全球范围内农业废弃物的快速增加是一个巨大的环境挑战。姜废料作为有价值产品的利用非常有限。生姜废弃物的资源化利用是一条有效的途径。生姜废料含有许多生物活性化合物。这些生物活性化合物具有各种功能和生物活性特性。文献表明，姜及其废弃物是姜烯酚姜酮和姜酚的丰富来源，这些生物活性成分有助于辛辣和芳香特性。这些化合物具有广泛的抗微生物、抗氧化和抗炎特性。此外，这些对皮肤健康和消化系统有重要作用。目前的审查巩固了生姜废弃物的成分，功能，药用，生物活性和健康认可的属性。利用姜废料开发各种功能性和营养性产品也是本文关注的焦点。

全球范围内农业废弃物的快速增加是一个巨大的环境挑战。姜废料作为有价值产品的利用非常有限。生姜废弃物的资源化利用是一条有效的途径。生姜废料含有许多生物活性化合物。这些生物活性化合物具有各种功能和生物活性特性。文献表明，姜及其废弃物是姜烯酚姜酮和姜酚的丰富来源，这些生物活性成分有助于辛辣和芳香特性。这些化合物具有广泛的抗微生物、抗氧化和抗炎特性。此外，这些对皮肤健康和消化系统有重要作用。目前的审查巩固了生姜废弃物的成分，功能，药用，生物活性和健康认可的属性。利用姜废料开发各种功能性和营养性产品也是本文关注的焦点。

姜，也称为生姜，是姜科的一员，在印度传统医学和中国医学中广泛用于各种食物和药物中。[引用1]生姜首次在中国草药中被记载，在公元40年到90年间(阿诺·德米尼)，希腊医生也很熟悉它。[引用2]世界上大部分生姜(生姜)产于印度。在印度，生姜的年产量超过275，000万吨[引用3]

最近进行了大量的研究来充分理解这种草药的潜力。在姜废料中发现的其他生物活性化合物中，姜酚、姜烯酚和姜烯酮主要负责某些生物作用。生姜废料的抗癌和抗氧化特性只是它能提供的几个优点。[引用4]关于生姜废弃物的潜在健康益处，包括其潜在的抗炎和抗癌作用，已经进行了大量的研究。[引用5]这些研究通常集中在非挥发性成分上，如姜酚和姜烯酚。其他不太重要的物质，如6-paradol和zingerone，最近也显示出有趣的生物活性。[引用6]

此外，最近发现，通过将6-姜酚给药于许多人类癌细胞系而形成的主要(和活性)代谢物是6-姜酚，其是通过6-姜酚的立体选择性还原而正式衍生的二醇。[引用7]这只是从姜的残余生物质中可能产生的各种化合物的一个例子。

废弃姜废料的产量很大(按重量计)，尤其是在生产药物或饮料的公司中。[引用8]通常，这些垃圾会被焚烧或倾倒，[引用9]或者加工成生姜下脚料，一种低品质的动物饲料。[引用10]已经提到的姜废料的另一种用途是作为废水处理的吸收剂。[引用11]

在全球范围内，姜废料在工业加工过程中的利用有所增加，如含油树脂和精油提取。对于农业食品废弃物中可能仍然具有药用潜力的生物活性物质，目前还没有太多的研究。我们知道对姜酚类化合物的研究非常有限，这些化合物可以从姜渣中回收或进行化学加工。[引用12]毫无疑问，在一些姜油中发现的稀有化学物质为姜废料的价值化提供了巨大的机会。作为部分生物炼制概念的一部分，有人建议姜废料可用于提取残余的姜油，然后通过单独加工将其转化为脱纤维纤维素。[引用13]

当添加到兔子和肉鸡等动物的饮食中时，生姜废粉特别有益。当日粮中用GWM(生姜下脚料)完全替代玉米时，兔子的生产性能不受影响。[引用14]本综述的目的是检查从生姜废弃物中提取精油的最新进展，调查合适的提取方法，评估工业应用技术的可行性，并评估废弃物的生物活性潜力。姜废油用于提取，包括索氏提取，超临界CO2萃取、亚临界水萃取等等。食品工业广泛使用榨出的油。[引用15]由于姜油中含有一些特殊的化学物质，生姜废料也为价格稳定提供了不可思议的可能性。在生姜提取物中发现的高价值含油树脂具有特殊的抗炎、抗菌、抗氧化和抗凝血活性。[引用16]

