人參花化學(xué)成分研究進(jìn)展

白 鈺，張益愷，徐芳菲，婁子恒，曹志強(qiáng)

（吉林人參研究院·吉林通化·134001）

1 人參花簡介

人參（Panax ginseng C.A.Mey）屬五加科多年生草本植物，我國人參主要分布在吉林、遼寧、河北北部、黑龍江等地?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》記載“強(qiáng)身體益智，明目，安精神”，是名副其實的“百草之王”[1]。

人參花是人參的花蕾，花序傘形，花萼暗綠色，花期一般為5～6 月。 人參花主要含有的化學(xué)成分為人參皂苷、揮發(fā)油、黃酮和多糖等[2]。其中人參皂苷的含量是人參的數(shù)倍，人參花還含有維生素、果膠、氨基酸等，卻不含有易使人上火的人參皂苷R0。 近年來，人參花因其較高的研究價值而不斷受到人們的關(guān)注[3]。

2 人參花化學(xué)成分研究進(jìn)展

自20 世紀(jì)70 年代起， 人們開始對人參花進(jìn)行研究。 人參花中的主要化學(xué)成分為人參皂苷、黃酮、揮發(fā)油及多糖等[4]，人參花蕾中的總皂苷含量，與人參根相比較，是它的5 倍之多，人參皂苷有多種單體且都有獨特的功能， 人參總皂苷和各式單體皂苷的含量是評價人參及人參相關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)[5]，因此總皂苷和單體皂苷的探索一直是熱門的研究領(lǐng)域。 人參多糖的結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜，生物活性多樣，在某些治療方面優(yōu)于人參皂苷， 但其結(jié)構(gòu)鑒定也具有一定的復(fù)雜性和獨特性。 因此，越來越多的學(xué)者開始對人參多糖重視起來[6]。

人參花的揮發(fā)油相對于人參的其他部位來說，其含量最高，主要成分為芳香族、倍半萜烯、脂肪族和雜環(huán)化合物[7]。 黃酮類化合物是天然藥用植物的主要活性成分之一。 但對人參花中黃酮的研究很少有報道，正因為這些化學(xué)成分的協(xié)同作用， 人參花具有重要的心血管保護(hù)、抗疲勞、抗腫瘤、抗休克等功能[8-9]。 因此，越來越多的國內(nèi)外的研究人員正在推廣人參花及開發(fā)利用[10-11]。 本文就人參花的主要化學(xué)成分， 從其提取工藝、 分離純化、分析測定、產(chǎn)品開發(fā)等四個方面進(jìn)行綜述，以期為相關(guān)人參花化學(xué)成分的科學(xué)研究提供理論參考。

2.1 提取工藝

2.1.1 人參花皂苷類成分的提取工藝

對于人參花的總皂苷及單體皂苷的提取來說， 主要有水提法、超高壓提取法、回流法及超聲提取法。 焦傳新等人[12]通過正交試驗優(yōu)化了人參花中人參皂苷Re 和Rg1的提取工藝，得到最佳提取工藝為料液比1∶12(g/mL)，提取次數(shù)為3 次，提取時間1h。水提法這種提取工藝合理穩(wěn)定，但有效成分提取并不完全。 韓燕燕等人[13]得到響應(yīng)面法優(yōu)化超高壓提取人參花總皂苷的最佳提取工藝為乙醇濃度72%， 提取壓力423MPa， 料液比1∶50 (g/mL),保壓時間4min。在此條件下，測得人參花總皂苷含量的實際值為36.57mg/g。 此超高壓提取法可在常溫下進(jìn)行，避免了高溫對活性成分產(chǎn)生破壞，綠色環(huán)保、高效快速、節(jié)省溶劑、對能量的消耗低、提取率較高、操作簡易。 孫樂等人[14]運用回流法，優(yōu)化人參花中總皂苷提取工藝通過正交試驗， 得到總皂苷最佳提取工藝為料液比1∶10 (g/mL)，乙醇體積分?jǐn)?shù)80%，提取溫度85℃，提取時間1h，提取數(shù)3 次，總皂苷得率18.66%。 回流法同樣溶劑用量少，方法易行且能夠浸提完全，且其機(jī)械化程度高，適宜大工業(yè)生產(chǎn)，但是其耗時長，能耗高。張憲臣等人[15]優(yōu)化的超聲提取人參總皂苷的工藝為:利用水飽和正丁醇提取，超聲時間60min，超聲2 次，不萃取。 超聲提取法和回流法相比，更高效省時，生產(chǎn)成本更低，且同樣對工廠生產(chǎn)具有一定實際意義。

