人参不同部位主要活性成分及其在美容护肤方面的研究进展
2019-12-11熊晨阳许明良董银卯
熊晨阳 ,许明良,易 帆 ,孟 宏 ,董银卯
(1.北京工商大学 理学院 化妆品系,北京 100048;2.北京市植物资源研究开发重点实验室,北京 100048;3.广州中草集化妆品有限公司,广东 广州 510665)
人参(Panax ginseng C.A.Mey)为五加科人参属多年生草本植物,又称黄参、地精、神草等,自古被誉为“百草之王”,为“滋阴补生,扶正固本”之极品。现存最早的中药学专著《神农本草经》中有记载:“人参,味甘微寒,主补五脏,安精神,定魂魄,止惊悸,除邪气,明目,开心益智,久服,轻身延年。”在中医观念里,人参可以全草入药,叶补肺气、根茎补脾胃之气、果补肾精[1]。人参中含有皂苷类、多糖类、挥发油、黄酮类、氨基酸、维生素及微量元素等多种化学成分,具有抗肿瘤、调节神经系统、改善心脑血管疾病、免疫调节、降血糖及美容养颜等功效。但人参各部位主要活性成分的种类及含量是有差别的,由此也在药理活性上呈现出一定的差异。从国内外化妆品原料市场来看,植物原料凭借其种类多样、功效性好和副作用小等优点越来越受到消费者的青睐。人参作为传统的中药材植物,在我国应用历史悠久,且在化妆品中的应用也有一定的历史,人参在化妆品中的应用效果良好,深受广大消费者的喜爱,目前已成为使用最广泛的化妆品植物原料之一。本文综述了人参各部位的主要活性成分、药理作用及其在化妆品领域的应用研究。
1 人参不同部位主要活性成分
1.1 根
人们常说的人参即为五加科植物人参的干燥根。具有防治多种疾病和滋补等作用。人参根的化学成分复杂,含有皂苷类、多糖类、挥发油、蛋白质、有机酸、脂肪酸、酶类、氨基酸、多肽类、木质素、含氮化合物、维生素和无机元素等,其主要活性成分为人参皂苷[2]。
1.1.1 皂苷类
人参根中的皂苷可分为以下3种类型。1)原人参二醇(PPD)类:人参皂苷Ra1,Ra2,Ra3,Rb1,Rb2,Rb3,Rc,Rd,Rg3,Rh2,Rs1,Rs2;丙二酰人参皂苷Rb1,Rb2,Rc,Rd;西洋参皂苷R1;三七皂苷R4;20(S)-人参皂苷Rg3,Rh2。2)原人参三醇(PPT)类:人参皂苷Re,Rf,Rg1,Rg2,Rh1,Rh3,Rf1;20-葡糖基人参皂苷Rf;20(R)-人参皂苷Rg2,Rh1;三七皂苷R1;假人参皂苷R11,Rp1,Rt1;20(R)原人参三醇;竹节参皂苷IV,IVa。3)齐墩果酸(OA)类:人参皂苷单体Ro[3,4]。
1.1.2 多糖类
人参多糖中主要含有葡萄糖、半乳糖醛酸、半乳糖、阿拉伯糖残基和少量鼠李糖、甘露糖及糖蛋白等,其中主要多糖类物质为葡萄糖[5]。水溶性多糖约占38.3%,碱性多糖约占7.8%~10%。人参多糖类物质中约80%为人参淀粉,20%为人参果胶,具有药理活性的成分主要是人参果胶[6]。人参果胶由SA和SB两种酸性杂多糖组成,SA是半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖以4.7∶2.6∶1的质量比及26%半乳糖醛酸组成的,SB是半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖以3.3∶1.8∶1的质量比及76%半乳糖醛酸组成的[2]。
1.2 茎叶
人参叶是五加科植物人参的干燥叶。人参叶具有“补气、益肺、生津、祛暑”的功效,化学成分包括皂苷类、多糖类、黄酮类、有机酸类、挥发油类、生物碱、甾醇类、木质素、氨基酸和多肽等。与人参根相同,人参茎叶的主要活性成分为人参皂苷。有研究[7,8]发现,人参叶中的总皂苷含量明显高于人参根,约为人参根的2倍。
1.2.1 皂苷类
人参叶中含有以下3种类型的皂苷。1)原人参二醇型皂苷:人参皂苷Rb1,Rb2,Rc,Rd,Rg3,F2,Rd2;20(S)-人参皂苷Rg3,Rh2;20(R)-人参皂苷Rg3,Rh2;原人参二醇;三七皂苷Fe;绞股蓝皂苷XVII,IX。2)原人参三醇型皂苷:人参皂苷Re,Rg1,F1,F3,F5,Rf;20(S)-人参皂苷Rg2,Rh1;20(R)-人参皂苷Rg2,Rh1;人参花皂苷M,N;三七皂苷R1。3)其他型皂苷:人参皂苷Rh3,Rh4,Rh5,Rh6,Rh7,Rh8,Rh9,Rg2,Rg4,Rg7,F4,La,Ib,RS-9;马兜铃苷F4;拟人参皂苷Rt5,G39,G40等[9,10]。其中人参皂苷Re,Rd和Rg1为人参叶中的含量较高的人参皂苷单体[4,11]。