生姜废料:背景
“生姜废料”一词描述的是生姜加工过程中产生的废料，最近也开始流行起来。根据研究，生姜废料有可能成为生物活性物质的来源，如精油和具有抗菌和抗氧化特性的酚类化合物。此外，姜废料可以用作沼气、土壤改良剂和动物饲料的来源。[引用17]生姜(生姜)的皮是加工生姜的副产品，经常被当作废物扔掉。然而，姜皮具有几种物理化学性质，可用于食品、药物和化妆品等。人们以各种方式(包括食品工业和家庭烹饪)挥霍姜皮，通过释放温室气体造成环境污染。[引用18]甲烷是生物垃圾产生的主要温室气体。当有机废物在垃圾填埋场分解时，它就会被释放出来。许多科学研究表明，生姜皮包含多种活性化合物，这些化合物赋予生姜抗炎、抗癌、抗炎、解痉和利尿的功效。这些可能的健康优势主要归因于特定多酚(如类黄酮、酚酸、萜类等)及其衍生物的积累。[引用1]

成分分析
姜皮含有各种生物活性化合物，如酚酸、类黄酮和萜类化合物。这些化合物表现出植物化学特性。[引用19]姜皮富含膳食纤维、矿物质和维生素。它含有大量的钙、铁、钾、镁和维生素c。[引用20]姜皮含有精油，富含姜酚和姜烯酚。这些化合物有助于生姜特有的香气和风味，并表现出抗氧化和抗炎活性。[引用21]姜皮具有很高的持水能力，这使得它适合用作食品配方中的增稠剂。“姜废料”还包括工业加工过程中的姜皮、茎和叶，这取决于姜的来源。姜茎和叶(GSL)由蛋白质和复杂的碳水化合物组成，如半纤维素和木质素，但通常是工业重要性可忽略不计的垃圾。说明了农场(茎和叶)和强化加工过程中产生的姜废料的成分。为此，提取松脂[引用22]姜皮具有黄褐色和纤维状结构，可用于食品配方中以增强最终产品的颜色和结构。

上面讨论了废姜渣和粉的营养成分表1。废姜废料(SGW)是姜油树脂行业的主要副产品。废姜废料来自随后提取的姜油树脂，提取率约为90%。SGW由大量营养素、游离糖、剩余挥发性油和含油树脂组成。[引用9]

表1。生姜废弃物的营养成分。

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生姜的外皮或果皮经常被丢弃或很少使用。然而，新的研究表明，生姜皮包含几种矿物质和生物活性物质，可能是健康的。根据现有的参考资料，姜皮的营养成分如下。

常量营养素:碳水化合物、膳食纤维、蛋白质和脂肪都存在于姜皮中。所用生姜的种类和制作方法不同，精确的用量可能会有所不同。例如，根据一项研究，干姜皮含有大约63%的碳水化合物、12%的蛋白质和2%的脂肪。[引用24]

生物活性化合物:姜的皮包括几种生物活性物质，如姜酮、姜烯酚和姜酚。这些物质的抗炎、抗氧化和抗菌作用已经得到证实。[引用25]

姜皮含有多种植物化学物质，包括姜酮、姜酚、姜烯酚和其他油成分。[引用15]由于其抗炎和抗自由基的能力，姜酮在治疗上是重要的。姜酮是生姜的主要成分，在其热分解过程中形成。其药用价值归因于活性成分姜酚、姜油和姜油酮。[引用26]其药效学特征[引用27]包括抗氧化剂，[引用28]消炎，[引用29]抗癌，[引用30]抗菌活性。[引用9]和抗糖尿病作用在最近的研究中变得越来越重要。特别是，它含有抗氧化品质和降低过氧化氢和超氧自由基的活性。[引用31]鉴于zingerone通常是安全无害的，我们预计它将增强肾功能。

姜辣素和姜烯酚衍生物对姜皮的感官质量有很大影响。它必须考虑到生姜中发现的挥发性化学物质。在这项研究中，使用高效液相色谱(HPLC)分析了98份干姜皮样品，以测量植物化学物质的量。通过不同的热处理，姜酚脱水反应可以用来改变姜中姜酚和姜烯酚的含量。他的工作以姜酚的显著多样性而告终。只有6-姜酚含量与6-姜烯酚的浓度关系不大，它与8-姜酚含量基本相关，与6-姜酚含量中度相关。由于6-姜烯酚浓度的变化水平低于姜酚含量的变化水平，因此假设这一观察结果可以用温和脱水条件下发生的零级反应动力学来解释。对于通过混合程序或不同的热处理来改变姜的批次，进一步了解姜酚姜烯酚是有帮助的。

