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第二節 第二節

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第一章 第一章 第一章

第一章 緒論 緒論 緒論 緒論

第一節 第一節 第一節

第一節 前言 前言 前言 前言

中醫藥的發展,與五千年的中華文化同步。中藥的使用始於三黃五帝,

而早在神農時期,就已有草藥出現。《黃帝內經》奠定了中國醫學的理論 體系,為中醫立下基礎。西漢末年的《神農本草經》,更是世界最早的藥 物學著作,至明代李時珍《本草綱目》總其成,中醫藥的使用自此漸漸遠 播歐洲。

中醫立論於天人合一、天地人相應,法於易經、陰陽五行、經絡學說 等等一系列的理論基礎。中醫的理論是天地萬物與人相互依存,相輔相成 的。自然界的一切物質包括植物、礦物、動物等等都可以入藥。中醫使用 天然藥物,較西藥和緩且較無副作用,因此民間廣泛使用。

近代由於西方醫學的發展與普及,中藥常被視為不科學的醫療物質。

以立論基礎來看,西醫立足於現代科學的基礎上,由解剖學、生理學開始,

從人體結構加以研究。然而中國醫藥為我先民千百年經驗累積所遺留下來 的珍貴文化資產,其發展及成效亦不容忽視。近年來各方對中草藥開始重 視,在回歸傳統醫療的潮流帶動下,現代化中草藥產業也隨之興起。目前 全球的處方藥中,有不少與植物活性成分有關,世界各國所使用的抗腫瘤 藥物,也有很多是來自天然產物或以其為先導物的半合成、全合成品。因 此,世界各國對天然藥物和傳統醫藥的重視程度不斷提高,從中尋找和發 現活性化合物已成為研製新藥的有效途徑。在化學、藥學及藥理學等學者 專家積極研究下,中醫藥逐漸得到立基於科學研究的學術成果,其應用價 值更受肯定,使用也更為廣泛。

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1----1111----1111 各國使用中藥的概況及推廣各國使用中藥的概況及推廣各國使用中藥的概況及推廣各國使用中藥的概況及推廣

我國使用中藥已有數千年的歷史,中醫對中華民族人民的健康及命脈 的延續,其貢獻有目共睹,在世界各國的「傳統醫療」中,中醫藥學的成 就也最突出、最受重視。

在歐洲,德國、法國、英國為歐洲前三大草藥市場,其中德國是各國 中最正面接受草藥申請之國家,其使用植物藥的比例,約佔歐洲草藥市場 的 70%1。在 2002 年,根據 PhytoPharm Consulting 的統計,約有 58%的德 國人服用中草藥,著名之中藥-銀杏製劑年銷售額已逾 1 億美元2。銀杏之 所以如此受歡迎,是因為其所含的銀杏內酯,具有拮抗血小板活化因數的 作用,且具保護神經細胞的功能,對於血栓、心腦血管疾病、心律失常、

平喘、支氣管炎、老年癡呆症、過敏反應等預防和治療具有一定效果3,所 以受到人們的青睞!

在日本,漢方藥早已納入醫療保險體系。據統計,日本醫生開立漢方 藥的人數,在 1983 年為 28%,到了 1989 年劇增為 69%,同時使用漢方 藥和西藥的醫生,則為 65%。接受漢方治療的民眾不斷增多,治療的疾病 從疑難雜症到常見病都有,治療範圍愈來愈廣泛。21

在台灣,中草藥市場每年約在 150 至 250 億元,其中部分用於食補,

僅 20%用於治病 22。政府於 1995 年開辦全民健康保險,中醫和西醫是同 時納入健保給付。

在美國,1970 年代以前,對於大多數美國人而言,在「西醫」之外是 沒有醫學的。但之後,中國「針灸」不可思議的驚奇療效,在美國形成燎 原之勢的發展,並在 20 多年後正式納入美國健康保險體系,同時,也逐 漸改變了許多美國人對中醫藥的看法 4。中醫藥等傳統醫學,也成為了「替 補醫療」 (complementary, alternative or non-conventional medicine)5

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1997 年,全世界國家中對食品、藥物規範最嚴格的美國食品暨藥物管 理局 FDA(Food and Drug Administration)首次召開「全國中草藥研討會」,

500 多位與會人員對中草藥的「替補醫療」予以充分肯定21。2000 年 8 月 10 日,FDA 正式公告「植物藥產品審查準則草案」(Guidance for Industry Botanical Drug Products-Draft Guidance),在該草案中載明,有鑒於中草 藥有悠久的人體使用史,因此對安全性試驗的要求降低,故同意藥廠在進 行中草藥或植物藥等藥物試驗時,若有銷售歷史及相關資料的搭配佐證,

可視個案放寬或跳過臨床前安全評估及臨床一期階段,而直接進入臨床二 期的試驗6。這項做法無異是使長年屈居於替補醫療的中草藥,由膳食補充 品(Dietary Supplement)轉為主流的藥品(Drug),同時也幫中草藥開啟 了通往全球藥品市場的大門。

在世界衛生組織 WHO(World Health Organization)方面,於 1976 年 的第 29 屆世界衛生大會上,首次將傳統醫學工作列入 WHO 工作計劃的一 部分。隨後於 1977、1978 連續兩年的世界衛生大會上,又進一步公佈發 展傳統醫藥研究和傳統醫學培訓人才的檔,更在總部設立了「傳統醫學規 劃署」(Traditional Medicine Program),從此,傳統醫學終於在世界醫學 領域佔有一席之地!7

中西藥的相繼發展,為人類的健康提供了保障,因此人的壽命不斷增 長,由六十幾年前的四十出頭到了今天的邁向八十,於是乎,社會大眾日 漸走上老化。由於人的老化而引起的老年病,加上與生俱來的慢性病目前 日趨複雜的疑難病等等,已使得長久以來能夠做到“藥到病除”的西藥,有 些招架不住,特別是西藥常有毒性、副作用較大的問題,醫藥費用也較昂 貴,人們又把眼光投向天然藥物,尤其是中藥!最好的例子就是中外腫瘤 末期的患者有六成以上服用中藥。中藥成了很多絕症患者的最後希望。8

於是,2002 年 5 月 16 日,WHO 基於全球包含已開發國家使用傳統醫 療治病的人口日益增長,希望傳統醫療能更積極扮演降低人類疾病的發生

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率及死亡率的角色,發表了「2002 年至 2005 年傳統醫療策略」9(WHO Traditional Medicine Strategy 2002-2005),要點有四:

1. 鼓勵各國政府開展對傳統醫療/替補醫療的規範化管理,並將其納 入本國的國家衛生保健系統。

2. 促進傳統醫療/替補醫療的安全性、有效性及品質標準研究。

3. 保證民眾對傳統醫療/替補醫療的可獲得性及費用可承受性。

4. 提升供、需雙方對傳統醫療/替補醫療完善的合理使用。

隨著 FDA 和 WHO 相繼對草藥、植物藥釋放出利多政策,全球中草藥 市場產值幾乎是以每年 10%-12%的速度成長。根據國際醫學統計年報的 估計,2002 年全球植物性藥物的產值約在 224 億美元,到了 2006 年將高 達 350 億美元,而歐洲是使用中草藥的最大市場。另據統計,2003 年全球 有 130 個國家應用中醫藥,124 個國家建立了中醫藥機構。處處顯示中草 藥的蓬勃發展。

全球聞名的「哈佛商業評論」,於 2003 年預測,未來 20 年最重要的 四大明星產業將會是:中草藥現代化、生物科技、網路、行動通訊。更顯 見中草藥的無限潛力。10

111

1----1111----2222 中藥中藥中藥中藥品質品質品質品質之之之之判斷判斷判斷 判斷

中藥治病主要是依據理(理論)、法(法則)、藥(藥材)、方(方 劑)相結合的一套傳統醫療方法,傳統上對於中藥材品質的判斷大都以其 外觀為主,然而事實上,中藥材的產地、生長年數、栽培方法、採收時間 及加工方式等皆可能造成品質上的差異。故必須發展正確有效的科學方 法,來評估中藥材品質、鑑定基原,因為穩定的中藥材品質既是保證中藥 藥理實驗結果準確可靠的基本條件,也是中藥現代化發展的基礎。