2.1.2 人參花多糖類成分的提取工藝

在人參花多糖的提取上主要有微波法、 閃提法及超聲法。 周思思等人[16]利用響應(yīng)面優(yōu)化超聲波輔助提取人參花多糖工藝，結(jié)果為超聲功率586W，超聲時間18.65min，料液比1∶19.75(g/mL)，在此條件下多糖得率為5.20%。 陳瑞戰(zhàn)等人[17]采用3 種提取方法提取人參花多糖，得到多糖提取得率依次為：微波法(4.31%)，閃提法(3.24%)，超聲法(2.83%)。 后續(xù)優(yōu)化的微波法提取工藝為微波功率600W，時間10min，提取溫度45℃時，多糖得率最高。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，微波法具有提取多糖更高效，適用性廣、提取時間短、得率最高、耗能低等特點，但需注意的是此方法噪音大、 且容易造成有效成分的變性，而閃提法的提取時間較難控制。

2.1.3 人參花揮發(fā)油類成分的提取工藝

對于提取人參花揮發(fā)油，主要是水蒸氣法、超臨界C02萃取法、固相微萃取。 王恩鵬[18]分別運用水蒸氣法以及超臨界C02萃取法對揮發(fā)油進(jìn)行提取， 并進(jìn)行結(jié)果對比得出，在提取時間方面，水蒸汽法消耗時間是超臨界C02萃取法的3 倍之多，在出油率上，超臨界C02萃取法超過水蒸汽11.7 倍。 超臨界C02萃取法的優(yōu)點是能夠減少有機(jī)溶劑使用量，甚至不運用有機(jī)溶劑。此方法不僅可以保持原料本身的藥理活性， 而且其還具有效率高、能耗較少、安全性較好等優(yōu)點。 肖陽等人[19]應(yīng)用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜(SPME-GC-MS)聯(lián)用技術(shù)萃取并測定了人參花中揮發(fā)性成分， 響應(yīng)面優(yōu)化的最佳提取工藝為樣品量0.4g， 溫度75℃， 平衡時間37min，萃取時間43min。 固相微萃取，水蒸氣法提取揮發(fā)油的回收率較高， 缺點是原材料易受高熱而使成分發(fā)生變化。

2.1.4 人參花黃酮類成分的提取工藝

現(xiàn)有的對人參花黃酮的提取只有微波輔助法，都宏霞等人[20]運用微波輔助提取法，以黃酮提取量為響應(yīng)值， 通過響應(yīng)面優(yōu)化得到最佳工藝為: 微波功率800W，微波時間30s，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)54%，料液比1∶21（g/mL），此時黃酮提取量為5.624mg/g。

