3种人参中的皂苷的组成

刘 春 莹, 宋 建 国, 李 鹏 飞, 鱼 红 闪, 金 凤 燮

( 1.大连工业大学 生物工程学院, 辽宁 大连 116034;2.大连工业大学 化工与材料学院, 辽宁 大连 116034 )

0 引 言

人参(PanaxginsengC. A. Meryer)属五加科(Araliaceae)植物,是我国传统的名贵中药,驰名中外。产量较高、用量较大的人参主要有人参(PanaxginsengC. A. Meryer)、西洋参(PanaxquinquefoliumL.)和三七参[Panaxnotoginseng(Burk.) F. H. Chen][1]。现代药理学研究表明,人参的主要生物活性成分为人参皂苷[2]。人参皂苷属于三萜类皂苷,可分为3类:原人参二醇类皂苷(PPD),原人参三醇类皂苷(PPT)和齐墩果烷类人参皂苷[3]。由于人参皂苷具有复脉益气、生津养血、安神益智等独特功效,目前市面上有很多添加了人参皂苷的药品、保健品和化妆品。但不同种类人参和其不同部位皂苷的组成及含量各异,功能及治疗效果也有差别,因此,对此类药品及保健产品添加何种人参、何种部位的皂苷进行检测十分必要。鱼红闪等[4]用香草醛比色法、TLC法和薄层扫描法对西洋参须根、三七参主根及人参各部位中的总皂苷含量及组成进行分析。孙芳等[5]对移山参、园参各部位皂苷组成与比例进行了分析。其他关于人参各部位皂苷组成的单独研究报道也很多[6],但目前还没有形成系统性研究。本文系统地研究了不同种类人参主根、须根中总皂苷含量及比例的关系,为进一步了解市售人参皂苷类制品的功效和所使用的人参原料提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料及设备

原料与试剂:人参、西洋参根部(4年生),产自吉林省抚松县;三七参根部(3年生),产自云南省;人参皂苷标准品R1、Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Rb2、Rd、Rh1,纯度均为98%以上,由本实验室提供。薄层层析板为Silica Gel 60-F254型,德国Merck公司生产。甲醇、乙腈为色谱纯,其余试剂均为分析纯。

实验设备:美国Waters 269高效液相色谱仪,Waters 2996二极管阵列检测器及Empower色谱工作站;韩国Knauer C18色谱柱(5 μm,250 mm×3 mm)。

1.2 方 法

1.2.1 人参皂苷样品的提取

将人参、西洋参、三七的主根、须根粉末于甲醇中浸泡4～5 h,反复3次。浸出液合并,减压蒸干后用石油醚反复脱脂3次。脱脂后加入去离子水将提取物溶解,再用水饱和正丁醇反复萃取3次。最后将提取物减压蒸干后收集称重,即为人参总皂苷。

1.2.2 薄层层析法(TLC)检测人参总皂苷含量

将人参皂苷溶于甲醇中,微量点样器吸取标准品及样品,点样于薄层层析板,然后置于层析缸中展开,展开剂:V(氯仿)∶V(甲醇)∶V(水)=7∶2.5∶0.5。用10%硫酸溶液加热显色。通过对照样品斑点与标准品斑点来确定样品中所含皂苷成分。

1.2.3 高效液相色谱法(HPLC)分析人参总皂苷含量及组成

色谱仪,Waters 2695高效液相色谱分析仪,Waters 2996二极管阵列检测器及Empower色谱工作站对总皂苷进行检测。色谱条件:Knauer C18色谱柱(5 μm,250 mm×3 mm);流动相:乙腈(A)-水(B);0～35 min,19%A等度;35～55 min,19%A～29%A线性梯度;55～65 min,29%A～40%A线性梯度;65～95 min,40%A～100%A线性梯度;进样量,10 μL;柱温,35℃;体积流量,0.6 mL/min;检测波长,203 nm。将待测人参皂苷样品用色谱甲醇溶解,经0.45 μm滤膜过滤,即为检测样品。