從中藥發展至 19 世紀前後,這一時期中藥品質控制的特點是以藥材的

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外觀如形狀、大小、表面特徵、質地、斷面及氣味等性狀,來鑑別藥材之 品種。對部分藥材亦輔以簡單粗糙的理化試驗,如火燒、沉水、水浸、酒 浸等多種方法,鑑別不同種類的藥材。這些質量控制方法侷限於當時科學 水平,無法深入到成分層面,因而是間接的質量控制方法,準確性不高,

且各種藥材鑑別方法之間缺乏關聯性,活用範圍窄,以致於缺乏系統性。

19 世紀至 20 世紀 50 年代為近代中藥質量控制發展階段,這一階段逐 步發展了顯微鑑別、性狀鑑別及初期的理化鑑別。顯微鏡可以深入到近微 觀層次的生物組織結構,呈現出各種細微結構的特徵,大大增加的鑑別的 指標,雖然其本身人無法深入到中藥成分層次,但具有極強的系統性,是 中藥鑑別發展中的一大進步。而理化鑑別的特點,在於利用藥材中某些成 分的物理及化學性質,經由一些物理或化學反應,直接鑑別中藥,這是一 種針對成分的直接鑑別方式。然而由於中藥成分複雜,無法對其中各個成 分逐一進行鑑別,而只能利用某類成分具有的特殊反應特徵來作粗淺的判 斷,不夠精準也缺乏系統,只能說是一種輔助的鑑別手法。在 20 世紀初 期到 20 世紀 50 年代,由於科學技術的發展,比重、旋光度、折光率、螢 光分析法、分光光度法、色譜分析法相繼引入中藥鑑別中,奠定了現代理 化鑑別的基礎

20 世紀 50 年代至今。由於各種現代化技術的不斷發展,紫外光譜、

紅外光譜、原子吸收光譜、薄層色譜、核磁共振、X 光繞射,以及 GC、

HPLC、CE 等各種層析技術,和分子生物學技術等等各種科學方法均被用 於中藥質量控制中,逐漸形成了一套較為進步而完善的中藥鑑別體系。

現今評估中藥材品質之科學方法主要由四方面著手:

(1) 植物基原:從組織切片資料歸納品種之異同,或用 DNA 比 對相同與否。

(2) 化學定性分析:對化學成分進行單離,以質譜儀(MS)、

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核磁共振儀(NMR)等技術鑑定結構,並瞭解其物理特性。

(3) 化學定量分析:瞭解中藥材中藥理活性成分含量多寡。

(4) 藥理試驗:探討中藥材中各成分藥理活性。

目前中藥材品質之化學評估以高效液相層析法(high performance liquid chromatography,HPLC)較為普遍,本研究主要在於開發有效的 HPLC 分析方法,配合液相層析/質譜儀(liquid chromatography /mass

spectrometry,LC/MS),進行中藥材之定性與定量研究

111

1----1111----3333 以生薑與乾薑作為本論文研究題目的動機以生薑與乾薑作為本論文研究題目的動機以生薑與乾薑作為本論文研究題目的動機以生薑與乾薑作為本論文研究題目的動機

如同前面所述,人類的壽命愈長,人口逐漸老化,各種慢性病、癌症 及疑難雜症,愈來愈讓「西醫」、「西藥」束手無策,人們對「回歸自然」

的呼聲日益高漲,眼光自然又投向天然藥物,尤其是已有數千年歷史的中 藥。

最明顯的例子就是美國。從「西醫之外是沒有醫學」的保守、高傲觀 念,到今日 FDA 積極的將植物藥納入管理範圍,並放寛新藥上市前的臨 床實驗,中草藥上市的時程起碼較一般西藥減少了三分之一到二分之一,

無異鼓勵西藥廠商投入中草藥的研究與開發。所以11,全美幾所主要大學 的實驗室,公、私立的研究所和大製藥公司的研發部門,對中草藥等天然 藥物的研究正如火如荼的進行著,尤其是在抗癌和愛滋病藥物的研究上。

因此,我們對中草藥產生了濃厚的興趣,尤其是「薑」。

玆將以生薑、乾薑作為本論文研究題目的動機,條列如下:

1. 研究中草藥的成分及療效幾乎是全球醫學中的顯學了。

(7)

2. 薑是我們日常食用不可或缺的佐料。我國食用薑的歷史已有 2500 多年,早在春秋時代,孔子在《論語.鄉黨篇第十》中 說:「食不厭精,膾不厭細…..不撤薑食。12」民間也流傳:

「一杯茶,一片薑,驅寒健胃是良方」、「早上三片薑,勝過 飲參湯」、「每天三片薑,不勞醫生開藥方」;又有「冬吃蘿 蔔夏吃薑,不用醫生開藥方」。都說出薑對身體健康是很有助 益的。

3. 自從 1879 年 Thresh13發表有關生薑成分的研究報告後,薑的 化學成分、性質、藥理作用一直吸引人們廣泛的興趣。許多研 究報告指出薑能止吐、鎮靜、鎮痛、解熱、對肝有保護作用14, 甚至能抗癌,美國國家癌症研究所(National Cancer Institute)

在 Designer Food 的計劃中,將可能具有防癌效果的蔬果 40 種,按其效果做成金字塔圖形排列,愈上方的蔬果防癌效果愈 好,其中薑就在此金字塔的頂端!(見圖 1-1-1)15

圖 1-1-1 40 種可能具有防癌效果的蔬果

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4. 生薑與乾薑在醫病上有許多相似之處,但成效或強度不盡相 同。因此,筆者好奇生薑、乾薑的化學成分是怎樣的不同,才 會造成藥理作用也不完全一致?

5. 在中藥的炮製中,薑是常用的中藥材。

6. 在行政院衛生署已公告的 201 種基準方劑中16,含生薑者就佔 了 65 種,而乾薑則佔了 10 種,足見薑的重要性。

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第二節 第二節

第二節 第二節 高效能液相層析 高效能液相層析 高效能液相層析(HPLC) 高效能液相層析

層析(chromatography)是一樣品各成分分配於移動相(mobile phase)和 固定相(stationary phase)間的分析方法,欲分離之混合物,會在兩相間做連 續性分配,於不同時間離開分離系統。而所謂液相層析,便是移動相為液 相的層析術。

1-2-1 高效能液相層析的發展歷程高效能液相層析的發展歷程高效能液相層析的發展歷程 高效能液相層析的發展歷程

層析技術始於 1930 年德國化學家 Twett 利用粉筆管柱(chalk column) 分離綠葉色素17。1941 年 Martin 和 Synge 因研究液體分配現象(liquid partition)而獲諾貝爾獎18;1950 年代發展出氣相層析(gas chromatography,

GC)19及薄層層析 (thin-layer chromatography,TLC)技術20,1962 年 GC 正 式商業化使用。1967 年,Huber 和 Hulsman 進一步利用 GC 的特點發展高 速層析(high speed chromatography),其分離管柱可連續使用,並以高精度 的泵作移動相輸入源,以嚴密控制流速,因此再現性佳,該儀器即為高效 液相層析儀(High-performance liquid chromatography,HPLC) 21

高效能液相層析法之所以能在七十年代獲得迅速的發展和廣泛的應 用,除了各種高效層析填料的發展之外,儀器和實驗裝置的發展也是一個 極為重要的因素。HPLC 的發展歷經了三個階段:

第一階段從六十年代末到七十年代初實驗室試製階段。在此期間,許 多研製填料的實驗室使用了工業上用的一些設備,如小流量往復柱塞泵,

結合自製的層析柱、檢測器裝配而成的簡單的實驗裝置,用以驗證填料的 性能和作一些應用試驗,但儀器還不甚完善。

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第二階段從 1971-1975 年,此時儀器的研製和生產蓬勃發展的階段。

如高壓輸液泵、檢測器等,不僅在種類和數量上大幅增加,而且性能和品 質上也有很大的提高。

第三階段自 1975 年之後,儀器的改進工作主要集中在降低柱外效應,

研製新型的檢測器和提高自動化水準等方面。由於微處理機的引入,使儀 器的自動化程度提高,層析過程的參數如流速、柱溫、梯度沖提中濃度變 化等設定,都可直接由微處理機控制。光二極陣列檢測器(Photodiode array detector,PDA)可以同時記錄沖提物的全波長資料,各沖提物的完整光譜,