2.2 分離純化

2.2.1 人參花皂苷類成分的分離純化

對于人參花的皂苷成分,主要運用色譜技術(shù)聯(lián)用，或利用皂苷單體的溶解度差異來進(jìn)行分離純化。 Yo shikawa 等人[21]從人參花中分離出7 個新的達(dá)瑪烷型三萜皂苷， 并對其進(jìn)行鑒定， 將其命名為人參花皂苷A, B, C, D, E, F 和O。 Nakamura 等人[22]從人參花中分離出7 個新的達(dá)瑪烷型皂苷以及11 種已知皂苷類成分。 徐斐等人[23]采用多種色譜技術(shù)從70%乙醇水溶液的人參花提取物中分離得到11 個化合物，包括8 個皂苷和3 個皂苷元， 其中以下化合物首次從人參花中分離得到：達(dá)瑪-20 (21),24-二烯-3β,6α,12β-三醇和達(dá)瑪-(E)-20(22),24-二烯-3β,6α,12β-三醇20(S)-人參皂苷Rh1、20(S)-原人參三醇。 李珂珂等人[24]采用半制備高效液相柱色譜方法進(jìn)行分離純化，4 個化合物在人參花中分離得到，其中的5,6-二脫氫-20(S)-人參皂苷Rg3 為新的化合物， 迄今為止在已經(jīng)分離鑒定的人參皂苷中較少見。 王冰等人[25]建立并優(yōu)化了一種利用溶解度差異從人參花中分離人參皂苷Re 新工藝， 分離出人參皂苷Re 純度可以達(dá)到83.57%， 總收率達(dá)1.67%。 這兩種方法相比較而言，柱色譜技術(shù)分離純化人參皂苷成分更加高效準(zhǔn)確。

2.2.2 人參花多糖類成分的分離純化

人參花多糖成分多用柱層析的方法進(jìn)行分離純化， 凝膠柱層析是利用分子量的大小差異將多糖進(jìn)一步分離純化，其更加簡單、快速，但其載樣量少，分辨率低。 譚莉[26]用柱層析方法對三七根及花進(jìn)行多糖純化，得到三七根多糖RPNP-1, RPNP-2 和三七花多糖FPNP-1, FPNP-2，RPNP-1 和RPNP-2， 均由Rha, Ara,Xyl, Man, Glc, Gal, GaIA 和G1cA 單糖組成;采用超濾膜和Sephadex G-100 凝膠柱層析對人參根、人參花和人參葉多糖進(jìn)行分離純化， 得到其糖均由Ara, Xyl,Man, Glc, Gal, GaIA 和G1cA 單糖組成。 離子柱層析主要通過所帶電荷不同， 從而將各多糖依據(jù)電荷的差異分離開來， 對于半乳糖醛酸較高的酸性多糖的分離較合適[27]。王冰清等人[28]對人參花多糖進(jìn)行了系統(tǒng)的分離純化，利用離子柱層析的方法進(jìn)行分級，HPLC 分析單糖組成主要含有Gal, GaIUA, Glc 和Ara， 后再經(jīng)過柱層析分級， 得到不結(jié)合的中性糖級分GFLN 和4 個酸性糖級分。 對中性級分GFLN 醇沉分級， 得到4 個級分。 韓丹[29]將人參花多糖GFLA-1 經(jīng)柱層析分離得到兩種不同分子量的組分，為GFLA-I-A 和GFLA-I-B。根據(jù)實驗結(jié)果推斷GFLA-I-A 為AG 型中性多糖，含有RG 型側(cè)鏈， 推測GFLA-I-B 含有阿拉伯半乳聚糖和聚半乳糖結(jié)構(gòu)域，推測其應(yīng)含有少量的RG 型側(cè)鏈。

