人參營養(yǎng)成分及藥理活性的研究進(jìn)展

都昊賢，王步江，2

（1.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300384；2.天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心，天津 300384）

人參是多年生植物，屬于五加科人參屬，享有“百草之王”的美譽(yù)，其人工種植也在我國有著悠久的歷史，最早可追溯至東晉時期，15世紀(jì)后期逐步傳入日本、韓國等地區(qū)[1]。我國吉林省的長白縣具有良好的地理區(qū)位和自然環(huán)境優(yōu)勢，在此基礎(chǔ)上建立了特色人參產(chǎn)業(yè)[2]。有研究表明，在限定使用范圍和劑量內(nèi)，人參可以作為一種藥食同源的物質(zhì)，具有抗抑郁、治療關(guān)節(jié)炎等生理調(diào)節(jié)功能。食用人參幾乎不會引發(fā)不良反應(yīng)，是一種具有較高食用安全性的補(bǔ)品，適宜日常少量進(jìn)補(bǔ)[3]。

1 人參的營養(yǎng)成分

1.1 人參皂苷

人參皂苷是人參中的主要活性成分之一，按結(jié)構(gòu)可分為齊墩果烷型五環(huán)三萜皂苷和達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷，每一種皂苷都有不同的食療和藥理功效[4]。人參中絕大多數(shù)的皂苷是Rb1和Rg1，而Rk1、Rh1、Rh2等是具有良好藥用功效的稀有皂苷，在人工種植的人參中含量很低。郭沖[5]檢測了生曬參、紅參、保鮮參的皂苷組成及含量，生曬參中含有稀有皂苷Rh2，紅參中含有稀有皂苷Rg3。周衛(wèi)松[6]用液相色譜法分析了人參莖葉提取物和根提取物中皂苷含量和皂苷類型的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)根提取物含有較多人參皂苷Rb1，莖葉提取物含有較多人參皂苷Rg1、Re、Rb2、Rd。人參總皂苷含量隨著參齡的增加而增加，其中人參皂苷Rg1、Re、Rb1含量變化大，須根中的人參皂苷含量最高，其次是蘆頭，主根皂苷含量最低[7]。

1.2 糖類

人參多糖包括人參中性糖和人參酸性果膠兩大類，人參中性糖主要由淀粉樣葡聚糖和阿拉伯半乳聚糖組成，人參酸性果膠由鼠李糖、半乳糖醛酸等成分組成[8]。根據(jù)華梅等人[9]的研究，在人參的水溶性膳食纖維中，含有鼠李糖、阿拉伯糖等單糖成分，其中葡萄糖含量超過總單糖含量的50%。非水溶性膳食纖維中含有木糖、巖藻糖等單糖成分。在水溶性膳食纖維和非水溶性膳食纖維中，中性糖占主體地位，含有少量的半乳糖醛酸類酸性糖。生長年限對園參可溶性多糖含量的影響不大，林下參可溶性多糖含量高且還原糖含量低[10]。

1.3 氨基酸

人參中含有蘇氨酸、亮氨酸等人體必需氨基酸以及絲氨酸、谷氨酸等非必需氨基酸，是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑。張玉婷[11]對人參中氨基酸成分進(jìn)行了定性分析，在大部分人參提取物中檢測出了16種游離氨基酸和部分水解氨基酸。張浩[12]根據(jù)產(chǎn)地和年限的不同對人參的氨基酸含量進(jìn)行分析，證實(shí)5年生人參的氨基酸總含量較其他時期更為集中。陳麗雪等人[7]研究發(fā)現(xiàn)人參花中氨基酸含量最高，莖中氨基酸含量最低。

1.4 礦物質(zhì)

根據(jù)金學(xué)俊等人[13]的研究，人參莖葉富含硒、鐵、鋅、錳等人體必需微量元素和大量的鉀、鈣元素。李剛鳳等人[14]對比了土參根、莖、葉各部分礦物質(zhì)元素的含量，發(fā)現(xiàn)參葉的常量元素含量較高，參根的微量元素較高，根、莖、葉均含有同種微量和常量元素。綜上所述，人參含有多種為人體所需的礦物質(zhì)，可作為人體礦物質(zhì)補(bǔ)充的重要來源。

1.5 其他成分

人參中揮發(fā)性成分含量極低，謝麗娟等人[15]對蒸參露的成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其含有β-金合歡烯等萜類物質(zhì)和人參環(huán)氧炔醇等醇類化合物。人參中富含以亞油酸為主的不飽和脂肪酸、維E、酚類、雜環(huán)類和烷烴。人參莖葉、花、根部揮發(fā)性成分各不相同，其中人參花的揮發(fā)性成分含量最高。人參渣中含有大量的膳食纖維，其作為第七大營養(yǎng)素，有益于人體健康，具有預(yù)防腸癌和改善腸道微環(huán)境的作用。

