人參主要化學成分及皂苷提取方法研究進展

王世倫，金 鍵

（集安人參研究所·吉林集安·134200）

人參是傳統名貴的中藥，始載于《神農本草經》，列為上品，歷代本草均有記載。人參具有“主補五臟、安精神、定魂魄、止驚悸、除邪氣、明目、開心益智、久服輕身延年”之功效，千百年來已被世人矚目。人參含有多種有效活性成分，如皂苷、揮發油、糖類和多肽等[1]。經過人們長期的探索研究和臨床應用的積累，人參的成分和功效也越來越清晰。通過查閱梳理近幾年國內外人參相關文獻，針對其主要化學成分皂苷、多糖、揮發油等展開綜述，并綜述了人參皂苷傳統和現代提取方法。

1 人參主要成分研究現狀

1.1 人參皂苷成分

參中的主要活性成分是人參皂苷，人參中的皂苷類成分在抗腫瘤、抗衰老、抗心律失常、抑制細胞凋亡、降糖降脂、改善學習記憶、增強性功能和免疫功能等方面均有很好的作用。人參皂苷是由糖和苷元相連而成的糖苷類化合物，人參皂苷屬三萜類皂苷，是人參的主要有效物質，約占3%～6%，有達瑪烷型四環三萜類皂苷和齊墩果烷型五環三萜皂苷。人參皂苷大多數為達瑪烷型，根據皂苷元不同，達瑪烷型皂苷可分為兩類， 原人參二醇型：Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb 2、Rb3、Rs1、Rs 2、Rg3、Rd、Rh2、Rc 等； 原人參三醇型：Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1、三七皂苷 R1、三七皂苷 R4 等。

1.2 人參非皂苷成分

包括多糖類、氨基酸、蛋白質類、糖類、維生素類、有機酸類、微量元素類、黃酮類及多肽類等活性成分。

各種人參皂苷間的苷元、糖基的數目、種類以及糖苷鍵的位置存在差異，顯示出的性質和藥理活性也有較大差異[2～3]。

1.2.1 多糖類

根據其單糖組成不同，人參多糖主要被分為中性糖和酸性果膠兩大類。中性糖包括葡聚糖、阿拉伯半乳聚糖(AG)等。酸性果膠常為雜多糖，富含半乳糖醛酸(Gal A)[4]。

1.2.2 蛋白質

蛋白質是一類重要的高分子化合物，存在于所有動物和植物的各種組織、細胞中，是生命存在的主要物質基礎。近年來的研究發現植物中的某些蛋白質具有較好的藥理活性。蛋白質在催化生命體內各種反應進行、調節代謝、抵御外來物質入侵及控制遺傳信息等方面都起著至關重要的作用。

1.2.3 有機酸

常見有機酸有檸檬酸、異檸檬酸、延胡索酸、馬來酸、蘋果酸、丙酮酸、琥珀酸、酒石酸、水楊酸、香草酸、對羥基肉桂酸等。現代研究發現中藥中部分有機酸亦有生物活性，或將成為今后中藥研究的一個方向。

1.2.4 揮發油

揮發油含量較低，大約占0.1%～0.5%。其主要化學成分為烷烴類、酯類、烯類等，其中倍半萜烯約占人參揮發油的40%，含氧化合物及長鏈烷烴類次之[5]。

1.2.5 無機成分

隨著醫學的發展，中藥中的無機成分，也越來越受到人們的重視。據文獻報道，中藥材中無機成分的含量與其功效有密切關系臨床研究發現，很多疾病都會引起患者體內微量元素的變化。眾多研究表明，中藥對于微量元素失衡的疾病具有調節作用。人參作為名貴中藥其無機元素含量及種類也應給以足夠的重視。

1.3 有害成分

人參生長周期長，易遭病害、蟲害及鼠害的危害，從而使產量減低，使參農遭受損失。但現代農業技術的發展，使許多問題得以解決。例如，農藥的發明使病蟲害的危害降低了許多、化肥的發明使高產得以實現，然而正是這些發明也帶來了諸如農藥殘留、重金屬超標等一些列問題，特別是一些難以降解的農藥，都嚴重制約著我國人參產業的發展。因此，對人參中有害物質的測定也成為其質量評價的重要部分，數版中國藥典，都對農藥殘留測定方法做了記述。黃曉會等研究建立了人參中有機氯農藥多殘留分析方法。李愛蓮等對人參、西洋參中有機氯農藥殘留量進行了快速檢測。王明芝比較了同一樣品主根和須根農殘含量。沈曉君等檢測了人參等吉林道地藥材的重金屬。

