生姜エキスと食品包装に使用する利点は何ですか?

生姜 (Zingiber officinale Roscoe), a perennial herb in the ginger family, is mainly cultivated and used in some Southeast Asian countries。 It has a fragrant and spicy taste and can be used as a condiment, spice, dietary supplement, and traditional medicine. Currently, according to data from the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) for 2022, China is one of the world&#ジンジャーの39の大手生産者[1]。ショウガは、その長い使用と消費の歴史の中で、珍味として楽しまれてきただけでなく、さまざまな薬理特性を有しており、食品や医薬品に用いられてきました。たとえば、生姜はお茶や健康飲料として、風邪を予防したり、嘔吐したり、疲れを癒すのに役立ちます[2]。さらに、ジンジャーはアーユルヴェーダの準備「trikatu」の重要な成分です。喘息、気管支炎、赤痢、発熱、腸管感染症の治療に他の薬剤と併用することができる[3]。

中国では、生姜はまた、広く民間回復サプリメントとして、医薬食品や伝統的な漢方薬として使用されています[4]。2020年版の中国薬事法には、生姜を配合した3つの製品が含まれている。「生生姜」「乾生姜」「揚げ生姜」だ。要約すると、ショウガは、経済的、観賞用、さらには食用薬としても価値のある重要な作物です。その栄養と価値が広く認められ、人々に深く愛されています。consumers&接する#39;健康的な食事、栄養摂取や食事療法のための必要性は、生活の中で不可欠なスパイスや健康促進野菜の一つに発展してきました。利用価値と開発の見通しが高く、複数の科学分野の注目を集めているだけでなく、過去10年間で最も研究されている天然資源の一つでもあります。図1は、研究コミュニティの継続的な取り組みを示しています。この天然物は近年精力的に研究されており、コロナウイルスの流行による栄養補助食品および栄養補助食品市場の成長に関連している可能性があります。

With the rapid development of the ginger industry and science and technology, people have conducted in-depth research on the nutritional composition and functional value of ginger, which further confirms that ginger has high medicinal value and health care functions. Ginger has been extracted by various methods to discover more of its biological activities, in order to promote the comprehensive utilization and deep processing of ginger. To date, a variety of important bioactive components have been extracted from ginger, such as polysaccharides, terpenoids, phenolic compounds, etc. [1,5], and it has been found that these compounds have antioxidant [6], antibacterial 【7】, anti-inflammatory [8], anticancer [9], and hypoglycemic [10] effects. Figure 2summarizes the important active substances in ginger and their biological activities. Many techniques such as ultrasonic-assisted extraction, organic solvent separation, and high-performance liquid chromatography detection have been used to extract, process, separate, and analyze these ginger active ingredients to gain a deeper understanding of their activities. Many ginger products have been developed based on these activities, and these products involve the fields of food, pharmaceuticals, or cosmetics.

In recent years, the use of plant resources to create sustainable, green, non-toxic natural polymers has attracted considerable attention in order to reduce the generation and accumulation of agricultural waste and non-degradable synthetic materials. At present, many plant active substances have been widely used in food packaging materials. のse active substances generally have antioxidant and antibacterial effects, which can improve the safety and extend the shelf life of packaged foods [11]. Ginger, as a natural crop, can be used as a sustainable and environmentally friendly material. Its extract, combined with other natural polymers, can improve the mechanical and oxygen barrier properties of the packaging [12]. Its excellent antibacterial and antioxidant properties make it one of the best candidates for food packaging applications. This paper mainly summarizes and discusses the types and biological activities of ginger extracts, as well as the research progress of ginger active substances in food packaging applications. It clarifies the main active ingredients and research hotspots of ginger as a medicinal and edible plant, and provides guidance and theoretical support for the comprehensive utilization and deep processing of ginger, with a view to providing the necessary theoretical knowledge base for in-depth research and development of ginger products and tapping the potential of disease prevention, and improving its bioavailability.