2 人參的藥理活性

2.1 抗抑郁

抑郁癥是一種給患者帶來嚴(yán)重影響的心境障礙疾病，主要表現(xiàn)有認(rèn)知功能障礙、心情低落，嚴(yán)重則會產(chǎn)生自殺、自殘等危害生命健康的行為。王蜜源等人[16]用大數(shù)據(jù)分析了我國大學(xué)生近10年的抑郁癥患病率情況，存在著逐年升高的趨勢。因此，研究有效的抗抑郁功能成分十分必要。金燦[17]建立大鼠抑郁模型，為其注射不同濃度的人參皂苷Rg1，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1可以通過調(diào)節(jié)和保護(hù)星形膠質(zhì)細(xì)胞連接蛋白，提高Cx43蛋白的表達(dá)水平，發(fā)揮抗抑郁的作用。唐敏敏[18]通過建立小鼠抑郁模型，連續(xù)4周灌胃小鼠人參皂苷Rb1，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rb1可以減少促炎因子IL-1β，TNF-α和IL-6的表達(dá)，通過抑制炎癥反應(yīng)、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生的方式，改善神經(jīng)元損傷，起到抗抑郁的作用，其人體等效劑量（以60 kg計）為0.12 g/d。Lee B等人[19]通過建立大鼠單一應(yīng)激抑郁模型，對大鼠腹腔注射不同濃度的紅參提取物，發(fā)現(xiàn)紅參治療可以激活編碼色氨酸羥化酶的海馬基因，降低前額葉皮質(zhì)5-羥色胺組織濃度，使皮質(zhì)酮水平降低改善抑郁癥狀，結(jié)果表明紅參是一種有效治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的傳統(tǒng)藥物。與健康個體相比，抑郁和焦慮患者表現(xiàn)出下丘腦-垂體-腎上腺激素的增加，人參可以通過調(diào)節(jié)下丘腦-垂體-腎上腺軸的免疫應(yīng)答機(jī)制，降低糖皮質(zhì)激素和去甲腎上腺素水平，減少促炎因子IL-6，TNF-α等的表達(dá)，減輕由壓力引起的焦慮和抑郁，并改善炎癥性疾病[20]。

2.2 治療關(guān)節(jié)炎

骨性關(guān)節(jié)炎的主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛，目前發(fā)病機(jī)理尚不明確，嚴(yán)重者會喪失關(guān)節(jié)功能導(dǎo)致病殘。人參皂苷Rb1可以降低軟骨細(xì)胞炎癥基因PGE2和NO等的表達(dá)，使MMP13、COX-2、iNOS、caspase-3和PARP的水平明顯上升，從而阻止軟骨細(xì)胞的凋亡，人參皂苷Rb2可抑制活性氧導(dǎo)致的線粒體凋亡，保護(hù)軟骨細(xì)胞，在骨性關(guān)節(jié)炎的臨床治療中有較好的療效[21]。人參及其衍生成分可以抑制引發(fā)炎癥的相關(guān)酶的信號通路，從而治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎[22]。李景[23]將不同濃度的人參多糖作用于體外培養(yǎng)的大鼠關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞，檢測細(xì)胞增殖及相關(guān)酶的含量變化，發(fā)現(xiàn)人參多糖可以加快軟骨細(xì)胞糖胺聚糖的合成，為軟骨合成提供主要成分。Kim M等人[24]通過建立角叉菜膠誘導(dǎo)大鼠關(guān)節(jié)炎模型，灌胃不同濃度的人參皂苷，測量膝關(guān)節(jié)厚度、體重分布比等指標(biāo)發(fā)現(xiàn)人參皂苷可以通過抑制白細(xì)胞介素-6的表達(dá)，阻斷NF-kB/p65的通路，減輕滑膜細(xì)胞炎癥，結(jié)果表明人參皂苷對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎有一定的治療作用。Cho S K等人[25]選取了80例類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者，進(jìn)行隨機(jī)交叉臨床試驗(yàn)，經(jīng)評估得出結(jié)論：紅參不會引發(fā)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者產(chǎn)生不良反應(yīng)。

