人参主要化学成分及皂苷提取方法研究进展

王世伦，金 键

（集安人参研究所·吉林集安·134200）

人参是传统名贵的中药，始载于《神农本草经》，列为上品，历代本草均有记载。人参具有“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”之功效，千百年来已被世人瞩目。人参含有多种有效活性成分，如皂苷、挥发油、糖类和多肽等[1]。经过人们长期的探索研究和临床应用的积累，人参的成分和功效也越来越清晰。通过查阅梳理近几年国内外人参相关文献，针对其主要化学成分皂苷、多糖、挥发油等展开综述，并综述了人参皂苷传统和现代提取方法。

1 人参主要成分研究现状

1.1 人参皂苷成分

参中的主要活性成分是人参皂苷，人参中的皂苷类成分在抗肿瘤、抗衰老、抗心律失常、抑制细胞凋亡、降糖降脂、改善学习记忆、增强性功能和免疫功能等方面均有很好的作用。人参皂苷是由糖和苷元相连而成的糖苷类化合物，人参皂苷属三萜类皂苷，是人参的主要有效物质，约占3%～6%，有达玛烷型四环三萜类皂苷和齐墩果烷型五环三萜皂苷。人参皂苷大多数为达玛烷型，根据皂苷元不同，达玛烷型皂苷可分为两类， 原人参二醇型：Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb 2、Rb3、Rs1、Rs 2、Rg3、Rd、Rh2、Rc 等； 原人参三醇型：Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1、三七皂苷 R1、三七皂苷 R4 等。

1.2 人参非皂苷成分

包括多糖类、氨基酸、蛋白质类、糖类、维生素类、有机酸类、微量元素类、黄酮类及多肽类等活性成分。

各种人参皂苷间的苷元、糖基的数目、种类以及糖苷键的位置存在差异，显示出的性质和药理活性也有较大差异[2～3]。

1.2.1 多糖类

根据其单糖组成不同，人参多糖主要被分为中性糖和酸性果胶两大类。中性糖包括葡聚糖、阿拉伯半乳聚糖(AG)等。酸性果胶常为杂多糖，富含半乳糖醛酸(Gal A)[4]。

1.2.2 蛋白质

蛋白质是一类重要的高分子化合物，存在于所有动物和植物的各种组织、细胞中，是生命存在的主要物质基础。近年来的研究发现植物中的某些蛋白质具有较好的药理活性。蛋白质在催化生命体内各种反应进行、调节代谢、抵御外来物质入侵及控制遗传信息等方面都起着至关重要的作用。

1.2.3 有机酸

常见有机酸有柠檬酸、异柠檬酸、延胡索酸、马来酸、苹果酸、丙酮酸、琥珀酸、酒石酸、水杨酸、香草酸、对羟基肉桂酸等。现代研究发现中药中部分有机酸亦有生物活性，或将成为今后中药研究的一个方向。

1.2.4 挥发油

挥发油含量较低，大约占0.1%～0.5%。其主要化学成分为烷烃类、酯类、烯类等，其中倍半萜烯约占人参挥发油的40%，含氧化合物及长链烷烃类次之[5]。

1.2.5 无机成分

随着医学的发展，中药中的无机成分，也越来越受到人们的重视。据文献报道，中药材中无机成分的含量与其功效有密切关系临床研究发现，很多疾病都会引起患者体内微量元素的变化。众多研究表明，中药对于微量元素失衡的疾病具有调节作用。人参作为名贵中药其无机元素含量及种类也应给以足够的重视。

1.3 有害成分

人参生长周期长，易遭病害、虫害及鼠害的危害，从而使产量减低，使参农遭受损失。但现代农业技术的发展，使许多问题得以解决。例如，农药的发明使病虫害的危害降低了许多、化肥的发明使高产得以实现，然而正是这些发明也带来了诸如农药残留、重金属超标等一些列问题，特别是一些难以降解的农药，都严重制约着我国人参产业的发展。因此，对人参中有害物质的测定也成为其质量评价的重要部分，数版中国药典，都对农药残留测定方法做了记述。黄晓会等研究建立了人参中有机氯农药多残留分析方法。李爱莲等对人参、西洋参中有机氯农药残留量进行了快速检测。王明芝比较了同一样品主根和须根农残含量。沈晓君等检测了人参等吉林道地药材的重金属。