既可儲存又能重現,又可用於特定波峰的鑑定及純度測定。近年來又發展 出與質譜儀(Mass Spectrometer,MS)的互相銜接,可以獲得有關組成化合 物的分子量及結構方面的資料。

1-2-2 基本原理基本原理基本原理 基本原理

層析的基本原理,為各化合物與固定相及移動相的作用強弱不同,於 管柱中移動的速度也因此而不同,於是能達到分離的效果。分離原理之示 意圖如圖 1-2-1 所示。

本研究所使用的液相層析,為逆相(reverse phase)之液相層析,亦即 移動相極性較大,固定相極性較小。由於固定相極性小,極性較小之化合 物與固定相間便有較強的作用,與移動相間作用則較弱,反之,極性較大 的化合物,與固定相間之作用較弱,與移動相間作用較強,不易滯留,較 快離開分離系統,被偵測器偵測。

使用單一組成的移動相溶液進行分離,稱為等極性沖提(isocratic

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elution),而為了增加分離效果,往往是漸漸降低移動相的極性,即使用 兩種或兩種以上的溶液,以不同比例混合,漸漸增加低極性有機相的比 例,稱為梯度沖提(gradient elution)。

圖 1-2-1 層析原理示意圖

1-2-3 高效能液相層析儀高效能液相層析儀高效能液相層析儀 高效能液相層析儀

高效能液相層析儀的基本組成如圖 1-2-2 所示。利用抽液泵(pump)

穩定的將移動相抽入,而樣品經由注射器(injector)進入系統,被移動相 帶入分離管柱(column)中,遂於管柱中進行分配,達到分離效果。

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圖 1-2-2 高效液相層析儀示意圖

1-2-4 層析管柱層析管柱層析管柱 層析管柱

液相層析管柱(column)的基礎材料為矽膠(silica gel),其具有活 性矽醇基 Si-OH(Silanol group),其結構如圖 1-2-3 所示,於顯微鏡下觀 察如圖 1-2-4。

圖 1-2-3 矽膠之結構 圖 1-2-4 矽膠顯微照片

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管柱中填充之固定相,可自 1 個碳(C1)至 32 個碳(C32)的烷基中 選擇,將其鍵結於矽膠之分子結構上,鍵結方式如下:

目前常用之烷基為 C1(methyl),C4(butyl),C8(octyl)及 C18(octa decyl silane 或簡稱 ODS),碳鏈越長,極性越小。本研究所使用的的為極 性較小的 C18 管柱,鍵結方式又分為單體(monomeric type)及聚合(

polymeric type)兩種,如圖 1-2-5 所示。

圖 1-2-5 不同鍵結形式的固定相

1-2-5 沖提溶液沖提溶液沖提溶液沖提溶液22

在逆相的液相層析法中,移動相為高極性,最常使用的是水,配合甲 醇(methanol)及氰甲烷(acetonitrile)等有機溶劑作為沖提液,其中氰甲 烷極性最小強度最大,而水的極性最大,即強度最小。梯度沖提便是使用 逐漸增加有機相的方式,將極性由大至小之化合物依序沖提出。

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以矽膠鍵結 C18 或 C8 等烷基為材料之管柱,適用之 pH 範圍為 2.0-7.5。逆相層析術之移動相,常加入鹽類做為緩衝溶液以維持適當之 pH 值。若分析物本身為除了碳氫之外亦含有-COOH 或-NH2之複合型離子化 合物,碳氫分子部份會與 C18 進行分配作用,而-COOH 或-NH2部份,憑 藉緩衝溶液之適當 pH 值,及緩衝溶液的鹽類濃度,可控制該-COOH 或 -NH2,使之成為疏水性而利於 C18 進行分配作用。例如弱酸性分析物(

RCOOH),當移動相之緩衝溶液 pH 在 2-5 之間時,達到抑制解離,使分 析物趨向非極性;反之,弱鹼性分析物(RNH2)在 pH 為 6-7.5 之間時,

趨向非極性,利於與 C18 進行分配作用,彰顯滯留效應。

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tr為分析物在分離管柱中的滯留時間 to為管柱的無效時間(dead time)

第 第 第

第三節 三節 三節 三節 HPLC 分析條件參數及適宜性評估 分析條件參數及適宜性評估 分析條件參數及適宜性評估 分析條件參數及適宜性評估

在確立 HPLC 分析方法時,需要評估操作系統的適宜性(suitability)和 有效性(effectiveness),以作為調整操作條件的指標,並藉以評估分析方法 和圖譜的優劣。因此,開發定量分析方法須涵蓋:系統的適宜性(system suitability)、直線性(linearity)、準確度(accuracy)、精密度(precision)及靈敏 度(sensitivity)等實際數據。

1-3-1 分析條件參數分析條件參數分析條件參數 分析條件參數

(1) 容量因子(capacity factor)

滯留值是層析定性分析的基本參數。在液相層析中,分析物的滯留值 不僅與固定相性質有關,還受流動相性質變化的影響,因此研究液相層析 中流動相組成對滯留值的影響,是分離最佳化的基礎。容量因子k’計算式 為:

k’ = (tr - to) / to

k’最佳值是在2-8之間,固定的k’值可視為管柱已平衡的指標。由於管 柱內部有固定體積,因此有無效時間的存在;由以上計算式可見,k’值可 視為去除無效時間後分析物滯留時間的表示法。

(2) 解析度(resolution)

解析度可用以描述兩吸收峰的分離情形:

其中Rs為解析度值,t1及t2為兩吸收峰的滯流時間,W1及W2為兩吸收 峰的基部寬度。在定量方法中,通常Rs 大於 1.5表示兩吸收峰已達基線分 離 (baseline resolution)。

( )

2 1

1 2

S W W

t t 2

R +

=

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(3) 理論板數(theoretical plate number)

理論板數(N)是反應物質在固定相和流動相中動力學特性的重要層析 參數,代表層析柱分離效能的指標。影響柱效(理論板數,N)的主因為 樣品區帶的擴散,其值可從分離結果的圖譜直接計算出來,如下式:

理論板數的概念係來自分餾,兩化合物經愈多層的蒸餾後,蒸汽壓高 者的純度會愈高;因此,N值愈高代表該吸收峰的峰形愈尖銳,該分析方 法分離效率愈高。

1-3-2 分析條件之適宜性分析條件之適宜性分析條件之適宜性 分析條件之適宜性

(1)直線性(linearity)

在定量方法中,係以檢量線換算出未知溶液中特定分析物之濃度。而 檢量線是以已知濃度的分析物之面積比值 (欲測波峰面積對內標準品面積 )對濃度作圖而得檢量線,在欲測定的濃度範圍之內,需達到一定直線性,

而其直線性則以回歸係數值(regression coefficient,r)表示,計算式如下:

( )

y y= r xx (其中x

n xi

i N

=

=

1

1

, y

n yj

j N

=

=

1

1

)

其中xi是濃度,yi是面積比,r是回歸係數值,其值愈趨近1,代表線性 愈佳。

(2) 準確度(accuracy)

評估分析方法之準確性以回收率表示,即在已知量之樣品中,加入一 定量的標準品,分析後所得之測定量除以加入量即為回收率,回收率(%)

=(測定量÷加入量)×100%。若回收率在100%左右,即表示該方法確實 能測得分析物之正確濃度。

其中 tm 為峰線頂所對應的時間,即

移動時間,W1/2為峰高一半處的寬度。

2 2 / 1 m ) W ( t 54 . 5 N =

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(3) 精密度(precision)

精密度以重複注射分析溶液之再現性 (reproducibility),即相對標準偏 差 (Relative Standard Deviation,RSD)表示,其計算式如下:

( )

1 1

2 (%) 100

=

= n

n i

i X X S X

R

其中SR是以百分比表示的相對標準偏差,n是重複分析的次數,X是n 次測定的平均值,Xi是單次測定值。為考慮開機時機對分析結果的影響,

所以 再現性的計算方式 有兩種,一是同一 天的相對標準偏差 (intraday RSD),另一是不同天的相對標準偏差(interday RSD),前者是以同一天的重 複性分析數據計算而得,後者則用不同天的分析數據計算而得。RSD值愈 低,表示該分析數據重覆性愈高,該分析方法再現性愈佳。