1.2.2 多糖类
研究[12,13]结果显示,人参茎叶多糖多为酸性杂多糖,包含鼠李糖、半乳糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和木糖等,含量较高的为半乳糖。与人参根多糖不同的是人参茎叶多糖中不含有淀粉,但含有蛋白质,且含必需氨基酸。
1.3 花
人参花是五加科植物人参的干燥花蕾,具有“补气强身,延缓衰老”的作用。人参花中含有人参皂苷、多糖、挥发油、脂肪酸、黄酮、氨基酸、微量元素及粗蛋白等化学成分,其主要活性成分为人参皂苷[14, 15]。
人参花中的皂苷类成分可分为以下3种。1)原人参二醇型:人参皂苷Rb1,Rb2,Rc,Rd;丙二酰人参皂苷Rb1,Rb2,Rc,Rd;拟人参皂苷Rc1;绞股蓝皂苷XVII。2)原人参三醇型:人参皂苷Rg1,Rf,Re,F3,F5,La;丙二酰人参皂苷Re;拟人参皂苷Rs1;20(S)-人参皂苷Rg2,Rh1;20(R)-人参皂苷Rg2,Rh1;3-乙酰基人参皂苷Rg1;6’-乙酰基人参皂苷Rg1;三七皂苷R1;越南人参皂苷R4;人参花皂苷M,N,P;20(S)-原人参三醇皂苷;20(R)-原人参三醇皂苷。3)齐墩果酸型:人参皂苷Ro。4)其他型:一般为C-17侧链发生改变的皂苷。
1.4 果
人参果又称“人参子”,是五加科植物人参的成熟果实,有“补气强身、延缓衰老”的功效。人参果中含有皂苷、多糖、挥发油、氨基酸、多肽、微量元素等多种化学成分,其主要活性成分为人参皂苷。人参子中人参总皂苷约为人参根的4倍,人参皂苷Re为人参子中含量最高的皂苷单体,约为人参根的30倍[11,16]。
由于人参子总的化学成分较复杂,且含有大量的色素使得活性物质的分离较为困难,目前为止,人参子中主要分离出以下几种皂苷单体。1)原人参二醇型:人参皂苷Rb1,Rb2,Rc,Rd;20(R)-人参皂苷Rh2。2)原人参三醇型:Re,Rg1,Rh1;20(R)-人参皂苷Rg2,Rg3;20(S)-人参皂苷Rg2;20(R)-原人参三醇;20(S)-原人参三醇[17]。
2 药理作用
据研究[2]发现,人参对中枢神经系统、人体应激、循环系统、内分泌、物质代谢、造血系统、肝功能、抗肿瘤、免疫和抗衰等具有一定的影响作用。人参叶具有调节中枢神经系统、呼吸系统、抗衰老、抗疲劳、抗肿瘤、免疫调节、保护心肺、降血糖和造血调控等作用[1,6];人参花药理活性作用于心血管、神经系统、抗衰老、抗疲劳、抗肿瘤及免疫调节等方面[15];人参果在心血管系统、内分泌系统、抗衰老、抗休克、免疫调节、物质代谢、抗菌和提高记忆力等方面有一定的作用[18]。关于药理作用原理,此处不再赘述。
然而,由于人参不同部位主要活性成分的组成和含量有所差异,因此人参不同部位的主要药理作用也有所差异,具体见表1。
3 在美容护肤方面的作用
自20世纪80年代起,人参就已开始作为化妆品原料用于具有美白抗衰功效的化妆品中,作为中国传统的美容护肤佳品,人参的美容护肤效果得到了认可,至今,人参也是使用较为广泛的化妆品原料。存在于各个部位中的人参皂苷等活性物质使人参不同的部位都具有一定的美容护肤功效。
3.1 根
作为化妆品原料,人参根是最常使用的部位,具有抗衰、美白、抗炎和护发等功效。
3.1.1 抗衰
研究[28]发现,人参提取物可通过调节人成纤维细胞中MAPKs和NF-kB通路来抑制UVB诱导的基质金属蛋白酶MMP-1和MMP-13的产生,从而达到抗光老化的作用;朱丽平等[29]通过对人参面膜进行临床功效测试发现,人参抗衰老面膜能够活化细胞,显著提高皮肤的含水量和皮肤弹性,降低皮肤水分散失值,减少面部皱纹;余兰彬等[30]通过DPPH清除实验考察了人参的体外抗氧化能力,发现50%的乙醇提取液抗氧化效果较佳,其IC50值为6.86 g/L;徐承水[31]通过小鼠试验研究表明,人参水提物能有效提高心脑组织SOD活性,降低过氧化脂质和脂褐素的含量,拮抗过氧化损伤,具有明显的延缓衰老的作用;人参水提液对机体的免疫功能具有促进作用,可延缓细胞衰老;人参水提液还可通过强化下丘脑-垂体-性腺轴、甲状腺系统等来调节内分泌系统,从而延缓衰老;人参多糖具有显著的清除DPPH自由基的效果[32]。