2 人参皂苷提取方法研究进展

2.1 传统的提取方法

2.1.1 煎煮法

煎煮法主要是以水作为提取溶剂，将药物加热煮沸一定的时间而得到煎煮液，需要重复进行多次，主要用来提取中草药中水溶性较好的组分，适用于有效成分能溶于水且对加热不敏感的药材，是中草药组分提取中最早最常用的提取方法之一。

陈阿丽等以人参皂苷 Rb1、Re、Rg1的提取率为考察指标，采用正交试验法优选人参的煎煮提取条件，结果表明：以人参质量8倍量的水煎煮2次，每次1h的提取方法，人参皂苷提取率最高[6]。

2.1.2 浸渍法

浸渍法是在常温或加热的条件下，依照相似相溶原理，用溶剂浸泡药材而使药材中的有效成分浸出，达到提取的目的。

张春红等采用提取温度60℃ 、浸提时间2 h、溶剂量为浸提物10倍量的浸渍法提取人参皂苷，总皂苷的最高得率达8．33%[7]。孙光芝等通过考察溶剂倍数、提取时间、提取次数和溶剂的体积分数对丙二酰基人参皂苷提取率的影响，确定了最佳提取工艺[8]。

2.1.3 回流法

回流法以有机溶剂为提取溶剂，先通过对药材加热浸提使其中的挥发性溶剂馏出，再通过冷凝重新回到浸出器中继续循环浸提，直至有效成分浸提完全。目前实验室提取人参皂苷的传统回流操作是在(75±1)℃条件下，用80% 甲醇回流3 h并重复4次。闫光军等以人参皂苷 Rg1、人参皂苷Re总量为指标，通过几种工艺的比较及综合分析表明，回流提取工艺效果最佳[9]。

张玲等对不同提取工艺对人参有效成分含量的影响进行了研究，并确定了回流提取法的最佳提取工艺条件[10]。郝少君等以人参皂苷含量为评价指标，采用正交试验法，优选了最佳提取工艺[11]。Kim等以二醇型和三醇型皂苷的提取为指标，优选了乙醇回流法的最佳工艺[12]。

2.1.4 索氏提取法

索氏提取法又称为连续提取法，此方法主要应用溶剂回流装置和虹吸原理，将生药材中的有效成分提取出来，多应用索氏提取器完成。这一提取过程中影响人参皂苷提取效率的因素包括溶剂类型、溶剂量与生药比、提取温度等。不同实验小组根据实验需要分别对不同参数进行了优化和应用，如提取试剂包括甲醇和 70% 乙醇，提取温度 60℃、80℃、90℃均被应用于人参皂苷的提取实验中[13～15]。

2.2 人参皂苷现代提取方法

2.2.1 微波提取法

微波技术应用到中药有效成分的提取中以后，使有效成分的提取效率显著增加，而且避免了因长时间加热而导致的各种问题，同时由于微波对化合物的作用特点，如断裂较弱的化学键、化学键重组导致化合物结构转化，所以该方法对制备稀有皂苷也具有一定优势[16]，最为重要的是微波提取人参皂苷的提率高、耗能低、时间短、更环保[17]。对于人参皂苷的微波提取参数，李娅丽通过单因素实验和响应曲面优化实验获得了较好的实验参数，具体如下：液固比40：1，提取时间4 min，微波温度60℃，乙醇浓度55%，微波功率500 W，在此条件下人参皂苷平均提取率达到12.71%，与理论最大得率 12.75% 接近[18～19]。