(4) 靈敏度(sensitivity)

定量分析上使用偵測極限LOD(limit of detection)及定量極限LOQ(

limit of quantitation)方法。可定為:

LOD = 3 SB/b LOQ = 10 SB/b

SB 為雜訊帶的標準偏差(standard deviation of noise bands);b 為檢量線 的斜率。而一般更通用的定義為:LOD 為吸收峰訊號與基線雜訊之比率 等於 3 時的分析物濃度或重量,即本研究用來表示靈敏度的方法,而 LOQ 為訊號與雜訊之比率等於 10 時的分析物濃度或重量。

(18)

第四節 第四節 第四節

第四節 薑之本草考察 薑之本草考察 薑之本草考察 薑之本草考察

1 11

1----4444----1111 薑之基原薑之基原薑之基原薑之基原

1-4-1-1 原植物原植物原植物原植物 –薑薑薑薑 Zingiber officinale Roscoe 23

1. 多年生草本,高 50-80 公分。葉互生,排成 2 列,葉片長 5-30 公 分,寬 1.5-2.2 公分,呈線狀披針形,無毛,前端漸尖。

2 根莖肥厚,斷面呈黃白色,有濃厚的辛辣氣味。

3. 花葶自根莖中抽出,長 15-25 公分。穗狀花序橢圓形,長 4-5 公分,

苞片卵形,長約 2.5 公分,淡綠色,邊緣淡黃色,頂端有小尖頭。

4. 花萼管長約 1 公分,具 3 短尖齒。

5. 花冠黃綠色,管長 2-2.5 公分,裂片數 3,披針形,長不及 2 公分,

唇瓣的中間裂片呈圓狀倒卵形,較花冠裂片短,有紫色條紋和淡黃 色的斑點,兩側裂片卵形,黃綠色,具紫色邊緣。

6. 雄蕊數 1,暗紫色,花藥長約 9 公釐,藥隔附屬體包裹住花柱。子 房 3 室,無毛。花柱數 1,柱頭呈球形。

7. 朔果,種子多數,呈黑色。花期長 8 月。

8. 薑能食用的部分為其根部位。

圖 1-4-1 薑 Zingiber officinale Roscoe24

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1-4-1-2 生薑與乾薑來源生薑與乾薑來源生薑與乾薑來源生薑與乾薑來源

1. 台灣的種薑於 12-3 月種植,依薑採收之早晚者,可分25-27: (1) 嫩薑:5-8 月採收者,纖維少,辛辣味較淡,根莖細嫩呈乳白

色,是為嫩薑,多用於烹調上。

(2) 粉薑:8-11 月採收者,植株開始枯黃,纖維及辛辣味隨之增加,

根莖肥大飽滿,表皮呈淡褐色,是為粉薑。

(3) 老薑:至 12 月後,植株開始凋萎,此時纖維明顯粗化,辛辣 味最重,根莖老化呈暗褐色,是為老薑,可當種薑之用。

2. 從根莖的外形看,可分28

(1) 子薑:即薑的初生根,質地脆軟,纖維少,水分多,外表色黃,

尖部帶紫色。

(2) 母薑:即薑的宿根,質地結實,纖維多,水分少,辛辣味強。

3. 藥用的生薑與乾薑來源

生薑與乾薑均為薑科植物薑的根莖。依「中國藥典」29所載:

(1) 生薑:乃於秋、冬二季挖採之薑,亦即老薑,除去鬚根及泥沙。

一般的市場均可購得。

(2) 乾薑:乃於冬季挖採的生薑,除去鬚根及泥沙後,經曬乾或低 溫乾燥的炮製處理而得。中藥店才有售。

(20)

111

1----4444----2 2 2 生薑2 生薑生薑生薑、、、、乾薑之藥用源流乾薑之藥用源流乾薑之藥用源流乾薑之藥用源流

薑在我國做為食物的歷史已很久遠,最早出現「薑」一詞的是春秋時 代的孔子《論語.鄉黨篇第十》:「食不厭精,膾不厭細…..不撤薑食,

不多食。」《管子.地負篇》亦有:「群藥安生,薑與桔梗、小辛、大蒙」

的記載30

至於最早以薑入藥的醫書則是西漢時期的《黃帝內經》,記載著:「黃 帝曰:藥熨奈何?伯高答日:用淳酒十斤,蜀椒一斤,乾薑一斤,桂心一 斤,凡四種,皆咀,漬酒中。31」在此書中,只有乾薑而無生薑之詞。而 在東漢時期的《神農本草經》寫著:「乾薑,味辛,溫。主胸滿,咳逆上 氣。溫中止血,出汗,逐風濕痹,腸下利。生者尤良。久服去臭氣,通神 明,生川穀。32」但是,以今日觀點來看,「胸滿、咳逆上氣、出汗」當 是生薑的功效,「逐風濕痹,腸下利」才是乾薑的功用。33

從上述記載可知,在《神農本草經》以前,乾薑、生薑的效用不分,

乾薑只是薑的一個別名。

真正將二者加以區分應用的,應是東漢末年的《傷寒雜病論》。該書 在「甘草乾薑湯」方中用乾薑,在「橘皮湯」、「生薑半夏湯」方中用生 薑或其汁液。34

直到南北朝的《名醫別錄》,始將生薑、乾薑分做單一味藥,並詳細 說明各自的功效。論生薑:「味辛微溫。主傷寒頭痛鼻塞,咳逆上氣,止 嘔吐」;論乾薑:「大熱無毒。寒冷腹痛、中惡霍亂,皮膚間結氣、止唾 血。」35

(21)

111

1----4444----3 3 3 生薑3 生薑生薑生薑、、、、乾薑之藥性與功效比較乾薑之藥性與功效比較乾薑之藥性與功效比較乾薑之藥性與功效比較

生薑收錄於名醫別錄,列為中品。李時珍謂薑作「疆」,云禦濕之菜 也;王安石《字說》解釋:薑能疆禦百邪,故謂之薑20。可見其效用頗受背定。

而乾薑最早載於《神農本草經》,列為中品。李時珍謂乾薑以母薑造之,

以白淨結實者為良24

在歷經無數先人對生薑、乾薑的研究下,發展到今日,中醫界對生薑、

乾薑的藥性功效,彙整如下表 1-4-1 36

表 1-4-1 現代中醫界對生薑、乾薑的藥性功效比較

生薑 乾薑

性味 歸經

味辛,性微溫。

歸肺、脾、胃經。

大辛,性大熱。

歸心、肺、脾、胃、腎經。

功能 主治

發汗解表,溫中止嘔,解 毒。主治風寒感冒、噁心嘔 吐、胸腹脹痛、痰飲喘滿。

屬辛溫解表藥。

溫中、回陽、溫肺化痰。主 治吐瀉、脾胃虛寒之胸腹冷 痛、肢冷脈微、寒飲咳嗽。

屬溫裏去寒藥。

生薑屬辛溫解表藥。「解表」係發散表邪、除去表證,即解除體表因 外來的致病因素(外邪,如風寒、暑氣等)所生疾病之意。解表藥的共同 特性是能發汗解熱、緩解疼痛。生薑可藉其辛以發散,溫以袪寒,透過發 汗來解去體表症狀,用於風寒感冒、噁心嘔吐、胸腹脹痛、痰飲喘滿等之 表證37-38

乾薑屬溫裏祛寒藥。「寒」指清冷、凝滯、傷人陽氣,阻礙氣血運行。

裏寒輕者,手腳寒冷、畏寒、嗜熱飲、尿量過多、舌苔白藻、水樣性便或 泥狀便;重者四肢寒冷僵硬、惡寒、自汗、呼氣冷、水樣性便,例如休克、

(22)

虛脫等症狀。溫理藥多味辛而性溫熱,以其辛散溫通、遍走臟腑而具溫裏 祛寒之效。乾薑可以其辛熱袪除體內臟腑、氣血、骨髓之寒氣,用於吐瀉 腹痛、肢冷脈微、寒飲咳嗽、寒濕痺痛之裏寒證。39-40

綜合第四節各文獻資料,可知生薑屬辛溫解表藥,乾薑屬溫裏祛寒藥,

兩者是不同的中藥材。生薑與乾薑雖然都來自同種植物薑的根莖,但由於 乾薑乃生薑炮製而成的,故兩者功效雖有其相似之處,例如止嘔、化痰、

發汗,但生薑與乾薑不能完全互相代用!