3.1.2 美白
张惠[33]提取分离了人参中的美白活性物质,并通过酪氨酸酶抑制实验证明其具有良好的美白效果;Wang等[34]研究发现,分别以无水乙醇和水为萃取剂超声萃取人参,提取液对酪氨酸酶具有较强的抑制作用;栗建明等[35]研究发现,人参毛状根中含有熊果苷,与人参皂苷、多糖及维生素等结合作为化妆品添加剂,具有良好的美白效果。
3.1.3 抗炎
有研究[36]表明,鲜人参根的醚溶性成分具有较好的抗炎功效;人参中的主要活性物质人参皂苷也具有良好的抗炎活性[37];钱静等[38]通过小鼠炎症模型证明,人参提取物具有抗炎作用;高岩等[39]研究发现,人参提取物中的活性物质人参皂苷Rg1可在酒精诱导的小鼠肝炎模型中发挥抗炎功效;人参挥发油和人参多糖对金黄色葡萄球菌、幽门螺杆菌等常见菌种有抑制作用[32,40,41]。
3.1.4 护发
人参营养丰富,可增加头皮和头发营养,具有保护头发、增强发质的作用,人参多糖可抵抗紫外线刺激,防止由紫外线引起的脱发问题[42];人参萃取物具有防止脱发和白发的作用[43];向照瑞等[44]使用人参组方进行脱发治疗,结果发现,人参具有减少脱发、促进生发的作用;此外,据研究[45]显示,人参还具有抑制头皮屑的作用。
3.2 茎叶
相比于人参根,人参茎叶在化妆品中的应用较少,但人参茎叶具有与人参根药理活性相似的活性物质,也同样具有抗衰和抗炎等护肤功效。
3.2.1 抗衰
程俊霖[46]通过小鼠实验研究发现,人参茎叶总皂苷能够提高衰老小鼠全血CAT和GSH-Px及皮肤组织中SOD活力,降低皮肤组织中MDA含量,具有抗衰老作用;Hong等[47]研究发现,人参茎叶皂苷能够清除DPPH和ABTS自由基,具有较好的抗氧化活性,并通过小鼠实验证明人参茎叶皂苷能够减轻UVB诱导的表皮变厚和屏障功能受损及抑制UVB诱导的MMP-2,MMP-3,MMP-13的表达;另有学者[48,49]通过成纤维细胞实验表明人参茎叶皂苷可减少ROS的产生和GSH的消耗,抑制UVA诱导的MMP-2和MMP-9的活性,诱导I型胶原合成;Shin等[50]通过人体实验证明了人参茎叶皂苷良好的体内抗皮肤老化特性。
3.2.2 抗炎
有研究[51]显示,人参茎叶皂苷具有抑制HSV-I,HSV-II,ADV-III,VSV病毒及念珠菌的作用;王寅秀[32]研究发现人参茎叶总粗多糖对金黄色葡萄球菌具有抑制作用,且具有剂量依赖性;据王健[52]的研究结果显示,人参茎叶挥发油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有抑制作用;Lee等[53]通过亚临界萃取人参茎叶提取物,发现其具有抑制蜡状芽孢杆菌、肠炎沙门氏菌、大肠杆菌和单核细胞增生李斯特菌生长的抑菌活性。
3.3 花
马林等[23]通过衰老小鼠模型研究发现,人参花寡糖具有提高SOD,GSH-Px和CAT活力,降低MDA含量的作用。
3.4 果
人参果粗多糖具有抗衰老作用,可以提高大鼠SOD,GSH-Px和CAT活力及皮肤Hyp含量,降低MDA和Lf含量;张智萍等[54]通过人体斑贴试验发现,含人参果提取物的乳液具有减少黑色素和血红素含量的效果,具有一定的美白作用;Feng等[55]研究发现,人参果饮料具有良好的抗氧化效果。此外,邹立华等[56]研究发现人参果汁对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌和甲型副伤寒沙门菌具有抑制作用。
4 结语
人参具有多种药理作用,但作为中草药化妆品植物原料多用于抗衰功效的化妆品中,其活性成分、作用机理研究不够全面深入,且用于化妆品原料的多为人参根,人参叶、花和果采收后的利用度较低。人参叶、花和果中的人参总皂苷均高于人参根,且市场价格也较人参根低。由此来说,今后人参作为中草药植物化妆品原料的研究方向可从以下几个方面入手:1)作为化妆品原料其活性成分及机理研究;2)在除抗衰外其他功效化妆品中的应用;3)人参不同部位在化妆品中的应用。