2.3 分析測定

2.3.1 人參花皂苷類成分的分析測定

對于人參花的單體皂苷來說， 常用的分析測定方法是超高效液相色譜法 （UPLC）、 高效液相色譜法(HPLC)、反向高效液相色譜法(RP-HPLC)。 王敏等人[30]通過建立UPLC 法同時對人參葉和人參花中人參皂苷（Rg1、Re、Rb1、Rb2、20(S)-人參皂苷F1、Rd）的含量進(jìn)行測定， 采用Waters ACQUITY BEH C18色譜柱(100mm×2.1mm，1.7μm)， 得到人參葉中6 種成分總含量在6.05%～8.86%之間， 人參花中6 種成分總含量為7.10%～13.86%。 陳斌等人[31]用掃描電鏡觀察超微粉碎人參花的細(xì)胞形態(tài)， 并用分光光度法和HPLC 法測定超微粉中人參花總皂苷及人參皂苷Re、Rg1、Rb1、Rc、Rd，結(jié)果表明超微粉碎在破壞人參花細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上使人參皂苷溶出率顯著提高。 張金秋等人[32]測定人參花干品以及人參花鮮品中人參皂苷含量（Rb1、Rb2、Rc、Rd，Rb1、Rc、Rb2、Rd、Re、Rg1、Rg2）， 利用反相高效液相色譜法，使用Cosmosil 5 C18-MS(250mmx4.6mm,5μm)分析柱，流動相為乙睛-0.05 mol/L 磷酸二氫鉀溶液， 梯度洗脫， 流速1mL/min， 柱溫25℃， 檢測波長203nm。 結(jié)果為，鮮人參花中11 個人參皂苷平均含量達(dá)到10.80%，其中丙二酰基人參皂苷則為3.46%;人參花干品中11 個人參皂苷含量為10. 68%，其中丙二?；藚⒃碥諡?.21%。 這幾種分析測定方法，既簡便又很高效， 但反向高效液相色譜法方法能夠測定有關(guān)于丙二?；藚⒃碥盏暮浚?而用常規(guī)的UPLC 法或HPLC 法難以測定。

2.3.2 人參花多糖類成分的分析測定

測定人參花總多糖主要運用的是苯酚一硫酸比色法，吳平[33]采用超聲波、熱浸提法提取人參花多糖，苯酚一硫酸比色法進(jìn)行測定， 建立了人參花多糖含量的測定方法。 其準(zhǔn)確度高、速度快、精密度好、操作也方便。

2.3.3 人參花揮發(fā)油類成分的分析測定

對揮發(fā)油的分析測定來說，可采用氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)，表面解吸常壓化學(xué)電離法(SDAPCI)，其中氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)較常用。 毛坤元等人[34]運用GC-MS 對吉林人參花揮發(fā)油進(jìn)行分析， 確定了23 種化合物，主要是倍半枯類、烷烴等化合物，發(fā)現(xiàn)倍半枯類含量可達(dá)總揮發(fā)油的43.5%。徐曉浩等人[35]制備林下參花揮發(fā)油通過水蒸氣蒸餾法，鑒定出85 種成分通過應(yīng)用GC-MS 技術(shù)方法，包括萜類、芳香族、脂肪族等化合物，含量最高為亞油酸、棕櫚酸、十三酸等。王恩鵬等人[18]首次采用GC-MS 對超臨界CO2萃取法提取的人參花中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析鑒定。 結(jié)合對傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油的分析，比較了兩者的成分。67個和20 個組分由兩種方法鑒定出，分別占揮發(fā)油流出物總峰面積的89.67%和61.84%。 并首次將酸催化結(jié)合GC-MS 分析鑒定了人參花中的13 種脂肪酸。 結(jié)果表明，人參花富含不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸總含量達(dá)到檢出物的58.62%，為揮發(fā)性成分的分析測定提供了新的參考。氣相色譜-質(zhì)譜法不適用于酯類、酚類、不飽和脂肪酸等一些中等極性、熱不穩(wěn)定的化合物，樣品需要進(jìn)行復(fù)雜的前處理，真空條件下進(jìn)樣時間較長。通過利用表面解吸常壓化學(xué)電離法測量， 王恩鵬等人[36]采用SDAPCI 質(zhì)譜法直接檢測水蒸氣蒸餾得到的人參花揮發(fā)油， 該方法不需要色譜分離。 該方法共檢測出34 種化合物，通過串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)分析結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)數(shù)據(jù)比對鑒定出10 種揮發(fā)性成分。該方法適用于無污染的復(fù)雜的揮發(fā)性成分，靈敏度高，不需要樣品制備，應(yīng)用范圍廣?？捎糜趯崟r和在線分析和判定。