在《本經疏證》曰:「調中可混用,解外不可混用。」又曰:「乾薑 可代生薑,生薑不可代乾薑,嘔者多用生薑,咳者必用乾薑。41」日本香 川修痷所著《一本堂藥理》亦記載著:「嘔家生薑尤良,至於挽回元氣、

溫中、止瀉,非乾薑不可能也。42」故知乾薑、生薑在藥用範圍及藥效強 度上是有所差別的。

(23)

第 第 第

第五 五 五 五節 節 節 薑之近代研究 節 薑之近代研究 薑之近代研究 薑之近代研究

1-5-1 前言前言前言 前言

據 Jogi 43等人在不同成熟程度的薑的一般分析中,其澱粉佔乾重的 40-60﹪,粗蛋白為 6.2-19.8﹪,脂質為 5.7-14.5﹪,粗纖維佔 1.1-7﹪。

薑有特殊的香氣,嚐起來有濃厚的辛辣味。香氣來自薑的低沸點揮發 油成分,例如香葉醇(geraniol)、芳樟醇(Linalool)等等44;而辛辣味來自薑 的高沸點不揮發的薑辣素等成分,例如薑辣素(generiols)、薑烯酚(shogaols)

等等。45

自從 1879 年 Thresh 以現代方法用乙醚萃取來研究薑後,至今,研究 人員已在生薑和乾薑的揮發油中發現了各 136、140 種成分46,而在具辛辣 味的部分中也發現了各 22、1347種成分。生薑和乾薑都含有少量的胺基酸

48;Kikuzaki49-51等人還在乾薑中發現了不揮發、無辣味的二苯基庚烷類化 合物 18 個,Yoshikawa52等人也在乾薑中發現了特有的固體白色粉末狀的 6-薑辣磺酸(6-gingesulfonic acid)、薑糖脂(gingerglycolipid)A、B、C 共 4 個成分。

(24)

111

1----5555----2222 薑組成成分薑組成成分薑組成成分薑組成成分

1-5-2-1 薑辛辣味成分薑辛辣味成分薑辛辣味成分薑辛辣味成分

薑的辛辣味的化學成分研究要比揮發性成分早了數十年。1879 年 Thresh 以現代方法用乙醚萃取薑獲得薑辣素(gingerol),這是目前已知生 薑中辛辣味物質的最主要成分。此後,辛辣成分的研究就陸續被發表出來。

1. 1917 年 Lapworth53等人,利用 50%的乙醇溶液從非洲生薑中萃取 出薑辣素(gingerols),發現 gingerol 是混合物。同年 Nelson54亦 找出 gingerol 的成分。

OCH3 OH

(CH2)nCH3

O OH

gingerols

2. 1917 年,Nomura55亦從日本乾薑中分離出 0.04%的薑酮(

zingerone)

OCH3 OH

CH3 O

zingerone

3. 1918 年,Normura56再利用乙醚萃取出薑烯酚(shogaols)

OCH3 OH

(CH2)nCH3

O

shogaols

(25)

4. 1969 年,Connell 和 Sutherland57將 Lapworth 和 Nelson 所萃取的 gingerols 與 間 - 氯 過 氧 苯 甲 酸 ( m-chloro -peroxybenzoic acid, m-CPBA)進行 Baeyer-Villager Oxidation 反應,所得的產物在鹼 性環境中水解,酸化後所得的產物(6)再與已知立體結構之化 合物(6)做比對,確定了 gingerols 為 S 組態,也就是 S-gingerols,

請見圖 1-5-1。

OCH3

OH

(CH2)nCH3

O HO H

OCH3

OH

O O

(CH2)nCH3

H OH

OCH3

OH

OH O

HOH2C (CH2)nCH3

H OH

OCH3

OH

O

O

(CH2)nCH3

H OH

OCH3

OH

OH

(CH2)nCH3

H OH HOOC

+ +

peracid

水水 水水

(6)

圖 1-5-1 gingerols 的 Baeyer-Villager Oxidation 反應流程圖

(26)

Connell 也認為生薑精油中主要是由 gingerol 組成,缺乏 zingerone 和 shogaol 的證據,zingerone 和 shogaol 只是經熱或鹼處理後的產 物:

OCH3

OH

CH3

O

OCH3

OH

(CH2)nCH3

O OH

OCH3

OH

(CH2)nCH3

O

+CH3(CH2)nCHO

H2O +

NaOH

gingerols

zingerone

shogaol

OCH3

OH

(CH2)4CH3

O OH

[6] -gingerol

圖 1-5-2 gingerols 經熱或鹼處理成 zingerone 和 shogaols

此外,Connell 用 TLC 分析,發現 gingerols 其實是 3 個不同碳數 長鏈的 gingerol 混合物。當他把這 3 個 gingerols 在鹼性環境下水 解,結果獲得 zingerone 和己醛、辛醛、癸醛,所以 Connell 把這 3 個 gingerols 命名為[6]-gingerol、[8] -gingerol 、[10] –gingerol,其 中[ ] 內的數字= n + 2,也就是己醛、辛醛、癸醛的碳數。

[6]-gingerol 的構造,請見圖 1-5-2。

(27)

5. 1973 年,Masada58等人利用 GC-MS 發現生薑的薑辣素 gingerols 有

[3]-gingerol、 [4] -gingerol 、[5] -gingerol 、 [6] -gingerol 、 [8] -gingerol、 [10] -gingerol、

[12] -gingerol

等多種不同碳數的支鏈物,其中[6] -gingerol 的比例最高。此外 也發現極少量的[6]-shogaol。

OCH3

OH

(CH2)4CH3

O

[6]-shogal

圖 1-5-3 [6]-shogaol 的結構

(28)

6. 1974 年,Masada59等人再用 GC-MS 發現生薑的薑辣二醇類(

gingerdiols)化合物:

[4]- gingerdiol 、[6]- gingerdiol、

[8]- gingerdiol 、[10]- gingerdiol;

[4]-薑辣二醇二乙酸酯([4]- gingerdiacetate)、

[6]-薑辣二醇二乙酸酯([6]- gingerdiacetate)、

其中以[6]- gingerdiol 的含量最多。

OCH3

OH

(CH2)nCH3

OH OH

OCH3

OH

(CH2)4CH3

OH OH

gingerdiols [6]- gingerdiol

OCH3

HO

(CH2)2CH3

OAc OAc

OCH3 OH

(CH2)4CH3 OAc OAc

[4]- gingerdiacetate [6]- gingerdiacetate

圖 1-5-4 gingerdiols、gingerdiacetates 類化合物

7. 1978 年, Narasimhan and Govindarajan60研究發現,不同於多數 人所認為的,其實,薑中的 shogaol 要比 gingerol 更辛辣!

(29)

8. 1982 年,Kiuchi61 等人再從生薑中發現了薑二酮類(gingerdiones)

化合物:[6]- gingerdione、 [10]- gingerdione,其中以 [6]-gingerdione 者的含量最多。

OCH3 OH

(CH2)nCH3

O O

OCH3

OH

(CH2)4CH3

O O

gingerdiones [6]- gingerdione

圖 1-5-5 gingerdiones 類化合物

9. 1990 年,Katsuya 62等人,用乙醇水溶液萃取乾薑的精油,透過 色層分析、HR-MS、1H NMR 的測定,得到

[4] -gingerol、 [6]-gingerol、 [8]-gingerol、

[10]-gingerol、 [12] -gingerol 等薑辣素類 gingerols 的化合物,以及

[6]-gingerdione、 [6]-shogaol 等等。

(30)

10. 1992 年,Yamaharaz63等人,將台灣乾薑用 80%甲醇水溶液萃取 出的精油(產率 6.7%),用管柱層析、HPLC 得到

[6]-gingerol(0.013%)、 [8]-gingerol(0.011%)、

[10]-gingerol(0.0007%)、 [6]-shogaol(0.033%) 、 [8]-shogaol(0.013%)、

[6]-paradol 5-去氧-[6]-薑辣素(0.0009%)、

[6]-gingerdiol(0.003%)。

其中的含量 [6]-shogaol 最高(0.033%)

