石柱参外观性状与人参皂苷含量的相关性研究

刘琳琳，朱连连，王谷强，张小波，窦德强*

(1.辽宁中医药大学药学院，大连116600；2.辽宁林下柱参有限公司，丹东118000；3.中国中医科学院，北京100700)

石柱参，也称柱参，为栽培人参之冠，历经400余年的选育，其形态特征和药用价值均与野山参相似，素有“柱参不到不开行”的说法，在我国栽培人参中占有重要地位。石柱参种源为长脖人参品系，人工栽培或林下播种在以石柱村为核心区域的辽宁宽甸沙性棕壤土山区的人参，俗称“宽甸路或石柱参”。根茎长，主体小，多两支根，须根少而细长[1]。石柱子村位于北纬 40°43'00"，东经 125°29'30"，年平均气温 6.5 ℃，年日照2400 h，年降雨量1100 mm以上，无霜期140天，有雾天气达150天以上。四季分明，冷热适度，雨量充沛。土壤为酸性棕壤土，其母岩为酸性岩类的花岗岩和片麻岩。为低山丘陵赤栃林区，天阳地阴，风调雨顺，是石柱参生长发育的唯一佳境。现泛指宽甸境内的人参。从地理位置上看辽宁宽甸与桓仁都处于长白山余脉，并与集安接壤，而宽甸和集安都与朝鲜接壤，其地理气候独特，均是理想的人参栽培地区。2012年8月3日，“宽甸石柱人参”获得国家农业部的农产品地理标志产品；2013年1月28日，“石柱参”获得国家质检总局地理标识商标；2013年5月21日，“辽宁宽甸柱参传统栽培体系”被我国农业部批准为“中国重要农业文化遗产”[2]。石柱参在我国人参产业中具有一定的地位，其质量也越来越受到人们的重视。

石柱参属于长脖品系，根据性状特征，品系内又细分竹节芦、线芦、草芦及圆膀圆芦四个品类（图1～图4），即四种农家类型。竹节芦：形如竹节的芦。芦碗间距小而紧密的为小竹节，芦碗间距较大的为大竹节；线芦：根茎细长如线的芦；草芦：芦较粗，马牙芦碗，排列有序的芦；圆膀圆芦：主根圆膀，相连圆芦的芦。根据生长环境和栽培方式的不同，目前石柱参多分为：石柱林下山参、石柱园参以及移山参，本研究取样均为石柱林下山参。

图1 竹节芦

图2 线芦

图3 草芦

图4 圆膀圆芦

1 材料

1.1 药材与试剂

人参皂苷 Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Ro、Rb2、Rb3 及Rd对照品均购自中国食品药品检定研究院；色谱纯乙腈 （Duksan，韩国德山）；色谱纯甲醇（Oceanpak alexative chemical，瑞典）；其他试剂均为分析纯。石柱参经辽宁中医药大学药学院窦德强教授、王冰教授鉴定，确定为五加科植物人参（Panax ginseng C.A.Mey）的干燥根和根茎，均产自辽宁省丹东市宽甸满族自治县石柱村，详见表1。

表1 石柱参样品信息

1.2 实验仪器

Agilent1260高效液相色谱仪（美国安捷伦科技有限公司）；万分之一分析天平 （Acculab型 Sartorius group）；十万分之一分析天平 （CP225D型 Sartorius group）；KQ-2500E数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；索氏提取器等。

2 方法

石柱参中9种主要人参皂苷的含量测定参照课题组前期确定的方法[3]。具体操作如下：

2.1 对照品溶液的制备

精 密 称 取 人 参 皂 苷 Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Ro、Rb2、Rb3及Rd对照品，加甲醇制成每1 mL各含0.2 mg的混合溶液，摇匀，即得。

2.2 供试品溶液的制备

精密称定一定量石柱参粉末（过四号筛），用中性滤纸包好，置索氏提取器中，加三氯甲烷加热回流3h，弃去三氯甲烷液，药渣挥干溶剂，连同滤纸筒移入100 mL锥形瓶中，精密加水饱和正丁醇50 mL，密塞，放置过夜，超声处理（功率250 W，频率50 kHz)30 min，滤过，弃去初滤液，精密量取续滤液25 mL，置蒸发皿中蒸干，残渣加甲醇溶解并转移至5 mL量瓶中，加甲醇稀释至刻度，摇匀，滤过，取续滤液，即得[4]。

2.3 色谱条件

Chiral（150mm×4.6mm，5μm）柱，二极管阵列检测器（DAD），以乙腈（A）-磷酸水溶液（B，0.1%）为流动相梯度洗脱，详见表2。流速1.0 mL/min；柱温30℃；检测波长203 nm，进样量：10 μL。石柱参样品HPLC色谱图见下图5。