1生姜エキスの種類と生物活性

生姜には多糖類、テルペノイド、フェノール化合物など多くの化学成分が含まれており、抗酸化作用、抗炎症作用、抗菌作用、抗がん作用などのさまざまな生物活性をもたらし、健康に役立つ保護作用もあります。しかし、これらの生理活性化合物の量と質は抽出技術に大きく依存しており、これはショウガの有効成分をより効果的に抽出する技術の開発を促進するだけでなく、ショウガの生理活性を最大化する技術の開発を促進するものです。ショウガの具体的な有効成分とその生物活性を表1にまとめました。

1.1生姜エキスの種類

1. 1. 1多糖类

植物由来多糖類は、抗酸化作用[13]、抗腫瘍作用[14]、抗インフルエンザ作用[15]、低血糖作用[16]、免疫調節作用〔17〕などの複数の健康上の利点から、食品、医薬品、化粧品業界で広く注目されています。なかでもショウガ多糖類は、その豊富な生物学的性質と薬理作用から、近年、生物学・医学分野で注目されています。

ジンジャー多糖の構造は非常に複雑であり、その構造上の特徴は主に単糖の組成と配列、分子量、グリコシド結合の位置と立体構造である。多糖は、グリコシド結合で結ばれた単糖のポリマーである。ほとんどの多糖類はガラクトース、グルコース、マンノース、アラビノース、ラムノース、キシロースから構成されています。さらに、グルクロン酸やガラクツロン酸などのウロン酸がいくつかの多糖類から検出されている。これらの多糖類の単糖組成およびモル比の多様性は、原料、抽出方法、分離精製方法などの多くの要因に影響されます[18,19]。手は色々だ多糖类の構造を分析などの器楽分析方法だけでなく高性能液体クロマトグラフ(HPLC)红外スペクトル(IR)核磁気共鳴(ポリオキサミド树脂)、ガスクロマトグラフ(GC)、質量分析(MS)ガスchromatography-mass離イオン化法(GC-MS)など、化学などの方法メチル化分析酸分解、酸化periodate、また、特異的グリコシダーゼ消化などの生物学的手法や免疫学的手法もあります。

The chemical structure of polysaccharides is the basis of their biological activity. Many studies have shown that the molecular weight of polysaccharides is closely related to a variety of biological activities, and that an appropriate molecular weight is one of the necessary conditions for polysaccharides to exhibit pharmacological activity. Chen et al. used two different methods to extract polysaccharides from ginger residues and determined that they had different molecular weights, which in turn exhibited different antioxidant activities [19]. In addition, the monosaccharide composition of 植物多糖类 is an important factor affecting their biological activity. Wang et al. used the same extraction method to extract two polysaccharides, GP1 and GP2, from the same raw material. Their monosaccharide compositions are different. GP1 may have anti-tumor activity, while GP2 exhibits antioxidant activity [20]. When the monosaccharide composition is different, even if they have the same pharmacological effect, the strength is also different. Jing et al. showed that the two ginger polysaccharides ZOP and ZOP-1 have significant antioxidant effects, but the antioxidant activity of ZOP-1 is significantly higher than that of ZOP [13]. When the monosaccharide composition is the same, the molar ratio also affects the biological activity of the polysaccharide. Chen et al. confirmed that ginger polysaccharides isolated using hot water extraction and alkali solution extraction, which have different molar ratios of monosaccharide composition, exhibit different antioxidant activities [18].

ショウガ多糖類の構造と生物活性を研究するためには、ショウガ多糖類を効果的に分離・精製することが重要である。ショウガからの生理活性高分子多糖類の抽出効率を最大化するために、精製法に関する一連の研究が行われてきた。現在、生姜多糖類を分離して精製する方法は、温水抽出法、酵素を利用した抽出法、マイクロ波を利用した抽出法、超音波を利用した抽出法など、さまざまだ。それぞれの方法には長所と短所があります[18]。科学技術の発展と複数の分野の統合に伴い、より高い抽出速度を持ち、多糖類の生物活性をできるだけ損なわない抽出法の研究開発が現在注目されており、注目されている。ショウガ多糖類の研究は途絶えていないが、精製方法、構造、生物活性などの面でさらなる研究が必要である。将来的には、ショウガ多糖類の構造を改変して本来の生物活性を高めたり、新たな生物活性を生み出したりすることが期待されます。また、修飾されたショウガ多糖類の構造活性相関に関する研究を強化し、修飾部位の構造特性、量、活性の相関を明らかにすることが重要である。