OCH3 OH

(CH2)nCH3

O

OCH3

OH

(CH2)6CH3 O

paradols [6]-paradol

圖 1-5-6 paradols 的化合物

(31)

11. 1992 年 Kikuzaki64等人,用二氯甲烷萃取乾薑精油,經由管柱層 析、HR-MS、1H NM 的測定,鑑定出少量的

[6]-薑辣二醇-5-乙酸酯([6]- gingerdiol-5-acetate)、

[6]-薑辣二醇-3-乙酸酯([6]- gingerdiol-3-acetate)、

[6]-薑辣二醇二乙酸酯([6]- gingerdiacetate)、

等辣味成分。

OCH3 OH

(CH2)4CH3 OH OAc

OCH3 OH

(CH2)4CH3 OAc OH

[6]- gingerdiol-5-acetate [6]- gingerdiol-3-acetate

OCH3 OH

(CH2)4CH3 OAc OAc

[6]- gingerdiacetate

圖 1-5-7 [6]- gingerdiol 衍生物

(32)

12. 1917-1967 年間,Praratoroff 73等人曾就辛辣味物質及其結構間的 關係,做了系列研究。他們合成多種薑酮 zingerone 的衍生物,發 現苯環上的 OH 及支鏈的結構,是決定辛辣味強弱的關鍵:

OCH3 OH

CH3 O

zingerone

(1) 當苯環上 OH 被其他官能基取代,或分子中 OH 的數目增加,

辛味消失。

(2) 苯環上 OH 與 OCH3之相對位置有重要關鍵。當 OH 與 OCH3

互換辛味不變;但 OH 與 OCH3成隔位排列,則辛味消失。

(3) 以二次甲基二氧(dioxomethylene)取代 OH 與 OCH3,則辛 味降低。

O O

CH3

O

H2C

(4) 在支鏈上,若還原 C=O 成 OH,辛味降低;而具不飽和的支 鏈,則辛味消失。

(5) 支鏈的 R group 若以脂肪族取代,異戊基的辛味最強。如果 以芳香族取代,則只有苯乙基有辛味。

OCH3 OH

CH3 CH3

OCH3

OH

(33)

1-5-2-2 薑揮發性成分薑揮發性成分薑揮發性成分薑揮發性成分

薑的揮發性物質亦可統稱為揮發油,因其不溶於水又呈現油狀之故,

是薑精油的主要成分。薑的產地及精油萃取方式的不同對產率、主要成分 會有很大的差異性。

薑的揮發性成分研究要比辛辣味的成分晚了數十年。直到 1952 年,

Guenther65開始研究薑的揮發性成分,之後才有大量的成果發表出來。

Guenther 發現薑中有下列揮發性物質:

α-蒎烯(α-pinene)、樟烯(camphene), 檸檬烯(limonene)

桉葉素 ( 1,8-cineole )、芳樟醇(linalool)、壬醛(nonanal)、

癸醛(decanal), 檸檬醛(neral), 龍腦(borneol)、

香葉醇(geraniol)、薑醇(zingiberol)、薑烯(zingiberene)、

金合歡烯(farnesene)、α-薑黃烯(α-curcumene)、

沒藥烯(bisabolene)等。

薑的揮發性成分至今已發現 100 多種66,成分相當複雜。最主要的成 分為萜類物質(Terpene)。按道氏醫學大辭典67的定義,萜類為(C10H16)n

分子式的烴類。萜類又可分為

單萜(monoterpenes):分子式 C10H16 倍半萜(sesquiterpenes):分子式 C15H24

二萜(diterpenes):分子式 C20H32

三萜、四萜類..等等

萜類也可以有含氧的衍生物,而形成醇、醛、酮、酚、酯等的化合物,例 如香葉醇(geraniol)、香葉醛(geranial)..等等,請見圖 1-5-8 至 1-5-12:

(34)

月桂烯(myrcene) 檸檬烯(limonene)

β-水芹烯(β-phellandrene)

圖 1-5-8 單萜類化合物(分子式 C10H16

薑烯(zingiberene) α-薑黃烯(α-curcumene)

β-倍半水芹烯(β-sesquiphellandrene)

圖 1-5-9 倍半萜類化合物

(35)

OH

OH

芳樟醇(linalool) 香茅醇(citronellol)

OH

香葉醇(geraniol)

圖 1-5-10 含氧單萜醇類化合物(分子式 C10H16O)

O

O

香茅醛(citronellal) 檸檬醛(neral)

O

香葉醛(geranial)

圖 1-5-11 含氧單萜醛類化合物

(36)

CH2OCCH3 O

O

乙酸香葉草酯(geranyl acetate) 桉葉素(1,8 - cineole

圖 1-5-12 其他萜類物質

薑的揮發油成分複雜,GC、GC-MS 是鑑定揮發油成分含量、結構的 主要工具。為避免多峰相互重疊導致難以分辨,分析前大多採用 LC 將揮 發油分成碳氫化合物和含氧化合物,甚至將含氧化合物再進一步分成若干 段,利用這些手段,使得揮發油的成分分析越來越明晰68

1-5-2-3 乾薑中二苯基庚烷類的發現乾薑中二苯基庚烷類的發現乾薑中二苯基庚烷類的發現乾薑中二苯基庚烷類的發現

Katsuya 69等人首先於 1990 年,用乙醇水溶液萃取乾薑,從獲得的精 油中,分離出種四種薑烯酮(gingerenone)化合物:

HO

O

MeO OMe

OH

薑烯酮(gingerenone) A

HO

O

MeO OMe

OH OMe

薑烯酮(gingerenone) B

(37)

HO

O MeO

OH OMe

OMe

異薑烯酮(isogingerenone) B

HO

O MeO

OH

薑烯酮(gingerenone) C

圖 1-5-13 薑烯酮(gingerenone)化合物

Kikuzaki 80-82等人,較有系統地在 1991-1993 年間用二氯乙烷萃取乾 薑,從其精油中分離出 13 個化合物:

R1 R2 R3

1 H H H 4 OMe OMe H 5 H OMe OMe

HO

O MeO

OH R2

R1 R3

OH

9 H OMe H R

2 H 10 OMe

HO MeO

OH OR O

(38)

R1 R2

3 H H 12 Me Me 13 OMe Me

HO MeO

OH OR2

R1

OAc OAc

R1 R2

6a H H 6b Ac Ac 11 Ac H

R2O MeO

OR2 OMe OR1

OR1

R1 R2 R3

7a H Me H 7b Ac Me Ac 8a Ac H H

R3O R2O

OR3 OR2 OR1

OR1

8b Ac Ac Ac

圖 1-5-14 二苯基庚烷類化合物

Kikuzaki 80-82等人,又在 1996 年用二氯乙烷萃取乾薑,從其精油中分 離出 5 個環狀二苯基庚烷類化合物:

R1 R2

1 Ac H 3 H H

O R1O

HO OR2

MeO

OMe OH

5 H Ac

(39)

R

2 Ac

4 H

O

HO OH

MeO

OMe OH

OR

圖 1-5-15 環狀二苯基庚烷類化合物

1-5-2-4 生薑生薑生薑生薑、、、、乾薑中化學成分與種植時間長短的關係乾薑中化學成分與種植時間長短的關係乾薑中化學成分與種植時間長短的關係乾薑中化學成分與種植時間長短的關係

孫俊光70在 1980 年時研究台灣薑類的成分發現:生薑(台東產)主要 成分的含量與生長年數成正比,生薑、嫩薑中的辛辣成分[6]-genegrol、

[6]-shogal 的含量皆是生薑多於嫩薑,而兩者均無 zingerone 的成分:

表 1-5-1 生薑生長年數與其辛辣成分含量的比較

[6]-gingerol [6]-shogaol zingerone 一年生薑 5.55% 0.53% 0 二年生薑 5.96% 0.67% 0 三年生薑 9.55% 1.31% 0 市售生薑 3.28% 0.27% 0

嫩薑 1.57% 0.04% 0

(40)