表2 HPLC梯度洗脱条件

图5 供试品HPLC色谱图

3 结果

3.1 不同农家类型长脖石柱参人参皂苷含量比较

研究结果表明，详见表3。相同生长年限的线芦及小竹节芦石柱参重量较小，草芦及圆膀圆芦石柱参重量较大，详见图6；相同生长年限线芦及小竹节芦石柱参中主要人参皂苷含量之和高于草芦及圆膀圆芦类型的石柱参，详见图7。

表3 不同农家类型长脖石柱参人参皂苷含量

图6 不同农家类型石柱参主要皂苷含量之和

图7 不同农家类型石柱参重量

3.2 相同品类不同生长年限人参皂苷含量比较

研究结果表明，详见表4，相同品类（竹节芦）的石柱参，随着生长年限的增加，主要人参皂苷含量之和在最初10年有所增加，12～15年后趋于稳定，详见图8。

表4 不同生长年限的竹节芦人参皂苷含量

图8 不同生长年限竹节芦人参皂苷含量

3.3 同株石柱参不同部位人参皂苷含量比较

艼其实就是人参的根茎部位长出来的不定根。随着生长年限增加，主根须逐渐衰退，吸收功能下降，加之遇到适宜的土壤、养分激发艼须快速生长，吸收养分迅速膨胀，有时比主根还长、大。因此“艼变”是人参达到一定生长年限才会出现[5]，其重量也较大，重量则主要集中在艼上，而不是主体。能长到这么大与优越的外界环境也有关，是二者结合的结果[6]。本实验对同株石柱参上大艼主根、大艼须根、小艼、芦头、主根及须根进行，详见图3。人参皂苷含量分析，比较其差异。

图9 同株石柱参不同部位

同株石柱参不同部位主要皂苷含量之和（表5）：须根＞芦头＞小艼＞大艼＞主根，且将大艼的主根和须根进行拆分，大艼须根中主要人参皂苷含量之和亦高于大艼主根。结果表明人参的主根中人参皂苷的含量最少。因此，可以根据用药目的的不同，合理使用人参的不同部位。

4 讨论

表5 同株石柱参不同部位人参皂苷含量

明代以后，上党人参基本灭绝，辽东参兴起，至清代以后野生人参已经不能满足人们需求，园参大量兴起。因此，人参家种始于明代末年，清代时人参的种植已经发展到比较成熟的阶段[7]。其中，石柱参已有四百多年的历史[8]。明代以前几乎没有园参，主要以野生人参为主，人们对优良人参主要性状描述，包括形长、支大、黄润、须长、体实有心、味甘微苦及有余味者佳。所以人参的表观特征主要由两个部分组成。其一，野山参或林下山参的品质评价以生长年限为主，生长年限较长，人参的重量才能大，故“七两为参，八两为宝”，这也是人们对较大野山参的一个商业性的评价，同时也说明了野山参能达到这样的重量是十分罕见的[6]；然而，由于园参的出现，则不能仅以支大来作为野山参或林下山参的评价指标，要参考“年均增重”，以避免一些种植者为了追求更高的经济利益，使用化肥及农药等人工干预手段，亦或使用植物激素如膨大剂，能够促进人参根茎短时间内变得膨大粗壮。在《石柱参鉴定及分等质量》中石柱生晒参等级要求，特等品年均增重小于0.3 g，一等品年均增重小于0.4 g[1]。关艳玲等人认为有些老山参，虽然年龄较大但重量都不大，它们的重量增长基本是圈定在每年增重在1～1.5 g的范围内[6]。根据本研究样品信息可知，相同生长年限（18年）的石柱参，竹节芦和线芦的年均增重均小于0.4 g，其中竹节芦的年均增重均小于0.3 g，圆膀圆芦和草芦的年均增重在0.4 g～0.6 g之间。相同农家类型（竹节芦）不同生长年限的石柱参，除5、12年生的竹节芦平均年增重在0.5 g左右外，其余平均年增重均小于0.3 g。同时研究结果也表明相同生长年限，一般石柱参重量越大，人参皂苷含量呈降低的趋势。因此，笔者也认为目前国标《野山参鉴定及分等质量》[9]中野山参的规格划分以重量越大，规格等级就越高是不合理的。

其二，皮以黄润者为佳。野山参或林下山参只有达到足够的生长年限，表皮才会“黄润”，年头较短的林下山参、移山参以及园参很少出现表皮黄润的情况。由于清代以后园参的迅速发展，人们才又一次沿袭野山参具有的“黄润”等传统性状特征标准。石柱参是“两长一短”，两长是芦长、须长，一短是指主体短，皮色润黄，是生长在黄油沙土形成的，即由沙性棕壤土类造成的。业内人士皆知，生长在黑色腐殖土的人参皮色发白，生长在棕壤的土里皮色黄润，形似锦绣，属于锦皮，是最美的皮色。土壤学家认为，人参一般都长在黄沙土中。黄沙土即蚂蚁蛋土，颗粒状的，土头比较硬。这样的土相，含沙性较强，土壤渗透力较强，人参能靠住[2]。综上，生长年限和生长环境是决定人参品质的重要参考因素，其中人参的生长环境进而影响外观性状。