1. 120ウェルビーイングブームと相まって

The smell of ginger is mainly determined by its volatile oil content, also known as terpenes, which consist of monoterpenes and sesquiterpenes. The yield varies from 1% to 3% [21] and is the source of the pleasant smell, pungent taste and many pharmacological activities. Monoterpenes have a carbon backbone with two isoprene units (C10 skeleton), and some have one or two cycloalkane units, such as cyclopropane, cyclobutane and cyclohexane. Currently, monoterpenes are found to mainly include the active ingredients eucalyptol, citral, limonene, linalool and pinene. Eucalyptol is a cyclic ether and the main component of Eucalyptus essential oil. It is known to have anti-inflammatory, antibacterial, anti-hypertensive, antispasmodic, analgesic and anti-anxiety effects [22,23]. Citral is a double bond isomer and a mixture of citronellal and geranial, with the highest content in ginger essential oil [24]. It has a strong lemon aroma. Therefore, citral has been used as a safe flavoring and food additive. It also has liver-protecting and anti-inflammatory effects [25]. Limonene is a cyclic monoterpene that is the main component of citrus peel oil. It is used as an anticancer, antiviral, anti-inflammatory and antibacterial agent [26] and also has the effect of dissolving gallstones and relieving gastroesophageal reflux [27]. Linalool is a terpene alcohol found in plants in the form of two enantiomers and is known to have anti-inflammatory, anticancer, antibacterial, analgesic, anti-anxiety, antidepressant and neuroprotective effects [28].

Pineneはbicyclic monoterpene whatever 'という言葉2異性体(α-とβ-)を考えるとして使われていた。消化管保護作用、抗不安作用、抗けいれん作用、神経保護作用、抗酸化作用、抗膵炎作用がある[29]。セスキテルペンは、3つのイソプレン単位(c15骨格)を持つことが特徴で、自然界のエッセンシャルオイルの主要成分です。β-elemene立体異性体の一つでelemeneチームの顧問として活動しており、自然で発見花の香りの構成として虫フェロモン。

β-エレメンには抗がん効果があると報告されている[30]。ファルネセンは6つの異性体として存在し、精油やフェロモンの成分として自然界に存在する。溶剤、エモリエント、ビタミン、バイオ燃料として工業的に使用されている[31]。ゼアチンは、反応性の高い3つの二重結合を持つ環状セスキテルペンであり、抗がん剤[32]、抗菌剤、香料[33]として使用されます。

In summary, these volatile compounds give ginger essential oil its characteristic flavour and aroma as well as its antimicrobial and antioxidant activities. Its biological activities are directly related to its chemical composition, which may vary in content and composition depending on the species and be influenced by extraction method, origin, growing conditions, harvest time and other factors. In recent years, attention has been paid to the use of ginger essential oil in food preservation, and its potential as a natural and effective food preservative has been understood, which may have a significant impact on food safety and quality.

1. 1.3フェノール化合物

フェノール化合物は、ショウガの不揮発性成分であり、主要な生理活性成分です。それらにはジンゲロール、ショウガオール、パラドール、ジンゲロンが含まれ、それらの変換を図3に示します。ジンゲロールは根茎の辛味のある黄色の液体であるが、舌のスパイス受容体の活性化に寄与する低融点の結晶性固体を形成することもある。6種類のジンゲロール配位子があり、分岐したアルキル側鎖の長さによって区別される。6-ジンゲロールが最も多く、4、7、8、10、12-ジンゲロールは少ない[34]。ジンゲロールには抗がん、抗炎症、抗酸化作用があることが知られている[35]。

ジンゲロールは加熱による脱水反応によってショウガオールに変換されるため、加熱処理したショウガには多量のショウガオールが検出されるが、乾燥したショウガには6-ジンゲロールが最も多い。熱処理中のショウガオールからショウガオライドへの変換は、加熱条件と温度に大きく影響される。jungらは、湿潤熱条件下で生産される6-ジンゲロールの含有量が乾燥熱条件下で生産される6-ジンゲロールよりも有意に高く、高温では熱処理時間を短縮することで、ショウガオライドの変換率を高めることを見いだした[36]。いくつかの報告は、ショウガオールがショウガオールよりも優れた薬理学的特性、特に神経保護、抗酸化、抗炎症作用を有することを示している〔37〕。研究によれば、α、β-unsaturated ketoneが6-gingenol分子する基础より生物活動6-gingerol[38]。パラドールは、刺激性のないショウガオールの生体内変換の代謝物であり[39]、抗がん、抗炎症、心臓保護、神経保護効果があることが知られている[40]。ショウガオール(shogaol)はバニルアセトンとしても知られており、乾燥または熱処理中にジンゲロールがアルドール反応を起こすときに生成する製品である[40]。ショウガオールには、抗炎症作用、低血糖作用、抗下痢作用、鎮痙作用、抗がん作用、制吐作用、抗不安作用、抗血栓作用、放射線防護作用、抗菌作用など、様々な作用と活性が報告されている