綜合第二節文獻,並參照何文珊71等人的觀點,我們可把薑的化學成 分分為三大類:揮發油、辛辣成分、二苯基庚烷類。

第一類:揮發油。生薑與乾薑的揮發油,至今已發現各 136、140 種,

其中相同成分有 60 種。揮發油大部分為倍半萜類,主要成分有 α-薑烯(

α-zingiberene ) 、 α- 薑 黃 烯 ( α-curcumene ) 、 β- 倍 半 水 芹 烯 ( β-sesquiphellandrene)、β-沒藥烯(β-bisabolene)、樟烯(camphene)…

等。具香氣成分者多為含氧的單萜類,主要有芳樟醇(linalool)、香葉醇

(geraniol)、香葉醛(geranial)、檸檬醛(neral)、香茅醇(citronellol)、

桉葉素 ( 1,8-cineole ) 、乙酸香葉草酯(geranyl acetate)...等。而生薑的揮 發油含量大於乾薑。

第二類:辛辣成分。依 Lawrece 91 的觀點主要有 gingerols、shogaols、

gingerdiones、gingerdiols、zingerone、paradols 等 6 種。生薑含 gingerols、

shogaols、gingerdiones 、gingerdiols 等 4 種,乾薑則 6 種皆有。

第三類:二苯基庚烷類。存在於乾薑中,其中線性者有 15 種,環狀者 有 5 種。

世界各地區所產的薑,香味成分、辛辣成分及含量上有很大的差異,

故風味、品質都不一樣;但在辛辣成分上,生薑、乾薑都是以 gingerols(

[6]-,[8]-,[10]- gingerol),及 shogaols([6]-,[8]-,[10]- shogaol)為主,

其中又以[6]- gingerol、[6]- shogaol 的含量最多,並且:

[6]-gingerol 含量:生薑>乾薑 [6]-shogaols 含量:生薑<乾薑

而且 shogaols 要比 gingerols 更辛辣,既然乾薑中 shogaols 的含量大於 gingerols,這也就說明了自古醫書所說的:「生薑,味辛微溫;乾薑,大 辛大熱」的原因了。

(41)

1-5-3 薑及其主要成分薑及其主要成分薑及其主要成分[6]-gingerol、薑及其主要成分 、、、[6]-shogaol 之藥理活性之藥理活性之藥理活性之藥理活性

1-5-3-1 生薑的藥理作用生薑的藥理作用生薑的藥理作用生薑的藥理作用

1. 鎮靜和抗驚厥鎮靜和抗驚厥鎮靜和抗驚厥-鎮靜和抗驚厥---對中樞神經的抑制作用對中樞神經的抑制作用對中樞神經的抑制作用對中樞神經的抑制作用

張竹心72等人以生薑油 0.12 ml/kg 和 0.19 ml/kg 對小鼠做腹腔注射可減 少小鼠自發活動,延長戊巴比妥鈉(Pentobarbital Sodium)的睡眠時間;

若以生薑油 0.24 ml/kg 和 0.3 ml/kg 做腹腔注射,則能顯著抑制由戊四氮(

Pentamethylenetetrazoi)所引起的驚厥,但對於由印防己毒素、士的寧(

Strychnine)所引起的驚厥則無效果。

2. 具解熱具解熱具解熱、具解熱、、、鎮痛作用鎮痛作用鎮痛作用鎮痛作用

生薑精油能促進末梢血液循環,服用後產生全身發汗的作用20。 以生 薑注射液 5g/kg 或 10g/kg 對小鼠做腹腔注射,能提高小鼠耐痛度73。以生 薑油 0.3 ml/kg 對小鼠灌胃,能明顯抑制由醋酸所引起的小鼠扭體反應;以 0.4 ml/kg 灌胃,則有明顯的鎮痛作用。74

3. 具抗炎作用具抗炎作用具抗炎作用 具抗炎作用

以生薑注射液 5g/kg 或 10g/kg 對大鼠做腹腔注射,對大鼠蛋清性和甲 醛性足腫,有顯著抑制作用,表明生薑有抗炎作用75。張竹心 65等人以生 薑油 0.25-0.4 ml/kg 灌胃,能明顯抑制組織胺和醋酸所致小鼠毛細血管通透 性增加,對二甲苯所致小鼠耳廓炎症和大鼠蛋清性腳掌腫脹有顯著抑制作 用;將大鼠皮膚割破並塞入棉球,能明顯抑制因棉球所致肉芽組織的增 生,並使腎上腺重量增加。表明其抗炎作用可能與腎上腺皮質功能有關。

Penna76等人以生薑乙醇提取物對大鼠腹腔給藥,能抑制因角叉菜膠和 5- 羥色胺(5-hydroxy tryptamine,5-HT) 所引起的大鼠腳掌腫脹和皮膚水腫。

(42)

4. 具胃黏膜保護作用具胃黏膜保護作用具胃黏膜保護作用 具胃黏膜保護作用

孫慶偉等人77以生薑煎劑 0.1g/kg 對大鼠灌胃,發現能保護大鼠因鹽酸 所引起的胃黏膜損;若以 0.2g/kg 灌胃,則能保護大鼠應激性的胃黏膜損。

孫慶偉等人78以生薑煎劑 0.5g/kg 對大鼠灌胃,發現能明顯減輕大鼠因無水 乙醇、吲哚美辛(消炎痛,一種強消炎劑)所引起的胃黏膜損傷,並能促進 胃液的分泌,使其與胃壁結合的粘液量增加。Yamahara J79等人用生薑的丙 酮提取物 1000 mg/kg、zingiberene 100 mg/kg、[6]-gingerol 100 mg/kg 對大 鼠灌胃,發現能明顯抑制由鹽酸/乙醇所引起的胃黏膜損傷,其抑制率分別 為 97.5﹪、53.6%、54.5%。

5. 促進腸胃功能促進腸胃功能促進腸胃功能 促進腸胃功能

生薑的芳香味、辛辣味能使人的食慾增強80。精油可增加胃液分泌,

促進胃腸的蠕動,調整胃腸機能81。Yamahara J.82等人用生薑的丙酮提取物 75 mg/kg 對小鼠灌胃,發現能使炭末在小鼠腸內的推進,表示生薑能促進 腸的蠕動。Sharma83等人先以順鉑(cisplatin)抑制大鼠的胃排空延遲,之 後再用生薑的丙酮提取物 100 和 200 mg/kg、50﹪乙醇提取物 500mg/kg、

新鮮薑汁 2 和 4 ml/kg 對大鼠灌胃,發現均能有效促進大鼠胃排空,其中 生薑汁的效果甚至優於強力的止吐、胃排空劑 ondansetron,顯示生薑有對 噁心、嘔吐、腹痛、食慾不振、反胃等症狀有改善的效果。孫慶偉84等人,

以 10﹪生薑煎劑 2ml 對幽門結紥的大鼠灌胃,發現能促進大鼠胃液的分泌。

6. 止吐作用止吐作用止吐作用 止吐作用

Sharma85等人對混血狗口服順鉑(3 mg/kg),再給予生薑的丙酮提取 物 25 mg/kg 或 50﹪乙醇提取物 50 mg/kg,發現均能明顯抑制混血狗因服 用順鉑所產生的嘔吐現象。王金華86等人以生薑汁 5g、10g 對家鴿(225±25 克)灌胃,發現均能明顯抑制因 1﹪CuSO4灌胃所致的嘔吐次數。

(43)

7. 保肝利膽作用保肝利膽作用保肝利膽作用 保肝利膽作用

張竹心87等人以生薑油 0.32 ml/kg 和 0.4 ml/kg,連績 2 天灌胃,發現 對大鼠因四氯化碳導致的肝損害有治療作用。Yamahara 88等人以生薑的丙 酮提取物 500mg/kg 對大鼠的十二指腸給藥,發現能促進大鼠膽汁的分泌,

有利膽的作用。

8. 強心及提升血壓作用強心及提升血壓作用強心及提升血壓作用 強心及提升血壓作用

生薑的乙醇提取物對已麻醉的貓心臟有直接的興奮作用89。朱顏90研究 發現,健康人咀嚼生薑 1 克但不咽下,可使舒張壓平均升高 14 mmHg,收 縮壓升高 11.2 mmHg。