2 人參皂苷提取方法研究進展

2.1 傳統的提取方法

2.1.1 煎煮法

煎煮法主要是以水作為提取溶劑，將藥物加熱煮沸一定的時間而得到煎煮液，需要重復進行多次，主要用來提取中草藥中水溶性較好的組分，適用于有效成分能溶于水且對加熱不敏感的藥材，是中草藥組分提取中最早最常用的提取方法之一。

陳阿麗等以人參皂苷 Rb1、Re、Rg1的提取率為考察指標，采用正交試驗法優選人參的煎煮提取條件，結果表明：以人參質量8倍量的水煎煮2次，每次1h的提取方法，人參皂苷提取率最高[6]。

2.1.2 浸漬法

浸漬法是在常溫或加熱的條件下，依照相似相溶原理，用溶劑浸泡藥材而使藥材中的有效成分浸出，達到提取的目的。

張春紅等采用提取溫度60℃ 、浸提時間2 h、溶劑量為浸提物10倍量的浸漬法提取人參皂苷，總皂苷的最高得率達8．33%[7]。孫光芝等通過考察溶劑倍數、提取時間、提取次數和溶劑的體積分數對丙二酰基人參皂苷提取率的影響，確定了最佳提取工藝[8]。

2.1.3 回流法

回流法以有機溶劑為提取溶劑，先通過對藥材加熱浸提使其中的揮發性溶劑餾出，再通過冷凝重新回到浸出器中繼續循環浸提，直至有效成分浸提完全。目前實驗室提取人參皂苷的傳統回流操作是在(75±1)℃條件下，用80% 甲醇回流3 h并重復4次。閆光軍等以人參皂苷 Rg1、人參皂苷Re總量為指標，通過幾種工藝的比較及綜合分析表明，回流提取工藝效果最佳[9]。

張玲等對不同提取工藝對人參有效成分含量的影響進行了研究，并確定了回流提取法的最佳提取工藝條件[10]。郝少君等以人參皂苷含量為評價指標，采用正交試驗法，優選了最佳提取工藝[11]。Kim等以二醇型和三醇型皂苷的提取為指標，優選了乙醇回流法的最佳工藝[12]。

2.1.4 索氏提取法

索氏提取法又稱為連續提取法，此方法主要應用溶劑回流裝置和虹吸原理，將生藥材中的有效成分提取出來，多應用索氏提取器完成。這一提取過程中影響人參皂苷提取效率的因素包括溶劑類型、溶劑量與生藥比、提取溫度等。不同實驗小組根據實驗需要分別對不同參數進行了優化和應用，如提取試劑包括甲醇和 70% 乙醇，提取溫度 60℃、80℃、90℃均被應用于人參皂苷的提取實驗中[13～15]。

2.2 人參皂苷現代提取方法

2.2.1 微波提取法

微波技術應用到中藥有效成分的提取中以后，使有效成分的提取效率顯著增加，而且避免了因長時間加熱而導致的各種問題，同時由于微波對化合物的作用特點，如斷裂較弱的化學鍵、化學鍵重組導致化合物結構轉化，所以該方法對制備稀有皂苷也具有一定優勢[16]，最為重要的是微波提取人參皂苷的提率高、耗能低、時間短、更環保[17]。對于人參皂苷的微波提取參數，李婭麗通過單因素實驗和響應曲面優化實驗獲得了較好的實驗參數，具體如下：液固比40：1，提取時間4 min，微波溫度60℃，乙醇濃度55%，微波功率500 W，在此條件下人參皂苷平均提取率達到12.71%，與理論最大得率 12.75% 接近[18～19]。