姜皮的价值化
姜科包括姜(生姜)主要作为富含抗氧化剂的香料用于食品中。[引用21]在姜的酚类成分中，6-姜酚在新鲜和干燥的根茎中含量最丰富，并具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗糖尿病和抗肥胖作用。[引用32]在几项研究中，未去皮和去皮的根茎都已经研究了它们的抗氧化活性，但是没有人检查果皮，它们通常是农业食品废物。因此，这项研究的目的是根据姜皮的酚类特性来确定姜皮作为抗氧化剂的功效。作为一种不同的价值化技术，本文研究了主要生姜废弃物成分的回收及其生物转化以产生小型光学增强衍生物库。附近一个农场的发酵生姜仍然含有30%的类似姜酚的未修饰化学物质。[引用5]

从姜废料的再利用中产生的高价值化合物
从姜废料中提取物质具有很高的潜在价值。[15],揭示了从用过的工业姜废料中热力学微波诱导提取左旋葡聚糖、5-羟甲基糠醛(5-HMF)、糠醛、甲酸、乙酸和乳酸。随着温度的升高，小分子的产量增加，但糖(如葡萄糖和木糖)的产量下降，因为随着温度的升高，热降解将它们转化为5-HMF和糠醛。[引用15]

生姜废弃物的多样性和可利用性
姜品种的收获时间、加工技术和地理区域影响姜废料的种类和可用性。生姜主要生长在热带和亚热带地区，印度、中国和尼泊尔是最大的生产国。由于姜废料的大量生产和对姜制品的强烈需求，姜在这些国家主要用作香料和传统药物。[引用33]生姜的加工有不同的阶段，包括清洗、去皮、切片和干燥。在这些过程中作为副产品产生的皮和茎通常作为垃圾扔掉。加工效率和预期的最终产品质量决定了姜废料的产生量。例如，优质的生姜产品，如全姜根，比劣质产品如姜粉或姜汁产生的废物要少。不同的加工工艺也影响着姜渣的种类。例如，通常用作香料的姜植物根茎比果皮和茎含有不同的生物活性化学物质。[引用22]

生姜废弃物的生物活性
自从姜(生姜)含有多种生物活性化学物质，包括多酚、类黄酮、维生素和胡萝卜素，经常被利用，具有促进健康的作用。[引用21]许多科学研究表明，生姜皮中存在多种活性化学物质，这些化学物质具有调味、抗炎、抗癌、解痉和利尿的特性。特定多酚(如类黄酮、酚酸和萜类化合物)和其他物质及其衍生物的积累是这些潜在健康益处的主要原因。[引用1]由于其抗炎、抗氧化和消化的特性，生姜皮经常被使用。它包括益处、营养和具有医疗潜力的生物活性物质。[引用17]它可用于药理学或医学原因。不同的果皮用于提取具有抗微生物、抗氧化和抗炎特性的物质。[引用34]这种可能性将提供一种不同的方式来解决围绕抗生素使用的问题，作为一种成本有效且环境友好的方法来最小化由处理这种农业废物引起的污染。[引用35]

抗氧化性能
根据我们在《食品科学杂志》上的研究，生姜粪便中含有的抗氧化剂可以保护身体免受氧化应激，降低患慢性疾病的风险，包括癌症、糖尿病和心脏病。与姜植物的根、叶和茎相比。生姜皮显示出最高的抗氧化活性。这项研究还发现，生姜皮的抗氧化活性与众所周知的抗氧化剂丁基化羟基甲苯和抗坏血酸相当。[引用36]

消炎的
根据研究，生姜废料具有抗炎特性，可以减轻由关节炎和消化问题等疾病引起的疼痛和炎症。在急性炎症的大鼠模型中，自然医学杂志上的一项研究发现，姜叶提取物显示出强烈的抗炎作用。德桑蒂斯总结说，姜叶提取物具有天然抗炎作用。[引用37]

消化健康
生姜废料包括消化酶，可以帮助消化不良，腹胀和恶心症状。根据《农业和食品化学杂志》的一项研究，姜茎提取物含有大量的淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶活性。这是一种使用生姜茎提取物的天然利尿剂。[引用2,引用8]

皮肤健康
生姜废弃物的抗炎和抗氧化特性也可能对皮肤健康有益。在体外，对人类皮肤细胞的测试显示了姜皮提取物的抗衰老特性，根据一项研究发现，姜皮提取物可以作为抗衰老护肤品的天然成分。[引用38]

抗菌性能
因为生姜纳米纤维(GNF)被添加到生物聚合物基质中，5% GNF生物纳米复合材料显示出对蜡状芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和鼠伤寒沙门氏菌的有效细菌根除。[引用39]生姜表现出很强的抗微生物特性，这已通过测量抑制区来测试各种细菌和真菌菌株的敏感性而得到证实。[引用40]