2 结果与讨论

2.1 不同种类人参主根、须根总皂苷含量比较

为了考察不同种类人参根、须根总皂苷含量的组成和差别,采用正丁醇萃取法提取人参总皂苷。将人参、西洋参、三七的主根、须根用粉碎机分别粉碎后,于60 ℃下干燥24 h后精确称取3种人参主根、须根粉末各20 g,分别加入100 mL甲醇,加热至40～50 ℃,浸泡5 h。重复浸泡3次后,将浸泡液过滤收集,减压干燥。加入50 mL石油醚反复脱脂3次。脱脂后加入去离子水使提取物溶解,用50 mL水饱和正丁醇反复萃取3次,最后将提取物减压蒸干后收集称重,即得总皂苷。按上述方法重复实验3次,得到总皂苷平均质量及质量分数如表1所示。结果表明,总皂苷在人参主根中的质量分数为4.0%,人参须根中的质量分数为6.1%,西洋参主根中的质量分数为4.1%,西洋参须根中的质量分数为6.3%,三七参主根中的质量分数为8.2%,三七参须根中的质量分数为1.7%。对同一种人参而言,人参、西洋参须根中总皂苷质量分数高于主根,是其主根总皂苷质量分数的1.5倍;而三七参主根中总皂苷质量分数高于须根,是其须根总皂苷含量的3倍。

表1 3种人参主根、须根中人参总皂苷的提取

2.2 薄层层析法(TLC)测定不同种类人参主根、须根皂苷成分

采用薄层层析法对提取得到的3种人参不同部位的总皂苷组成及含量进行分析,在薄层层析板上可通过对照样品斑点与标准品斑点来确定样品中所含皂苷成分。TLC检测如图1所示。

Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Re、R1、Rg1、Rh1,人参皂苷标准品;1,人参主根总皂苷;2,人参须根总皂苷;3,西洋参根总皂苷;4,西洋参须根总皂苷;5,三七参根总皂苷;6,三七参须根总皂苷

由图1可见,3种人参样品中都含有原人参二醇类皂苷及原人参三醇类皂苷Re、Rg1等,还有少量皂苷元和其他未知成分。从人参皂苷斑点大小和浓淡程度可判断各皂苷含量的高低,人参根部中Rb1、Rd、Re、Rg1含量较为平均;西洋参根部中Rb1、Re、Rd含量较高,Rg1含量较少;三七参根部中Rg1、Rb1含量较高。

2.3 高效液相色谱法(HPLC)测定不同种类人参主根、须根皂苷成分

为了确定3种人参不同部位的总皂苷组成及含量,精确称取人参、西洋参和三七参的主根、须根总皂苷待测样品各1 mg,分别溶解于1 mL色谱甲醇中,经0.45 μm滤膜过滤,即作为人参皂苷HPLC分析用的供试品溶液,同时配制1 mg/mL的对照用人参皂苷标准品溶液,进行HPLC检测。将各种总皂苷谱图与人参皂苷标准品图谱对照,确定其组成与含量。与标准品同条件检测,以绝对保留时间定性,以峰面积与标准曲线比较定量。HPLC检测图谱见图2。

人参皂苷的出峰时间(min):R1,29.222;Rg1,42.569;Re,43.752;Rf,60.718;Rb1,63.135;Rc,64.123;Rb2,64.762;Rb3,65.085;Rd,66.772;Rh1,66.949

根据供试品和人参皂苷标准品保留时间的比较可知,供试品溶液中含有 R1、Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rd、Rh1等人参皂苷。按色谱峰面积进行各种皂苷含量的计算,结果列于表2。

表2 不同种类人参主根、须根中人参皂苷的组成

在表2中可以看出,3种人参不同部位的总皂苷的质量分数及比例相差较大。人参中主要皂苷为Rg1、Re、Rb1、Rb2、Rc、Rd、Rf,各种皂苷含量差别不大。西洋参中主要皂苷为Re、Rb1、Rg1、Rc、Rd,其中Re、Rb1的含量较高,其质量分数占总皂苷的40%～50%。三七参主根、须根总皂苷组成相似,主要皂苷为Rg1、Rb1、Re、Rd、R1,其中Rg1、Rb1的含量较高,其质量分数占总皂苷的70%。人参中含有特征皂苷Rf,其质量分数为5%～8%,稀有人参皂苷R1在三七参中的质量分数为9%～11%,人参中含有微量R1,而西洋参中不含有R1和Rf。人参种类的辨别可根据国际上常采用的原人参二醇类皂苷(PPD)和原人参三醇类皂苷(PPT)的比值及Rb1和Rg1的比值关系来判断。本文中PPD组成选用Rb1+Rb2+Rc+Rd;PPT组成选用R1+Rg1+Re+Rf。根据表3中的数据可以计算出相应的w(PPD)/w(PPT)值和w(Rb1)/w(Rg1)值,结果见表3。