2.2.2 超聲波提取法

超聲提取法主要是將超聲所產生的空化、震動、攪拌等效應應用于藥物提取中，使有效成分的提取更為快捷和高效。人參皂苷提取工藝比較研究表明：超聲輔助提取方法較傳統的回流提取速度更快，得率更高，提取條件：75%乙醇作為提取溶劑，料液比1：15，溫度 60 min，人參皂苷的得率為3.5674%[20]。研究人員還通過單因素實驗和正交實驗考察了超聲參數設置對人參皂苷Re提取的影響，研究結果認為：以甲醇為溶劑，液料比1：20，溫度為45℃的情況下，超聲頻率選用45kHz，提取時間60 min，人參皂苷Re提取效率最高[21]。

2.2.3 超高壓提取法

高壓或超高壓技術主要通過增加料液混合物的流體靜壓力，保持一段時間壓力后迅速撤壓，進行后續的提取步驟，能夠顯著地減少提取時間，提高有效成分的提取效率。

陳瑞戰等[22]應用正交試驗探討了超高壓提取人參皂苷的實驗參數，結果顯示超高壓提取人參皂苷的最佳提取工藝參數為：提取溶劑為50%乙醇，固液比為 1：75，提取壓力為 500 MPa，提取時間 2 min，人參皂苷的得率可達7.76%。同時還有研究顯示，應用高壓或超高壓方法對新鮮人參生藥進行防霉處理后，也可以提高后期生藥提取中人參皂苷的浸出率[23]。

2.2.4 超臨界CO2流體萃取法

將壓力和溫度設定為高于CO2臨界值使其形成單一相態的超臨界流體，其密度與液體相似，但具有粘稠度低和擴散性強的特點，故而較一般液體的溶解能力強，應用于人參皂苷的提取中可以進行高效提取。

樊紅秀等通過單因素試驗探討研究了超臨界流體萃取法中萃取方式、萃取溫度、萃取時間、夾帶劑用量以及萃取次數對人參皂苷提取率的影響，獲得了較其他同類方法得率更好的實驗參數[24]。由于人參皂苷極性較大，所以在超臨界CO2流體中的溶解度較低，提取效率低于傳統的有機溶劑方法，但是該方法提取工藝簡單、不損壞生藥中的熱敏成分，同時提取殘余物環保無污染，這些特點是其他提取方法不能比擬的。

2.2.5 酶提取法

酶法提取人參皂苷主要利用酶解反應，生藥的組織分解，加速有效成分的釋放達到提取目的，并提高提取效率。該提取方法具有提取條件溫和、產物完整、轉化率高、對環境無污染和成本低廉等特點。目前有多種酶用于人參皂苷的提取和制備。蝸牛酶、白腐菌漆酶、雙孢菇漆酶都被證實在適宜的條件下，能夠顯著提高常見人參皂苷的提取效率，同時也可以應用于稀有人參皂苷的制備過程，具有良好的人參皂苷工業化生產的應用前景[25～26]。

2.2.6 仿生提取法

生提取法主要通過體外模擬胃腸環境條件，基于藥物在機體內的代謝原理分離人參皂苷。

陳新等[27]通過實驗研究比較了仿生提取法和傳統水提取法對人參皂苷的提取效率，實驗分別采用仿生溶媒和水作為提取溶劑，結果顯示仿生法人參總皂苷的提取率為61.31%，而水提法人參總皂苷的提取率為54.26%，仿生法對人參皂苷的提取效率顯著高于傳統水提法，并且該類方法提取的人參皂苷更有利于人體的吸收和利用。

3 討論與展望

人參活性成分的研究已有上百年的歷史，很多先進的分離純化和結構分析技術，如 HPLC，GC，UPLC，MS，NMR，TOFMS等，都已經應用到人參活性物質的研究中去。吉林省是中國人參主要產區，近年來國內外許多學者對其皂苷類化學成分及其藥理作用有比較多的研究，人參皂苷是人參中主要活性成分，目前它的全合成還未成功，仍需從人參根、莖、葉等部位提取以滿足需要。因此，對于某些含量較低、活性較強的單體皂苷的新藥開發還比較困難，這項工作有待于進一步研究。人參制品由于其顯著的功效越來越受到人們的重視，人參及其制品目前在世界上已達數百種之多，隨著人們保健需要，人參及其制品將有一個更大發展。