大肠杆菌10

S.auerus 12

普通变形杆菌10

乳酸杆菌11

酿酒酵母20[引用41]

这些发现表明，生姜废料可能提供多种健康优势，尽管对其药用潜力的研究仍处于早期阶段。重要的是要记住，需要额外的研究来完全理解林格氏废液对人类健康的影响，并确定其医疗用途的最有效应用。

食品应用
为了制造油，剩余的姜垃圾被使用。淀粉可以从姜的商业用途中作为废料获得。使用索氏提取技术获得来自回收的工业姜废料的姜油的产量和组成(通过GC-MS测量)。使用过的工业姜废料中的主要成分被发现是姜烯、姜黄素、红没药烯、6-姜烯酚和6-姜酚。这些通常被认为是商业姜油的主要成分。[引用42]

化学酚姜(生姜)根茎广泛用于食品、化妆品和制药工业。姜废料的主要药理活性成分是6-姜酚。除了显示出作为天然抗氧化剂、防腐剂和增味剂的潜在应用之外，6-姜酚还显示出与其他物质在保持食品质量和保质期方面的协同作用。[引用43]

由香料制成的主要物品是含油树脂和香料油。寻找一种将工业废料用于食品目的的方法是可取的。香料是膳食纤维、蛋白质、维生素、多酚和关键矿物质(包括钙、铁、镁和锌)的重要来源，这些都是体内许多代谢过程所需要的。

从生姜废弃物中提取的淀粉具有较低的体外淀粉消化率(45%)和显著的糊化特性。为了稳定在高温下制备的食物的质地，可以使用从姜渣中提取的淀粉。废姜含有大量碳水化合物，酿酒酵母发酵这些碳水化合物产生生物乙醇。[引用9]

作为抗菌剂和抗真菌剂，天然油和由废物制成的材料比由合成材料制成的金属和/或杀菌剂更优选。雷等人描述了抗菌姜精油-坡缕石复合材料的开发。这些研究人员发现，与单独的坡缕石(PGS)复合材料相比，向GEO-PGS复合材料中添加19%的姜精油提高了其热、化学(酸和碱)和抗菌能力。

生姜精油的加入增强了壳聚糖-羧甲基纤维素膜的抗真菌活性。与注入肉桂油的薄膜相比，生姜精油提供了更好的真菌控制(Noshirvan等人，2017年)。为了创造具有优异热耐久性的保护性包装材料，壳聚糖、羧甲基纤维素钠(CMC)和生姜精油被结合到微胶囊技术中。[引用44]

杂项应用
姜废料已被用于制造多相催化剂的多孔载体。通过首先碳化姜秸秆(350℃，60分钟)，然后磺化所得的烃(浓H2SO4，105℃)，Yu等人生产了多相酸催化剂。当涉及酯化油酸时，姜秸秆衍生的酸催化剂优于Amberlyst-15，实现了高达93%的转化率和挥之不去的多功能性。

使用生姜废料(GWM)作为吸附剂从水溶液中提取危险的专利蓝VF (PBVF)染料。在批量吸附研究中，研究了pH、接触时间、染料浓度、吸附剂剂量和温度的影响。显示最大吸附需要2的最佳pH。

根据Ahmad和Kumar (2008年)的研究，目前的研究使用生姜废料(GWM)作为吸附剂，以批量技术去除专利蓝VF。红姜下脚料制取红姜油得率高。根据[引用45]红姜废弃物有潜力作为原料制成红姜精油，作为减少红姜废弃物浪费的一种选择。生姜秸秆是生姜种植的副产品。值得注意的是，有大量的姜秸秆通常作为废物丢弃在田地里，这对环境有害。通过将GS用作制造碳的前体，废物有可能得到利用。据我们所知，还没有任何报道提到使用GS独特的多孔碳作为MB(甲基蓝)吸附剂。

结论
姜是生物活性化合物的潜在来源，包括姜酚、姜烯酚和姜酮是最重要的。姜废料可以被提取、热解，并使用水热微波进行加工，以产生生物基化合物、矿物质和能量。生物活性化合物负责一些生物过程。这些化合物具有抗菌、抗氧化、抗微生物等特性。生物活性成分因其附加值以及治疗某些疾病的药物用途而被用于不同的食品中。姜精油是从工业废料中提取的，用于生物精炼策略。从废物中提取的天然油具有更强的抗菌和抗真菌特性。此外，来自姜废料的生物活性成分在化妆品和其它合成产品的生产中具有各种食品应用。