活動[41]。

近年、需要が急増しています高品質ジンジャーオレオレジンエキス健康上の利点を有するショウガオールおよびジンゲロールなどのフェノール化合物を含みます。超音波を用いた抽出や酵素を用いた抽出など、低温かつ短時間で高濃度の6-ジンゲロールを抽出することができます[42,43]。マイクロ波補助や加圧液体抽出などの高熱処理は、より高い6-ジンゲロール含有量を生成します[44,45]。一方、超臨界流体抽出では、無毒のco2を使用するため、抽出物の品質と安全性が向上する[46]。これらのグリーン抽出技術は、環境的、経済的、社会的に多くのメリットをもたらしていますが、今後取り組むべき課題は多くあります。食品、医薬品、化粧品用途の機能性成分としてのジンジャー樹脂抽出物の生理活性化合物のさらなる開発は、探索する価値のあるもう一つの重要な分野です。

1.1.4 Diarylheptanoids

ジンジャーには上記の有効成分に加えて、2つのアリル基がヘプタン鎖でつながったジアリルヘプタノイドが含まれています。クルクミンは、ショウガの主成分で、本来はウコンからショウガ科に単離されていますが、ショウガの主成分としても存在します。

 クルクミンには、抗酸化作用、抗潰瘍作用、抗がん作用、心臓保護作用、抗糖尿病作用、抗マラリア作用、抗菌作用、神経保護作用が報告されています[47,48,49]。

1. 1.5その他の有効成分

The chemical substance mixture in ginger, such as ginger essential oil, and some non-volatile components are prepared by extracting with solvents such as ethanol and water, or by powdering fresh or dried ginger roots or using them as an infusion. These extracts have anticancer effects in addition to neuroprotective, cardioprotective and hypoglycemic effects [50,51]. In addition, in order to enhance the therapeutic effect of the mixture of ginger components and other chemical substances, drug delivery systems based on nano-capsules, such as liposomes, solid lipid nanoparticles, nanostructured lipid particles, nanoemulsions and cyclodextrin complexes, have been developed or proposed [52], to help ginger exert its biological activity better in the body and increase its oral bioavailability.

120生物活動

1.2.1抗酸化作用

It is well known that an excess of free radicals such as reactive oxygen species (ROS) is the cause of many chronic diseases, and ginger has high antioxidant activity. Dugasani et al. found that 6-, 8- and 10-gingerols and 6-gingenol all have strong antioxidant activity, with 6-gingerol having the lowest activity and while 10-gingerol had the highest antioxidant activity of all the gingerols [53]. Ji et al. demonstrated the potential of ginger oleoresin as an effective antioxidant and radiation protectant [54]. In addition, ginger extract can reduce the production of ROS and lipid peroxidation by stimulating the expression of several antioxidant enzymes, thereby exhibiting antioxidant effects [55]. Ginger extract also has a protective and antioxidant effect against cadmium-induced nephrotoxicity [56] and antioxidant protection against lead acetate-induced hepatotoxicity [56]. In addition, the antioxidant capacity of ginger extract is related to the extraction solvent. Yeh et al. compared the antioxidant capacity of ginger ethanol extract and water extract and found that ginger ethanol extract had higher TEAC and FRAP antioxidant activity [58]. In summary, numerous in vitro and in vivo studies have shown that ginger and its bioactive compounds have strong antioxidant activity. The main effect is to balance free radical production, improve the body'の防衛システム、また、抗酸化酵素または酵素システムにおける調節的役割を果たしています。

1.2.2消炎活動

炎症は、微生物の侵入、抗原暴露、細胞や組織への損傷の後に起こる、身体の保護応答と定義することができます。それは、多くの細胞タイプ、メディエーター、受容体およびシグナル経路の間の複雑な相互作用を伴います。研究NF - neuroinflammationで中心的な役割をκBが、規制を始めよ不道徳燃やす働きγ活性化と新陈代谢や炎症、生姜と各種化合物抗炎症作用があり、活动を増やすように長い間知られた。韓ら実証されたことは6-gingerolは子ども消炎効果の生産を抑えることで炎症アジャスターの燃やす働き活性化-γLPS-inducedになりを抑えることができるLPS-induced NF -κB[59]た消炎効果を振るう活性化になる。zhangらは、6-gingenol-loadedナノ粒子がナトリウムデキストランスルファート誘発性大腸炎の症状を緩和し、炎症促進因子と抗炎症因子の発現レベルを調節することによって大腸炎の傷の修復を促進することを発見した[60]。