2.2.2 超声波提取法

超声提取法主要是将超声所产生的空化、震动、搅拌等效应应用于药物提取中，使有效成分的提取更为快捷和高效。人参皂苷提取工艺比较研究表明：超声辅助提取方法较传统的回流提取速度更快，得率更高，提取条件：75%乙醇作为提取溶剂，料液比1：15，温度 60 min，人参皂苷的得率为3.5674%[20]。研究人员还通过单因素实验和正交实验考察了超声参数设置对人参皂苷Re提取的影响，研究结果认为：以甲醇为溶剂，液料比1：20，温度为45℃的情况下，超声频率选用45kHz，提取时间60 min，人参皂苷Re提取效率最高[21]。

2.2.3 超高压提取法

高压或超高压技术主要通过增加料液混合物的流体静压力，保持一段时间压力后迅速撤压，进行后续的提取步骤，能够显著地减少提取时间，提高有效成分的提取效率。

陈瑞战等[22]应用正交试验探讨了超高压提取人参皂苷的实验参数，结果显示超高压提取人参皂苷的最佳提取工艺参数为：提取溶剂为50%乙醇，固液比为 1：75，提取压力为 500 MPa，提取时间 2 min，人参皂苷的得率可达7.76%。同时还有研究显示，应用高压或超高压方法对新鲜人参生药进行防霉处理后，也可以提高后期生药提取中人参皂苷的浸出率[23]。

2.2.4 超临界CO2流体萃取法

将压力和温度设定为高于CO2临界值使其形成单一相态的超临界流体，其密度与液体相似，但具有粘稠度低和扩散性强的特点，故而较一般液体的溶解能力强，应用于人参皂苷的提取中可以进行高效提取。

樊红秀等通过单因素试验探讨研究了超临界流体萃取法中萃取方式、萃取温度、萃取时间、夹带剂用量以及萃取次数对人参皂苷提取率的影响，获得了较其他同类方法得率更好的实验参数[24]。由于人参皂苷极性较大，所以在超临界CO2流体中的溶解度较低，提取效率低于传统的有机溶剂方法，但是该方法提取工艺简单、不损坏生药中的热敏成分，同时提取残余物环保无污染，这些特点是其他提取方法不能比拟的。

2.2.5 酶提取法

酶法提取人参皂苷主要利用酶解反应，生药的组织分解，加速有效成分的释放达到提取目的，并提高提取效率。该提取方法具有提取条件温和、产物完整、转化率高、对环境无污染和成本低廉等特点。目前有多种酶用于人参皂苷的提取和制备。蜗牛酶、白腐菌漆酶、双孢菇漆酶都被证实在适宜的条件下，能够显著提高常见人参皂苷的提取效率，同时也可以应用于稀有人参皂苷的制备过程，具有良好的人参皂苷工业化生产的应用前景[25～26]。

2.2.6 仿生提取法

生提取法主要通过体外模拟胃肠环境条件，基于药物在机体内的代谢原理分离人参皂苷。

陈新等[27]通过实验研究比较了仿生提取法和传统水提取法对人参皂苷的提取效率，实验分别采用仿生溶媒和水作为提取溶剂，结果显示仿生法人参总皂苷的提取率为61.31%，而水提法人参总皂苷的提取率为54.26%，仿生法对人参皂苷的提取效率显著高于传统水提法，并且该类方法提取的人参皂苷更有利于人体的吸收和利用。

3 讨论与展望

人参活性成分的研究已有上百年的历史，很多先进的分离纯化和结构分析技术，如 HPLC，GC，UPLC，MS，NMR，TOFMS等，都已经应用到人参活性物质的研究中去。吉林省是中国人参主要产区，近年来国内外许多学者对其皂苷类化学成分及其药理作用有比较多的研究，人参皂苷是人参中主要活性成分，目前它的全合成还未成功，仍需从人参根、茎、叶等部位提取以满足需要。因此，对于某些含量较低、活性较强的单体皂苷的新药开发还比较困难，这项工作有待于进一步研究。人参制品由于其显著的功效越来越受到人们的重视，人参及其制品目前在世界上已达数百种之多，随着人们保健需要，人参及其制品将有一个更大发展。