药用植物姜黄的研究进展

摘要 姜黄是重要的药食两用植物，也是我国传统常用中药材，目前其市售原材料主要来源于人工栽培。姜黄中主要含有姜黄素类和挥发油等有效成分，具有破血行气、通经止痛的功效，现代临床常用于抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗菌、神经保护等，可用作药物、天然抗氧化剂、食品添加剂、着色剂等，具有广阔的应用前景。就近十年姜黄的栽培、化学成分、药理作用、质量评价、资源开发利用等方面的进展进行了总结，以期为姜黄的深入研究和开发利用提供参考。

关键词 姜黄;栽培;化学成分;药理作用;品质评价;资源开发利用

中图分类号 S567.23  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）16-0014-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.16.004

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research Progress of the Medicinal Plant Turmeric

GUO Fang1，2，GU Zhe1，2，JIA Xun-li1，2 et al

（1.Institute of Medicinal Plant Development，Chinese Academy of Medical Sciences，Beijing 100193;2.Yunnan Key Laboratory of Southern Medicinal Resources，Yunnan Branch Institute of Medicinal Plant Development，Chinese Academy of Medical Sciences，Jinghong，Yunnan 666100）

Abstract Turmeric is one of the most commonly used traditional Chinese medicinal materials in China.It is an important variety for both medicine and food.Its commodities mainly come from cultivated products.Turmeric mainly contains curcumin，volatile oil and other effective components，has the effect of blood breaking and qi，meridian pain relief，modern clinical often used for anti-tumor，anti-inflammatory，antioxidant，antibacterial，neuroprotection，etc.Besides being a medicine，it can also be used as a natural antioxidant，food additive，colorant and so on，which has a broad application prospect.With the development of turmeric industry，it is very important to evaluate the quality of turmeric.In this paper，the progress of turmeric cultivation，chemical composition，pharmacological action，quality evaluation，resource development and utilization in recent decades were summarized ，in order to provide reference for further research，development and utilization of turmeric.

Key words Turmeric;Cultivation;Chemical composition;Pharmacological action;Quality evaluation;Resource development and utilization

姜黄为姜科姜黄属多年生草本植物姜黄Curcuma longa L.的干燥根茎，2020年版《中国药典》报道其具有破血行气、通经止痛的功效，被用于治疗胸胁刺痛、风湿疼痛等[1]。作为重要药食两用品种的姜黄使用范围广，遍及医药、食品、保健品、化妆品、染料、农药等领域。姜黄喜温暖湿润的气候条件，主要分布在印度、缅甸、泰国、中国、马来西亚、印度尼西亚等亚洲热带和亚热带地区。我国主产于四川、云南、贵州、广西、台湾、福建等省（区），其中以四川为道地产区。商品姜黄主要来源于栽培品。姜黄主要有效成分为挥发油和姜黄素类化合物，其中姜黄素和姜黄油是姜黄商品理化检验的重要指标[2]。该研究对近十年姜黄在栽培、化学成分、药理、质量评价、资源开发利用等方面的研究进行综述，以期为姜黄的深入研究和开发利用提供参考。