いくつかの研究では、6-ジンゲロールにも抗炎症活性があることが示されている。サハら実証されたことは6-gingerolは子ども消炎活動の削减とNF -κB規制され経路のたんぱく质やmRNAレベルのIL-8 IL-6、IL-1βコレラ誘発型炎症で腸上皮細胞(61)。ジンジャーの他の有効成分にも抗炎症活性があることが示されています。例えば、生姜エキスジンゲロール改善trinitrobenzenesulfonic acid-induced大腸炎NF -κB規制されinterleukin-1β経路[62]ますジンジャーanti-CD3も防げantibody-induced大腸炎? TNFα制作を減らしAkt NF -κB活性化[63]。そしてtengらは、ジンジャーがナノ粒子をエクソソーム化することを発見した#39;マイクロrnaはil-22(バリア機能改善因子)の産生を誘導することでマウス大腸炎を改善する[64]。まとめると、ショウガとその活性化合物は、特に腸の炎症性疾患において、炎症を効果的に緩和することが示されています。ジンジャー抑制にかかわるかもしれませんの消炎機構Akt、NF -κB活性化の削减と消炎cytokines強化pro-inflammatory cytokines。ジンジャーナノ粒子の応用は、予防と治療を含め、腸内の炎症性疾患の改善に大きく役立つことに留意すべきである。

2・3位をNeuroprotection

一部の人々,特に高齢者,アルツハイマーなどの神経変性疾患を発症するリスクが高いです'の病気(ad)、parkinson 's疾患(pd)と認知症、およびこれらの疾患の有病率は、年齢とともに増加します。ジンジャーは記憶機能に肯定的な作用があり、このような慢性的な難病に対する神経保護作用はもちろん、神経変性疾患の治療と予防にも役立つという研究結果が出ている。Alzheimer&で#39;s disease、zengらは、高用量のジンジャーエキスが学習と記憶を改善することを報告した[65]。karamらは、生姜を投与したadラットがアセチルコリン濃度を有意に増加させ、アセチルコリンエステラーゼ活性を低下させ、アミロイドプラークを消失させることを示し、生姜の神経保護能力と治療能力を実証した[55]。Parkinson&で#39;s disease, Moon et al. found that the active compounds in ginger can reduce the cognitive dysfunction of PD by inhibiting the inflammatory response, increasing NGF levels, and improving synaptic formation in the AD brain [66]. P

Ark et al. reported that 6-gingerol can improve motor coordination disorders and motor retardation in PD, exerting a neuroprotective effect [67]. In addition, Ho et al. found that 10-gingerol in fresh ginger has strong anti-neuroinflammatory properties. It inhibits the expression of pro-inflammatory genes by blocking NF-κB activation, resulting in decreased levels of NO, IL-1β, IL-6 and TNF-α [68]. Another study found that 6-dehydrogingerol has a cytoprotective effect against oxidative stress-induced neuronal cell damage [69]. In addition, the TRV1 receptor has been found in the peripheral and central nervous systems and plays an important role in pain transmission and regulation. It has been reported that ginger has been shown to be active in the TRV1 receptor [70]. The above studies have found that ginger and its bioactive compounds exhibit protective effects against neurodegenerative diseases such as AD and PD.

1.2.4抗菌活動

細菌や真菌の広がりは、常に人々を悩ませる深刻な問題となっています&#健康39;s。抗菌剤の長期使用は細菌抵抗性をもたらし、バイオフィルムの形成は細菌感染と抗菌抵抗性の重要な原因である。この問題に対処するために、いくつかのハーブやスパイスは、多くの病原性微生物に対する自然で効果的な抗菌剤に開発されています。近年、ジンジャーには抗菌作用があることが報告されている。ある研究では、ショウガは、膜の完全性に影響を与え、バイオフィルムの形成を阻害することによって、pseudomonas aeruginosaを含む様々な薬剤耐性株の成長を阻害することが明らかになった[71]。

ショウガの生食抽出物およびメタノール分画は、病原性遺伝子を低下させることにより、バイオフィルムの形成、グルカン合成、およびストレプトコッカス・ミュータンの接着を阻害した[72]。ジンジャー精油には抗菌作用があるという研究結果もあります。wangらは、ショウガ精油が黄色ブドウ球菌や大腸菌に対して優れた抗菌活性を持ち、前者の方が後者よりもショウガ精油に敏感であることを明らかにした。抗菌作用は、ショウガ精油が細菌の細胞膜を損傷させ、タンパク質や核酸などの高分子を漏れさせ、最終的に細菌の代謝活性を低下させて死に至らせることである[73]。要約すると、ジンジャーはしています 異なる細菌や真菌の増殖を抑制することが示されています。

1.2.5抗がん活動

Cancer is a leading cause of death, and some natural products such as fruits and plants have been widely studied for their anti-cancer activity. A large number of in vitro and in vivo studies on ginger extracts have shown that ginger and its active ingredients can eliminate or inhibit the development of different types of cancer. It has been found that ginger extract supplementation can reduce colon mucosal proliferation and promote apoptosis in patients at high risk of colorectal cancer [6]. 6-gingerol, 10-gingerol, 6-shogaol and 10-shogaol have an anti-proliferative effect on human prostate cancer cells by down-regulating the expression of various drug-resistant related proteins [74], have an antiproliferative effect on human prostate cancer cells by downregulating the expression of various drug-resistance-related proteins [74].

