：溶剂提取姜黄素（纯度＞95%）。

产品应用：如姜黄粉、染料、食品等。

6.3 姜黄的副作用

姜黄可使胆囊问题恶化，如果有胆结石或胆管阻塞，请勿使用姜黄。凝血障碍患者请勿使用姜黄，它具有抗凝血效果，会增加瘀伤和出血的风险。糖尿病患者正在食用降血糖药物时，请咨询医师再使用姜黄，因为姜黄会降低血糖，和药物同时使用将会造成低血糖。有胃部疾病的患者，也应该谨慎使用，姜黄会导致一些人胃部不适，这可能会使胃食道逆流疾病等胃部问题恶化。贫血和缺铁者摄取大量姜黄可能会阻止铁的吸收，应谨慎使用姜黄。

七、结语

姜黄作为一种药食同源植物，具有宝贵的医学价值，同时作为生活中的天然染料添加剂食品添加剂，它对于社会的发展也同样重要。由于其与生姜外表相似，常常被人混淆，因此，本篇科普向读者介绍了姜黄这种植物，希望能够让更多人了解这种植物的价值。那么阅读完本篇科普文章的你，下次见到姜黄能够分得清吗？

参考文献

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[13]  Mello R N, Gois B P, Kravchychyn A C P, et al. Dietary inflammatory index and its relation to the pathophysiological aspects of obesity: a narrative review[J]. Arch Endocrinol Metab, 2023, 67(6)： e000631.

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审稿人意见

这篇文章介绍了姜黄是一种被称为“植物黄金”的多年生草本植物，与生姜同科不同属，主要以其黄色根茎为价值核心。其富含姜黄素、萜烯、精油等多种生物活性成分，具有显著的抗炎、心血管保护、代谢调节及缓解自身免疫疾病等药理作用。此外，姜黄还广泛应用于天然染料和食品添加剂（如咖喱）等领域，兼具药用、食用和工业价值。文章通过澄清姜黄与生姜的区别，强调了这种植物的多重用途和重要性。但是，还存在一些问题：

1. “二、姜黄的生物活性物质”部分，出现文字重复；

2. “2.3 植物甾醇”部分，出现文字重复，萜烯-4-醇为单萜烯类成分，非甾醇类化合物；

3. “2.4 酚类化合物”部分，香豆酸、咖啡酸等属于有机酸类成分，非酚类化合物；

4. 药理作用中提及“抑制炎症信号通路”，但未具体说明关键通路名称（如NF-κB或COX-2），建议补充关键机制；

5. “四、姜黄的其它用途”部分，出现文字重复；

6. 建议补充姜黄与生姜的分类学关系说明，以及区分二者的依据；

7. 补充姜黄的种植、加工及副作用信息。