姜黄素的功能性质及其在食品中的应用摘要：姜黄素是来源于传统中药姜黄根茎的多酚类化合物，长期以来作为医药、调味品和食品添加剂在国内外广泛应用。
由于姜黄素具有抗氧化、抗炎、护肝、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、抑制肥胖、延缓衰老、保护神经和抗老年痴呆等生物活性，近年来成为国内外关注的功能食品。
鉴于目前姜黄素存在的缺陷，努力提高其生物利用度将是今后的主要研究方向。
关键词：姜黄素，生物活性，功能食品，应用Functional properties of curcumin and its application in foods11yingyang FengXiaoshen 20110805141(College of Food (Biology) Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221000, China)Abstract：Curcumin is one of polyphenolic compounds extracted from the rhizome of turmeric，one of Chinese traditional medical herbs，which had been used as medicine，spice and food additive at home and aboard for a long time. It drew a high attention in functional food industry in recent years due to its diversed bioactivities including anti-oxidation，anti-inflammatory，liver protection，anti-tumors，anti-atherosclerosis，inhibiting obesity，delaying aging，neural protection and anti-Alzheimer’s disease. According to the existing weakness of curcumin，it was suggested that to make great effort to increase its bioavailability will be the main research object in future.Key words：curcumin；bioactivity；functional food；application中图分类号：TS219文献标志码：A 文章编号：姜黄（Curcuma longa L.）为姜科（Zingiberaceae）姜黄属（Curcuma）植物，主产于印度、中国等亚洲国家。
据明代李时珍《本草纲目》记载，唐代药学专著《唐本草》就已有姜黄入药的记录[1]。
据《中国药典》记载：姜黄根辛、苦、温。
归脾、肝经。
有破血行气、通经止痛的功能，用于胸肋刺痛、胸痹心痛、通经闭经、癓瘕、风湿肩臂疼痛、跌扑肿痛[2]。
姜黄是国家食品药品局公布的临床药物姜黄清脂片（丸、胶嚢）、四味姜黄汤散和姜黄消痤搽剂的主要药材，也是国家卫生部公布的可用于保健食品的中药[3]，其化学成分主要为姜黄素类化合物和挥发油，其中姜黄素类化合物包括姜黄素（C21H20O6，分子量368.39，约占70%）、脱甲氧基姜黄素（约15%）、双脱甲氧基姜黄素（约10%）、四氢姜黄素、脱甲氧基四氢姜黄素和双脱甲氧基四氢姜黄素等，其中姜黄素（3-甲氧基-4-羟基-苯基-1，6-庚二烯-3，5-二酮，）是最主要的活性成分，是属于β二酮功能基团的多酚化合物。
其纯品为橙黄色结晶粉末，溶于甲醇、丙酮和氯仿。
现就姜黄素的生物活性及在食品中的应用作一综述。
1 姜黄素类活性物质及其理化性质姜黄中的色素类化合物除了姜黄素之外，还含有脱甲氧基姜黄素（demethoxycurcumin）、去二甲氧基姜黄素（bidemethoxycurcumin）、六氢姜黄素等。
姜黄中的各种黄色色素的存在含量比例如下：姜黄素的含量约占70%，作为微量黄色色素的去甲氧基姜黄素含量约为10%～20%，而去二甲氧基姜黄素约为10%。
姜黄素的化学结构是由两个邻甲基化的酚以及一个β-二酮组成。
从姜黄中提取的姜黄素制品，为橙黄色结晶性粉末，呈特殊臭味。
熔点为179～182℃，不溶于水和乙醚，溶于乙醇、冰醋酸以及丙二醇。
在碱性条件下呈红褐色。
酸性条件下呈浅黄色，可与金属离子（尤其是铁离子）形成螯合物而变色。
2 姜黄素的生理活性2.1 姜黄素的抗氧化作用与机制2.1.1 抗氧化机制所有抗氧化剂的抗氧过程大致分为两个过程，即捕获自由基过程和中止自由基过程，可分别表示为：S-00（或S）+AH→S-OOH（或SH）+A·A·→非自由基物质其中S表示氧化底物，AH表示抗氧化剂，A·为抗氧化剂的自由基。
很多研究表明，具有邻——二羟基基团的酚类抗氧化剂因在抗氧化过程中会产生稳定性很好的醌类物质，具有很强的抗氧化活性。
而姜黄素正具有邻——二羟基基团。
此外，姜黄素对金属离子的螯合作用也可增强其抗氧化效果。