1 姜黄资源分布及栽培技术

姜黄在我国有上千年的栽培历史，其品质形成受品种、产地、栽培管理（播种期、种植密度、施肥、病虫害）等影响较大。

1.1 姜黄品种资源及其分布情况 姜黄品种对其品质和产量影响较大。梁立娟等[3]对同一栽培基地3个不同姜黄品种的产量和有效成分含量进行了分析研究。结果显示，不同品种姜黄的姜黄素和挥发油含量差异显著。因此，在种植姜黄时，为获得品质稳定、高产的姜黄，应注意选择优良品种。庞新华等[4]通过对姜黄种质资源调查，筛选出高产和高含量的品系，高产品系产量最高达18.25 t/hm2，是所测其他姜黄品种产量的1～3倍;高含量品系博白姜黄的姜黄素含量可达3.14%，是所测14批姜黄姜黄素平均含量的2.5倍，且抗病和抗倒伏能力较强。陈钦等[5]通过对8种不同种质的姜黄进行对比，发现2种适于在福建推广种植的姜黄品种，一种姜黄产量最大值可达35 kg/m2 ，约是产量最低品种的2倍，总姜黄素含量为1.996%，8个品种姜黄的平均产量为27.6 kg/m2;另一种姜黄根状茎产量为32.7 kg/m2，总姜黄素含量为 3.838%，是8种姜黄品种姜黄素含量最低的2.5倍。田蜜[6]对四川省8个产区的姜黄种质进行比较，发现乐山地区的姜黄种质较好，比其他产区的植株高、块茎大、农艺性状优良，且姜黄素含量高，可达到其他地区的2倍。陈洁等[7]新培育出的“川姜黄1号”产量高、内在品质优、稳定性好、适应性强，各方面优于“黄丝郁金1号”，适宜在成都金马河流域的双流、崇州、温江等地栽培推广。2020年版《中国药典》规定姜黄中姜黄素含量不低于1%，国内姜黄品种中姜黄素含量普遍为1.156%～1.521% ，而泰国姜黄中姜黄素的含量达到6.431%[8]，是国内姜黄素含量的5倍，是今后值得关注的高含量姜黄品种。

1.2 姜黄栽培技术 土壤条件的不同，姜黄挥发油和姜黄素的含量会有所不同。羊青等[9]研究发现，红壤土中栽培的姜黄挥发油含量（8.0%）明显高于沙壤土中栽培的含量（6.0%）;张兴国等[10]提出，种植姜黄应选择微酸性至中性的疏松肥沃的轻壤土至重壤土。播种期不同，姜黄的产量、挥发油和姜黄素含量差异显著。李隆云等[11]研究发现，2月和3月播种，姜黄产量显著高于4月和5月播种，但是2月播种姜黄挥发油和姜黄素的含量最低，基于产量和品质的双重标准考虑，播种期应该选择在3月20日左右。

合理密植、施肥和病虫防控是姜黄增产的关键措施之一，李隆云等[11]通过试验表明姜黄栽培以12窝/m2，每窝播1个母姜为宜。姜黄宜在5—6月施提苗肥，7—8月施壮姜肥[11]。栽培中常见病虫害有根腐病、叶斑病、姜螟、地下害虫蛴螬及小地老虎等[12]。

2 化学成分研究

姜黄的主要化学成分有姜黄素类、挥发油、黄酮类、糖类、生物碱、有机酸、无机元素等。其中姜黄素类和挥发油成分为其主要药效成分，并且是《中国药典》的含量测定指标。目前姜黄素类化合物发现鉴定了30种以上[13-17]，挥发油类化合物发现鉴定了39种以上[17-22]。姜黄素类化合物主要是聚酮化合物，其母核是二苯基庚烃，目前从姜黄中发现的天然姜黄色素类化合物有30种以上[13-17]，其中主要包括姜黄素、脱甲氧基姜黄素和去二甲氧基姜黄素，分别占70%、10%～20%和10%[18]。姜黄挥发油成分的结构类型主要有吉马烷型、蒈烷型、愈创木烷型、榄香烷型、没药烷型、桉烷型、苍耳烷型等，这些化合物主要是倍半萜类和单萜类[23]。姜黄的化学成分研究见表1。

3 药理作用研究

姜黄中的主要有效成分有姜黄素和挥发油，其中姜黄素的药理作用有抗肿瘤、抗炎、抗纤维化、抗氧化、神经保护等;挥发油的药理作用有抗肿瘤、抗氧化、抗病毒、抗菌等。姜黄药理作用和作用机制见表2。

3.1 姜黄素药理作用研究 姜黄素类化合物是多酚类化合物，其分子结构由β-二酮的庚二烯与两个邻甲基化的酚相连组成，姜黄素的药理作用有抗炎、抗氧化、抗癌、保护线粒体、保护肝脏、保护心脑血管和神经保护等，且应用非常安全[55]。