6-ジンゲロールは、ヒト子宮頸部腺がん細胞の増殖を阻害することもある[75]。生姜エキスも防ぐことができ、乳がんの表情を増やし腫瘍抑制抑制遺伝子『p53とNF -κB低减レベルアポトーシスを着実に推進する腫瘍組織[76]。ジンジャーから調製された蛍光カーボンナノドットは、ヌードマウスのヒト肝がん細胞によって引き起こされる腫瘍の成長を効果的に制御することができる。in vitro実験では、ジンジャーのカーボンナノドットが肝臓がん細胞のros含有量を増加させ、それによってp53の発現を上昇させ、アポトーシスを促進することが示された[77]。ジンジャーエキスおよび6-ギンゲノールは、重篤な副作用なしにヒト膵臓がん細胞の増殖を阻害した[78]。つまり、生姜は大腸がん、前立腺がん、乳がん、子宮頸がん、肝臓がん、膵臓がんなど、いくつかの種類のがんを予防し、治療することができます。抗がん機構は主にアポトーシスを誘導し、がん細胞の増殖を抑制することに関連しています。

1.2.6血糖値を下げる活動

糖尿病は、インスリンの欠乏やインスリン抵抗性によって引き起こされる重篤な代謝障害で、血糖値が異常に上昇する。ショウガとその主な有効成分の抗糖尿病効果は、多くの研究で評価されています。sampathらは、肥満マウスの高脂肪食に起因する血漿グルコースおよびインスリン濃度を6-ジンゲロールが低下させることを発見した[79]。weiらは、6-パラドールと6-ギンゲノールがampkのリン酸化を増加させてグルコースの利用を促進することを発見した。さらに、6-パラドールは血糖値を有意に低下させた[7]。liらは、ショウガエキスがメタボリックシンドロームのラットのインスリン感受性を改善することを発見しており、これは6-ジンゲロールによるエネルギー代謝の改善に関連している可能性がある[80]。dongareは、ショウガエキスがストレプトゾトシン誘導糖尿病ラットの網膜微小血管の変化を減少させることを発見した[81]。以上の研究をまとめると、ショウガとその生理活性化合物は、インスリン濃度を低下させ、インスリン感受性を高めることによって糖尿病とその合併症を予防し治療する可能性があることが示唆されている。

1.2.7その他の生物学的活動

上記の活動に加えて、ジンジャーは呼吸器系保護作用、抗吐き気・制吐薬・心血管保護作用も持っています。天然ハーブは、喘息などの呼吸器疾患の治療に古くから使われてきましたが、ショウガもその一つです。いくつかの研究では、ジンジャーとその生理活性化合物は呼吸器疾患に対する保護効果を示している。例えば、6-ジンゲレン、8-ジンゲロール、6-ジンゲロールヒトの気道平滑筋の急速な弛緩を誘導することができる[82]。さらに、生姜はアレルギー性喘息を改善することができます[83]。ジンジャーは伝統的に胃腸症状の治療に用いられてきた。以前の研究では、ジンジャーは、嘔吐、乗り物酔いや妊娠による吐き気を減らすことができることが示されています,最近の研究は、ジンジャーに焦点を当てている間&#術後および化学療法誘発性の吐き気や嘔吐に対する39の予防効果。二重盲検無作為化プラセボ対照試験では、化学療法後の患者の吐き気に関連する生活の質がショウガ補充によって改善されたことが示された[84]。さらに、ジンジャーは抗結核薬や抗レトロウイルス療法によって引き起こされる吐き気を緩和し、患者の軽度、中等度、重度の吐き気発作の頻度を減少させることができます[85]。一般的に、ジンジャーは減少することによって心血管保護効果を示します 高血圧症と脂質異常症の改善。ジンジャーエキスがnoシンターゼおよびシクロオキシゲナーゼを阻害することにより、ブタの冠状動脈に対する血管保護効果を有することが研究によって示されている[86]。