2.3.4 人參花其他類成分的分析測定

對于人參花其他成分的測定來說， 一般采用超高效液相色譜(UPLC)、高效液相色譜(HPLC)。 劉松長[37]測定人參花中綠原酸含量通過高效液相色譜法的方法測定。此種方法更加快速、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好，可用于人參花茶的質(zhì)控和評價。 對植物生長發(fā)育具有重要的調(diào)控作用的植物內(nèi)源激素是植物體內(nèi)重要的信號分子， 其分布具有明顯的組織特異性。 陳康等人[38]對人參花中內(nèi)源性植物激素含量進(jìn)行分析測定采用超高效液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜( UPLC-MS /MS)技術(shù)。 結(jié)果:茉莉酸并未檢出， 與促生長相關(guān)的激素生長素和赤霉素含量較低，與抗逆相關(guān)的激素脫落酸和水楊酸含量較高。此為后期深入研究內(nèi)源性植物激素調(diào)控人參皂苷合成奠定基礎(chǔ)。

2.4 產(chǎn)品開發(fā)

劉維佳等人[39]制備了人參花茶，其具有抗疲勞作用，并且長期飲用可增加人體抵抗疾病的能力，此為人參花化學(xué)成分在食品方面得到充分利用提供了參考。田雅娟等人[40]制備的人參花軟膏對UVB 誘導(dǎo)的皮膚損傷具有保護(hù)的作用， 并能提高受損皮膚組織中的SOD 水平、減少MDA 含量。 這項研究有利于挖掘中藥非藥用部位有效成分潛在應(yīng)用價值， 促進(jìn)中藥資源的綜合開發(fā)。 熊晨陽等人[41]研究了人參花及其他人參部位在美容護(hù)膚方面的功效， 其對今后人參各個部位作為中草藥植物化妝品原料提供了參考。

3 存在問題與展望

綜上所述，人參花化學(xué)成分的研究還未完成，對于人參花揮發(fā)性成分來說， 國內(nèi)外對之研究甚少且不夠深入， 而國內(nèi)外對人參花黃酮為數(shù)不多的報道大都停留在對其提取工藝的優(yōu)化方面，測定方法也很單一。因此，在未來的人參花化學(xué)成分研究中，需將各個化學(xué)成分的分離測定工作進(jìn)一步加強(qiáng)， 并結(jié)合藥理學(xué)研究對有效活性成分進(jìn)行篩選。 對于分析測定化學(xué)成分的更快捷、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、環(huán)保的方法研究也是以后的重大方向之一。同時也要深入了解研究人參花炮制及配伍后，其中皂苷類成分之間相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。 除了主要的化學(xué)成分之外， 人參花中的其他化學(xué)成分的活性及功效更等待著我們?nèi)ヌ剿餮芯?。地域、水土、氣候、年份等因素對人參花中各種功能成分的含量起到重要的影響因素。 由此可對其功能成分含量不同的成因進(jìn)行充分研究，并適當(dāng)對種植條件進(jìn)行調(diào)整改良。 因此，測定各個化學(xué)成分的含量并對人參花性狀進(jìn)行研究， 從而制定人參花質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也是我們未來的研究方向之一。我國作為人參的產(chǎn)出大國， 彌足珍貴的人參花則是自然界給我們帶來的福祉，充分研用人參花中的化學(xué)成分，尋找其更深層的價值， 以其為原料不斷開發(fā)有益于人類健康的新產(chǎn)品及效果確切快速， 且副作用小的臨床藥品，擴(kuò)大人參花這一潛在的市場，再利用傳統(tǒng)中藥材的附加價值，以及提高人們的生活質(zhì)量刻不容緩。大力地增強(qiáng)對人參花的深入研究， 人參花將具有更加廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。