9. 抗血小板凝聚作用抗血小板凝聚作用抗血小板凝聚作用 抗血小板凝聚作用

陳昆南91等人將生薑的乙醇提取物,連續 7 天對大鼠給藥,發現能顯 著抑制由 80%乙醇誘導的血小板凝聚功能。Srivs 92研究發現,生薑的水 提取物,可抑制二磷酸腺苷(ADP)、腎上腺素、膠原、花生四烯酸(AA)

等物質所引起的血小板凝聚,其作用隨劑量的增大而增強。從以上的研究 顯示,生薑在防止血管的栓塞方面有一定的效果。

10. 抗氧化作用抗氧化作用抗氧化作用抗氧化作用

Ahmed93 和 Fuhrman94發現生薑可以調節大鼠脂質過氧化,降低體內 過氧化物。劉寧等95人用加入 5 %生薑的高脂飼料飼養 Wister 雄性大鼠 90 天,心臟取血測定麩胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px) 和脂質過氧化物(LPO),

與只用高脂飼料飼養的對照組比較,顯示生薑可以升高 GSH-Px、降低 LPO,表明其對體內自由基有不同程度的抑制或清除作用。

(44)

11. 抗微生物作用抗微生物作用抗微生物作用抗微生物作用

付愛華96等人研究發現,生薑乙醇提取物可對培養基中常見的皮膚 癬菌-紅色毛癬菌、犬小孢子菌、須癬毛癬菌、絮狀表皮癬菌有極為顯著 的抑菌和殺菌作用。Datta97等人發現,生薑的乙醇提取物以 100mg/kg 的量 對狗做皮下注射,可明顯減少狗的血液裏中微絲蚴的量。此外,生薑的水 提取物對傷寒桿菌、霍亂弧菌、沙門桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、肺炎球菌 有顯著抑制作用98

12. 抗癌抗癌抗癌抗癌

Katiyar99等人的研究顯示,生薑的乙醇提取物具有抑制小鼠皮膚腫瘤 發生的作用。Nagasawa100等人的研究發現,在老鼠的的飲水中加入 0.125%

生薑的熱水萃出物,可顯著降低未配種過的母小鼠的自發性乳腺癌及其乳 房的腫瘤。從劉輝101等人以生薑的乙醇提取物 10g/ kg 灌胃給荷瘤鼠,連 續 12 天,實驗結果發現,生薑的乙醇提取物可誘導淋巴細胞增生,促使 腫瘤細胞凋亡,表明生薑能明顯改善動物因荷瘤而導致的免疫功能低下的 狀況,有防治腫瘤的作用。

13. 抗過敏作用抗過敏作用抗過敏作用抗過敏作用

張竹心102等人研究發現,生薑油對豚鼠過敏性支氣管痙攣有抑制作 用,並能拮抗組織胺、乙醯膽鹼所致豚鼠回腸收縮反應。

14. 抗動暈症作用抗動暈症作用抗動暈症作用抗動暈症作用

姜正林103等人的研究顯示,生薑 5g 去皮,加水磨成勻漿,加蒸餾水 100ml 稀釋製成混懸液,分別給旋轉刺激的大鼠動暈症模型腹腔注射和灌胃,均能 有效改善動暈症所引發的嘔吐現象。

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15. 改善心血管疾病改善心血管疾病改善心血管疾病改善心血管疾病

Bhandari104等人給家兔餵高脂飼料 10 周建立高脂模型,血清中總膽 固醇、三酸甘油酯(TG) 、血清脂蛋白和磷脂顯著增加。而給予生薑乙醇 提取物(200mg/ kg) 和高脂飼料喂家兔 10 周,上述指標均明顯降低,且高 密度脂蛋白膽固醇(HDLC)升高,證實生薑能降低膽固醇,減輕家兔動脈粥 樣硬化的程度。Akhani105等人在以 streptozotocin(STZ,鏈脲佐菌素)引起第 一型糖尿病大鼠的實驗中每天管餵 4 ml/kg 的薑汁,為期 6 週,結果發現 薑汁能顯著降低血清中膽固醇和三酸甘油脂,同時也降低糖尿病大鼠的血 壓。

16. 降血糖作用降血糖作用降血糖作用降血糖作用

Akhnai106 等人報道,對血糖正常的大鼠做腹腔注射 5-HT (1 mg/

kg), 可使血糖升高,血清胰島素水準下降,這種作用會被生薑汁阻斷。

用鏈脲佐菌素(STZ) 誘導大鼠糖尿病模型,空腹血糖明顯升高, 血清胰島素 水準明顯下降, 給予生薑汁 4ml/ kg 灌胃,1 次/ 天,連續 6 周,大鼠空腹血 糖明顯下降,血清胰島素水準顯著升高,並且血清膽固醇,三酸甘油酯和 血壓都降低。

17. 抗肥胖作用抗肥胖作用抗肥胖作用抗肥胖作用

Han107等人的研究發現,生薑的水提取物能明顯抑制以高脂飼料餵食 8 週的小鼠脂肪細胞增生,其原因可能是生薑能阻礙小腸對油脂的吸收。

18. 對呼吸中樞對呼吸中樞對呼吸中樞對呼吸中樞有有有興奮作用有興奮作用興奮作用興奮作用70

生薑的乙醇提取物,對已麻醉的貓血管運動中樞、呼吸中樞有興奮作 用,可使呼吸頻率增加,還有暢通呼吸道、止咳化痰的作用。

(46)

1-5-3-2 生薑在臨床上的應用生薑在臨床上的應用生薑在臨床上的應用生薑在臨床上的應用

1. 能有效預防動暈症的發生能有效預防動暈症的發生能有效預防動暈症的發生 能有效預防動暈症的發生

在旅行、搭船前半小時喝一杯生薑汁,也可在途中含幾片生薑可以消除 或降低頭暈、噁心、嘔吐感或次數。108-109

2. 治療神經性的嘔吐治療神經性的嘔吐治療神經性的嘔吐、治療神經性的嘔吐、、噁心、噁心噁心噁心

用生薑、生半夏各 9g 以水煎服,可用於胃大部切除術後等不明原因的 嘔吐,也可治療美尼爾氏症、胃炎、胰腺炎、膽囊炎甚至尿毒癥等引起的 嘔吐;咀嚼鮮生薑治療嘔亦有良效110。生薑也能明顯抑制以化學療法治療 癌症所引起的嘔吐。111

3. 能有效減輕或消除懷孕時的嘔吐能有效減輕或消除懷孕時的嘔吐能有效減輕或消除懷孕時的嘔吐、能有效減輕或消除懷孕時的嘔吐、、噁心、噁心噁心噁心

多項臨床研究顯示,每日服用 125~350mg 薑粉 3 到 4 次,對懷孕時 的嘔吐、噁心症狀,具有相當好的成效。112

4. 能治療風濕痛能治療風濕痛能治療風濕痛、能治療風濕痛、、、腰腿痛腰腿痛腰腿痛腰腿痛

用鮮生薑製成 5 %~10 %注射液,行痛點或反應結節(長繭)注射,

用於風濕痛、慢性腰腿痛 113 例,有效率達 83 % ,尤以對風濕痛療效更 佳,有效率達 92. 5 %。113

5. 治療蛔蟲病治療蛔蟲病治療蛔蟲病 治療蛔蟲病

以鮮薑 30g 取汁,加蜂蜜 60ml 拌勻是為 1 劑,病患 1~2 歲服用 1/4 劑,2~4 歲服用 1/3 劑,4~7 歲服用 1/2 劑,7~14 歲服用 2/3 劑,14 歲 以上服用 1/4 劑,每日 3 次,並與西藥阿托品共同使用,能有效治療蛔蟲

數據

圖 1-1-1 40 種可能具有防癌效果的蔬果
圖 1-2-2  高效液相層析儀示意圖    1-2-4  層析管柱 層析管柱 層析管柱 層析管柱         液相層析管柱(column)的基礎材料為矽膠(silica  gel),其具有活 性矽醇基 Si-OH(Silanol group),其結構如圖 1-2-3 所示,於顯微鏡下觀 察如圖 1-2-4。    圖 1-2-3  矽膠之結構                              圖 1-2-4  矽膠顯微照片
圖 1-4-1 薑 Zingiber officinale Roscoe 24
圖 1-5-1    gingerols 的 Baeyer-Villager Oxidation 反應流程圖
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參考文獻

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