表3 不同种类人参主根、须根中的w(PPD)/w(PPT)和w(Rb1)/w(Rg1)

由表3可知,人参主根中三醇类皂苷含量较高,w(PPD)/w(PPT)值为37∶58,w(Rb1)/w(Rg1)值为19∶38;人参须根中二醇类皂苷含量较多,w(PPD)/w(PPT)值为66∶33,w(Rb1)/w(Rg1)值为22∶11。西洋参主根中的二、三醇类皂苷含量几乎相同,w(PPD)/w(PPT)值为50∶43,w(Rb1)/w(Rg1)值为38∶10;西洋参须根中二醇类皂苷含量偏多,w(PPD)/w(PPT)值为58∶39,w(Rb1)/w(Rg1)值为23∶4。三七参主根、须根中主要含三醇类皂苷,w(PPD)/w(PPT)值分别为38∶60、32∶64,w(Rb1)/w(Rg1)值分别为26∶44、22∶50。

本实验重复3次,分析结果在误差允许范围内。

3 结 论

本实验对市销人参、西洋参、三七参的主根、须根中总皂苷含量及比例的关系进行了系统研究。采用正丁醇萃取法提取总皂苷,结果为:总皂苷在人参主根、须根中的质量分数分别为4.0%、6.1%;在西洋参主根、须根中的质量分数分别为4.1%、6.3%;在三七参主根、须根中的质量分数分别为8.2%、1.7%。人参、西洋参的须根中总皂苷的质量分数是主根总皂苷的1.5倍;三七参主根中总皂苷的质量分数高于须根,是其3倍。

经TLC和HPLC检测,人参中各种皂苷含量差别不大,人参中含有特征皂苷Rf,其质量分数为5%～8%,人参中还含有微量R1。西洋参中Re、Rb1含量较高,其质量分数占总皂苷的40%～50%,西洋参中不含有R1和Rf。三七参主根、须根总皂苷组成相似,Rg1、Rb1含量较高,其质量分数占总皂苷的70%。三七参中含有特征皂苷R1,其质量分数为9%～11%。

w(PPD)/w(PPT)和w(Rb1)/w(Rg1)表明,人参主根中三醇类皂苷含量较高;人参须根中二醇类皂苷含量较高。西洋参主根中的二、三醇类皂苷含量几乎相同;西洋参须根中二醇类皂苷含量偏多。三七参主根、须根中主要含三醇类皂苷。

本研究对了解市售人参皂苷类制品所使用的人参原料和功效提供了科学的研究方法。

[1] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典:一部[M]. 北京:中国医药科技出版社, 2010:8,11,122.

[2] 宋亚会,姜晓军. 人参皂苷提取工艺研究[J]. 黑龙江科技信息, 2009(31):240-240.

[3] ZHANG Chunzhi, YU Hongshan, BAO Yongming, et al. Purification and characterization of ginsenoside-β-glucosidase from ginseng[J]. Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 2001, 49(7):795-798.

[4] 鱼红闪,陈琪,金凤燮. 不同种类人参及其各部位中皂苷组成和比例的研究[J]. 食品与发酵工业, 2002, 28(2):24-28.

[5] 孙芳,吴迪,付绍平,等. 移山参、园参各部位中皂苷组成和比例的研究[J]. 大连轻工业学院学报, 2007, 26(2):97-100.

(SUN Fang, WU Di, FU Shao-ping, et al. Distribution of saponin in ginseng and wild ginseng[J]. Journal of Dalian Institute of Light Industry, 2007, 26(2):97-100.)

[6] 金凤燮,鱼红闪,张春枝,等. 天然产物生物转化[M]. 北京:化学工业出版社, 2009:82-88.