3.1.1 抗肿瘤作用。姜黄素被美国国立肿瘤所列为第三代癌化学预防药，不仅是有效的抗致突变剂，还是抗促癌剂，对肝癌[56]、胰腺癌[57]、胃肠癌[58]、宫颈癌、前列腺癌[59]等多种癌症的治疗有着巨大的潜力。Mohanty等[60]研究表明，姜黄素提高对肿瘤的杀灭作用的原理是抑制肿瘤细胞的增生、扩散，增强机体对细胞的敏感性，其作用靶点有生长因子、转录因子、酶和基因。凌元亮等[61]采用不同浓度梯度的姜黄素浓度处理结肠癌SW1116细胞，使用EDU（5-ethynyl-2’- deoxyuridine）染色和碳酸脂膜（transwell）分别测定增殖、迁移和侵袭;实时荧光定量PCR（RT-qPCR）法检测miR-199b-5p的表达;Western免疫印迹（Western blot）检测PAK4、MEK、p-MEK、ERK、p-ERK蛋白表达等一系列方法，得出姜黄素通过miR-199b-5p/PAK4/MEK/ERK轴浓度依赖性抑制结肠癌SW1116细胞的增殖、迁移和侵袭，其中PAK4是miR-199b-5p的靶基因。李文娟等[62]在姜黄素对宫颈癌细胞系中c-Jun及JAK-STAT信号传导通路的影响机制研究中得出控制一定的剂量和适合的时间，姜黄素能够下调c-Fos及c-Jun蛋白表达，降低细胞内JAK-STAT信号传导通路活性，进而抑制宫颈癌Hela细胞增殖。宋珂[63]在进行姜黄素调控microRNA-1246及对膀胱癌T24细胞的放疗增敏机制探究中发现，姜黄素和放射治疗都可促进膀胱癌细胞microRNA-1246表达下调，在对肿瘤的治疗中可以使姜黄素及放疗结合，从而共同产生抗肿瘤作用。

3.1.2 抗炎作用。姜黄素的抗炎疗效可以与甾体和非甾体类抗炎药物相媲美，其机制为通过抑制促进炎症反应活性酶和活性氧簇酶类的活性，降低巨噬细胞的活性和蛋白激酶的表达来遏制机体炎症反应的发生。鲍彩彩等[37]在姜黄素对小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎的自噬调节及抗炎作用中，研究发现姜黄素可缓解脑脊髓炎（EAE）病程中的神经功能损伤，下调EAE病程中外周及中枢炎症反应，同时上调中枢Atg-5、LC3-Ⅱ的表达乃至中枢神经细胞的自噬水平，并可能因此限制EAE病程中中枢神经系统（CNS）的炎症损伤过程。研究表明[64]，姜黄素可以通过抑制环氧酶（COX）和脂氧合酶（LOX）的表达促进细胞凋亡来抑制成纤维细胞的生长，从而抑制炎症的发生和发展进程，可以通过酪氨酸蛋白激酶-2/转录激活子-3（JAK-2/STAT-3）信号通路发挥骨性关节炎软骨细胞保护作用，可以通过抑制基质金属蛋白酶（MMPs）功能而发挥软骨细胞保护作用。

3.1.3 抗氧化作用。姜黄素的抗氧化机制可能是通过提高体内一些抗氧化酶的活性，来保护细胞免受氧化脂质损伤。肖宝平等[65]在姜黄素提高PC12细胞的抗氧化能力的研究中得出姜黄素可能是通过提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性和表达水平来增强PC12细胞总抗氧化能力（T-AOC），降低活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平，缓解氧化应激，来维持细胞稳态。崔东月等[66]研究发现，姜黄素可以提高细胞的总抗氧化能力，降低ROS水平;同时SOD、谷胱甘肽过氧化物酶的表达和活性均有上调。

3.1.4 抗病毒作用。姜黄素抗病毒的作用机制[67]有2个，一个是通过抑制病毒的包膜功能，从而降低病毒进入和吸附机体细胞;另一个是通过活化体内的抑癌基因之类的通道，来增强机体的免疫能力，从而阻止病毒的复制。吴洲国[68]研究发现，姜黄素具有抗甲型流感病毒和增强机体抗病毒免疫的功能。刘妮等[69]发现，姜黄素提取物在体外试验中确有明显的抗H1N1、H3N2复制作用。夏承来等[70]研究得出，姜黄素对艾滋病病毒具有一定的抗病毒作用。