2  ショウガエキスの食品包装への応用

食品は、水分、光、酸素、微生物などのさまざまな環境要因の影響を受けやすく、食品の劣化を引き起こす可能性があります[87]。さらに、残留農薬、重金属、微生物毒素によって引き起こされる食品の安全性の問題は、消費者の健康に直接影響を与える可能性があります[88]。大腸菌、チフス菌、黄色ブドウ球菌、リステリア・モノサイトゲネス、カンピロバクター・ジェジュニなどの食品由来病原体は、胃腸や神経疾患などのヒトの疾患を引き起こすことさえあります[89]。食品包装は食品科学技術の重要な部分です。その主な機能は、微生物やその他の生物による腐敗から内容物を保護し、製品の品質と安全性を確保し、保存期間を延ばすことです。持続可能なフードバリューチェーンや食品廃棄物の削減に貢献するだけでなく、消費者が安全で衛生的な食品を食べることを可能にします。

また、商品情報を表示して商品の商品化や流通を支援することもできます。包装材料は、個々の製品の違いにより、単一の紙包装から、金属、ガラス、プラスチックなど多岐にわたります。しかし、この伝統的な包装方法は、ほとんどの固形廃棄物を発生させ、環境を汚染しています。使用される材料は生分解性ではなく、環境を損なうだけでなく、水、土壌、空気を通じて汚染を拡散させることによって、人間の健康に影響を与える可能性があります。現在、食品包装材料などの非生分解性材料の生産と使用が大幅に増加し、自然への害が増えています。近年、peopleの改善に伴い'の生活水準は、食品の品質と安全性にますます高い要求がありました。人々は、食品保護における食品包装の重要性を認識し、自然生態系と自分自身の健康の重要性を認識し始めています。環境の持続可能性と安全性に対する高まる要求を満たすために、環境下で急速に劣化する可能性のある食品包装材料の開発に向けた研究がますます進んでいる[90]。

Biopolymers are chain-like molecular polymers composed of monomer units linked by covalent bonds. They have the ability to degrade or disintegrate through the action of natural organisms, leaving behind environmentally safe organic by-products such as CO2 and H2O. Because of their abundance, renewability and biodegradability, they are considered to be an alternative to non-biodegradable materials such as those made from petroleum [91]. In the past, the most common types of biopolymers used in food packaging applications were natural products such as carbohydrates (starch, cellulose, chitosan, agar), proteins (gelatin, whey protein, コラーゲン), etc.

今日、科学技術の発展により、ポリ乳酸(pla)、ポリカプロラクトン(pcl)、ポリグリコール酸(pga)、ポリビニルアルコール(pva)、ポリブチレンコハク酸(pbs)などの合成バイオポリマーが形成されています[92]。これらの合成バイオポリマーの利点は、持続可能な産業を創出する可能性や、耐久性、柔軟性、高光沢、透明性、引張強度などの特性を向上させることができます。Biopolymers四つに分けられる消息筋に分けられると、自然減も含めBiopolymers自然生物に由来する(例えば、農業資源)、合成Biopolymers制作又は微生物発酵させた(例えば、polyhydroxyalkanoates PHA) Biopolymers従来合成生物学的な物質から(例えば、解放ポリ乳酸)からBiopolymers化学的に合成された石油製品(例えば、PCL polycaprolactone)[93]。図4に示すように、食品包装に使用されるバイオポリマーとその分類をまとめました。

しかし、従来の非生分解性材料(特に石油由来の包装材料)と比較して、バイオポリマーを食品包装材料として使用すると、機械的特性(引張強度が低いなど)やバリア性(高い透水性など)が劣っています。さらに、生体高分子は一般的に脆く、熱歪み温度が低く、長期間の加工操作に対する耐性が低い[94]。しかし、包装材料としてバイオポリマーを使用する利点のバランスをとるために、特に社会に適合するため&#持続可能性と環境安全性のための39のニーズは、多くの研究は、食品包装アプリケーションのためのこれらのバイオポリマーを改善するために始めている。例えば、biobasedポリマーナノコンポジット材料を持っている比定され有望な包装機械や結界性能を高め、biopolymers引き渡されたり、一部の天然植物、動物やmicrobial-basedなどbiopolymers同时に、持続可能な遷移食品包装用シートをを提供する性能[95]生分解性や生体向上だ。その天然の抗菌性と抗酸化特性は、包装食品の安全性を向上させ、賞味期限を延長するために使用されています。

Ginger has excellent antibacterial and antioxidant properties. Some scholars have studied its application in food packaging by extracting active ingredients from ginger, as shown in Table 2. Saedi et al. successfully prepared transparent and flexible regenerated cellulose films using regenerated cellulose from ginger pulp. The incorporation of curcumin into the regenerated cellulose film provided a strong UV barrier as well as antioxidant and antibacterial activities against a wide range of foodborne pathogens while maintaining transparency, which was proven to be suitable for food packaging applications [96].