因此，姜黄素可作为一种很好的抗氧化剂。
2.1.2 抗氧化作用关于姜黄素的抗氧化性能，人们做了大量的研究。
早在1985年，Toda等从姜黄根茎中分离纯化到几种天然抗氧化组分（即姜黄素、去氢姜黄素），同时研究了它们的抗氧化性，结果发现它们具有非常优越的清除自由基活性。
Huang［4］等指出姜黄素不仅在食品体系显出很强的抗氧化活性，而且在身体内也显出较强的抗氧化性。
由此提示，姜黄素可以作为抗氧化剂而阻止脂质过氧化，起到保护机体组织，延缓器官衰老的作用。
2.2 抗炎及免疫调节作用姜黄素具有很强的抗炎活性，可抑制诱导型一氧化氮合酶、还原型辅酶Ⅱ（NADPH）氧化酶催化结构域的表达，减少心肌内质网压力信号蛋白，改善实验性自身免疫性心肌炎大鼠心肌功能[5]；增强IL-10（抗炎作用）mRNA的表达，抑制IL-1β（促炎作用）mRNA的表达和NF-кB的活化，改善三硝基苯磺酸诱导的大鼠肠炎[6]；可通过抑制IL-1β、TNF-α、GATA-4和NF-кB的表达，减少心肌肌球蛋白诱导的大鼠自身免疫性心肌炎炎症损伤面积[7]；还能通过抑制IκBα磷酸化和降解、及抑制IκBα激酶的活性，阻碍NF-κB从细胞质转移到细胞核，这种阻碍作用与p65亚基的磷酸化、核转移和乙酰基化的抑制也有关，并进而抑制NF-κB的活性，下调NF-κB诱导的与炎症相关的基因产物，如COX-2的表达[8]。
2.3 抗肿瘤作用沃兴德[9]等将含总姜黄素85%的姜黄提取物，通过灌胃和腹腔注射两种方法对姜黄素和总姜黄素对小鼠肉瘤抑瘤作用进行观察。
结果发现姜黄素及其衍生物对牛主动脉平滑肌、人脐静脉内皮细胞ECV-304和人胃癌细胞SGC-7901增殖有不同程度的抑制作用，对内皮细胞的抑制率明显大于对肿瘤细胞和平滑肌细胞的抑制率，姜黄素及其衍生物能显著抑制牛血清培养液中人脐静脉内皮细胞ECV-304的迁移，其迁移抑制程度随浓度增加而增加，提示姜黄素及其衍生物具有抑制内皮细胞迁移和特异性地抑制内皮细胞增殖作用，能够起到抑制血管生成的作用，具有抗肿瘤和抗动脉粥样硬化作用[10]。
2.4 预防心血管疾病作用Weifewng Chen[11]等研究表明姜黄素及其同类物由于其特有的酚羟基结构，可以有效抑制2′-偶氮二（2-脒基丙烷）二盐酸盐（AAPH）和Cu2+诱导的LDL过氧化反应。
此外，沃兴德等通过对刺猬的实验发现姜黄素可能通过促进肝和肾上腺对LDL和脂蛋白（a）的代谢，增加胆囊对LDL排泄，抑制脾脏对LDL的摄取,使血中LDL和脂蛋白（a）的含量降低，从而起到降血脂和抗动脉粥样硬化作用。
2.5 抗动脉粥样硬化（AS）作用动脉粥样硬化病理生理学特征包括长期炎症、脂质积累和动脉壁血管细胞的异常等。
以食用高脂肪（21%）和胆固醇（0.15%）的载脂蛋白E和低密度脂蛋白受体基因被敲除的小鼠为模型观察显示，姜黄素能明显减少动脉损伤面积，还可通过减少脂质滴的数量和面积、总胆固醇、胆固醇酯和游离胆固醇量，提高CA V-1的表达水平，抑制胆固醇调节元件结合蛋白从细胞质向细胞核转移，从而减弱氧化低密度脂蛋白对大鼠的损伤[12]。
姜黄素还可抑制由胆固醇与甲基β-环糊精混合物诱导的血管平滑肌细胞增生，逆转该混合物对CA V-1的下调，抑制过量激活的细胞外信号调节激酶信号路径，阻止细胞周期G1/S转化，从而抑制新内膜形成，降低动脉粥样硬化发生率[13]。
2.5 抑制肥胖作用肥胖是容易引发Ⅱ型糖尿病、高血压、心血管疾病和癌症等慢性病的代谢异常病。
姜黄素对这些慢性病具有一定疗效[14]。
它能通过抑制NF-кB、STAT-3、Wnt/b-联蛋白，激活过氧化物酶体增加生物激活受体（PPAR）-c和Nrf2细胞信号路径，下调促炎症反应细胞活素、抵抗素、瘦素，上调脂联素等相关蛋白，抑制由肥胖和肥胖相关疾病引起的胰岛素抵抗、多糖症和炎症[15]，还可减少摄入高脂（22%）饮食的大鼠的体重，降低胆固醇含量、脂肪组织微血管密度、血管内皮生长因子和其受体的表达量、PPARγ和CCAAT增强子结合蛋白的表达，抑制脂肪组织血管的再生，调节脂肪细胞的脂代谢[16]。
2.6 延缓衰老作用衰老是生命过程中的大分子损伤不断积累，逐步破坏体内平衡系统，导致生命维持能力逐渐丧失的现象。
自由基会造成生物活性分子的氧化损伤。
过量活性氧将导致DNA、蛋白、脂质的氧化损伤。
姜黄素由于具有抗炎、抗氧化等药理学活性，具有很好的延缓衰老作用[17]。
姜黄素能够促进体细胞转化为诱导的多能干细胞的启动阶段，抑制细胞衰老[18]。
已有报道姜黄素具有改善果蝇运动能力，延长寿命的作用[19]。
2.7 护肝作用姜黄素能够降低微囊藻粗毒素染毒小鼠血浆中谷丙转氨酶、乳酸脱氢酶、谷胱甘肽-S转移酶和肝中丙二醛的含量，增强SOD活性，抑制藻毒素引起的肝脏过氧化损伤[20]，还可通过降低氨基转移酶的活性，促进炎症反应细胞活素TNF-α，IFN-γ和IL-4的表达，抑制伴刀豆球蛋白A诱导的肝损伤[21]，还能通过清除活性氧，抑制脂质过氧化，调控肝损伤造成的炎症刺激，调节基质金属蛋白酶与金属蛋白酶组织抑制因子的平衡，诱导肝星状细胞凋亡和调节细胞外基质成分降解等途径抑制肝纤维化。
3 姜黄素的提取工艺提取姜黄素的方法多种多样，在工艺流程上各有特色，但总的来说分为提取和精制两大步骤。
近年来，不少新技术和工艺应用于姜黄素的提取及精制过程中。