rahmasariらは、超音波で処理したジンジャー澱粉ベースの食用フィルムの方が、機械的、バリア性、熱的、抗菌的特性が優れており、挽肉の感覚特性に悪影響を与えることなく、挽肉サンプルの脂質酸化を効果的に阻害することを発見した[97]。fasihiらは、ジンジャー精油を充填したバイオコンポジット膜が、優れた紫外線および光バリア性を示すとともに、高い抗酸化および抗菌活性を示し、パンの包装用途に使用できることを発見した[12]。食用のコーティング剤にジンジャーグリセリン抽出物を添加すると、aspergillus flavusの成長を効果的に減少させることが示されており、クルミの酸化を大幅に減少させ、それによってナッツの栄養価と微生物学的品質を向上させ、安全性と保存性を向上させることができる[98]。zhangらは、ジンジャー精油をマイクロエマルションナノフィルムに組み込んだ。これは、フィルムの機械的および水蒸気透過性特性を変化させるだけでなく、病原性細菌、腐敗細菌に対する耐性を向上させ、脂質酸化を抑制し、新鮮な肉の保存寿命を延ばすのに役立った[99]。

In summary, ginger can be delivered in the form of nanoemulsions or solid particles. In addition to being directly used for food preservation, it can also be used to produce biodegradable packaging films or coatings, thereby improving its bioavailability and food preservation efficiency. In addition, the delivery system protects ginger from the environment, providing good controlled-release properties and higher resistance and antioxidant properties for food preservation, showing excellent preservation capabilities for foods such as bread, poultry, fruits and vegetables, and seafood products. The emergence of these sustainable and biodegradable materials has significantly improved the mechanical and barrier properties of packaging, effectively extending shelf life, improving food quality, enhancing food safety and providing consumers with fresher, more sustainable products. With the rapid growth of these materials in the market, they have a promising future. Continued research and development in this field is expected to produce innovative, environmentally friendly packaging solutions, marking a key step towards a more sustainable future for food packaging.

3結論

The components in ginger, such as shogaol, gingerol and zingerone, have been identified and are recognized as the main compounds contained in ginger extract, giving ginger a variety of biological activities such as anti-oxidation, anti-inflammation and anti-bacterial. Therefore, ginger can be used as an ingredient in functional foods or nutritional products, and can also be used to manage and prevent various diseases such as cancer, cardiovascular disease, diabetes, obesity, neurodegenerative diseases, nausea, vomiting and respiratory diseases. The specific mechanism of action is worth further exploration. The isolation and purification of these ginger bioactive substances remains a challenge. In the future, further research will be conducted on their in vivo mechanisms of action in order to better achieve the diversified utilization of ginger and provide a reference and direction for its development. It is worth noting that clinical trials of ginger and its various bioactive compounds are necessary to demonstrate their efficacy in humans for these diseases. Although ginger resources have been gradually developed and utilized, most of them have been developed and utilized separately, and there is a lack of comprehensive and centralized utilization of ginger after harvesting and processing. Previous studies have shown that the ginger stems, leaves and ginger residues are also rich in active ingredients and have certain medicinal value and development potential. By analyzing the composition, function and application space of ginger by-products, the secondary and multiple utilization of ginger by-products can be used to form a series of large-scale product development and utilization methods, which can not only achieve efficient use of resources and improve economic efficiency, but also protect the environment. This in-depth systematic study of ginger can help people understand and apply ginger from more perspectives.

Research on the application of ginger in food packaging has shown that food packaging materials containing ginger active ingredients have high antibacterial and antioxidant properties. However, packaging films or coatings containing ginger ingredients can change the sensory properties of food, which may have a negative impact. Utilization can be improved and sensory changes in food can be reduced by exploiting the synergistic interactions between ginger or its major components, or by combining them with polymers with antimicrobial and antioxidant properties. Alternatively, selecting foods with flavours and aromas that complement those of ginger may reduce the negative impact on sensory attributes. Therefore, further research is needed to improve functionalized food preservation delivery systems containing ginger active ingredients to meet the requirements of various foods and mass-produced products, such as improving utilization, controlling and extending shelf life, while considering cost investment and consumer acceptance. Nowadays, most research is limited to laboratory testing and has not been carried out on a commercial scale. Therefore, the feasibility and commercialization of biodegradable packaging systems containing ginger active ingredients remains to be further explored.

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