2.3 治療免疫疾病

系統(tǒng)性紅斑狼瘡是一種自身免疫性疾病，免疫系統(tǒng)會攻擊健康的人體器官，最終導(dǎo)致人體多系統(tǒng)受損。余昕[26]選擇了Rg1、Rh1等4種人參皂苷單體，發(fā)現(xiàn)其通過體液免疫對系統(tǒng)性紅斑狼瘡有調(diào)節(jié)作用，結(jié)果表明4種人參皂苷均可抑制B細(xì)胞增殖，增加B細(xì)胞相關(guān)凋亡蛋白的表達(dá)，其中效果最佳的是Rh1。同時有研究表明，人參皂苷和西藥潑尼松聯(lián)合使用可以增強(qiáng)對系統(tǒng)性紅斑狼瘡的治療效果，無不良反應(yīng)[27-28]。人參皂苷Rg1可以通過調(diào)節(jié)NF-κB進(jìn)而調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞反應(yīng)，使細(xì)胞中白細(xì)胞介素-6水平下降。人參多糖可以通過激活誘導(dǎo)型NO合成酶來觸發(fā)其生成，并改變細(xì)胞因子，如IL-1、IL-6的水平[29]。王信林等人[30]發(fā)現(xiàn)人參中的人參皂苷Rh2、山奈酚等功能成分有潛在的抗膿毒癥作用，可作用于TNF、MAPK8、PTGS2、IL1B、CASP3等靶點(diǎn)，通過對物質(zhì)代謝、炎癥反應(yīng)等多靶點(diǎn)、多通路的調(diào)節(jié)對抗膿毒癥效應(yīng)，為人參抗膿毒癥的科學(xué)研究提供重要參考。人參皂苷Rd具有促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分化，增加IL-10和IL-35生成量的作用，可作為一種免疫調(diào)節(jié)劑用于移植和自身免疫性疾病[31]。

2.4 調(diào)節(jié)血糖

從20世紀(jì)90年代至2017年，糖尿病這種慢性病的年增長率為2.24%[32]，因此，通過食療延緩慢性病的發(fā)展十分必要。華梅等人[33]給大鼠灌胃不同劑量的人參膳食纖維溶液，發(fā)現(xiàn)人參水溶性膳食纖維可以清除機(jī)體脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物，通過提高胰島素水平，降低總膽固醇水平來改善糖脂代謝，結(jié)果表明人參膳食纖維對糖脂代謝水平的調(diào)節(jié)有積極影響。陳艷[34]將干燥的人參根浸泡、提取、過濾、濃縮制得人參水提物，通過動物試驗(yàn)證明了人參水提物保護(hù)胰島細(xì)胞的潛在可能，其具有改善糖耐量，促進(jìn)甘油三酯的轉(zhuǎn)化，降低血糖的功能。口服中性人參多糖的降糖效果不如腹腔注射效果好，人參果膠可以通過多種途徑降低血糖，如促進(jìn)胰島素分泌，加快肝糖原儲存；增強(qiáng)超氧化物歧化酶的活性，輔助清除體內(nèi)自由基，降低對胰島β細(xì)胞的氧化損傷。張鵬[35]選取青年、中年、老年受試者各320例進(jìn)行臨床研究，受試者每日食用3 g人參原粉制片，連續(xù)12周，可降低血糖水平且適宜各年齡段和不同中醫(yī)體質(zhì)人群，同時證實(shí)食用人參不會引發(fā)受試者產(chǎn)生嚴(yán)重不良反應(yīng)。

2.5 抗腫瘤

腫瘤作為一大全球公共衛(wèi)生問題，在我國腫瘤的發(fā)病率也呈上升趨勢，嚴(yán)重危害患者身體健康。相較一些物理化學(xué)療法，利用天然產(chǎn)物抑制腫瘤細(xì)胞增殖，可大大減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。人參皂苷可以通過提高免疫應(yīng)答的方式，削弱腫瘤細(xì)胞對人體傷害。人參皂苷Rd、Rg3等可抑制腫瘤細(xì)胞分裂，人參皂苷Rh2、Rg3等可延遲細(xì)胞分裂周期，人參皂苷Rh2、Rk1可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，人參皂苷可通過提高白細(xì)胞介素IL-6水平來增強(qiáng)對腫瘤細(xì)胞的免疫[36-37]。Wang C Z等人[38]通過體外培養(yǎng)結(jié)腸癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)人參多糖提取物可誘導(dǎo)HT-29細(xì)胞分泌IL-8，具有抗炎作用，不僅能提高機(jī)體對惡性腫瘤的免疫反應(yīng)，還能誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯在G2/M期，對結(jié)腸直腸癌細(xì)胞具有很強(qiáng)的抗增殖作用，表明人參多糖通過免疫調(diào)節(jié)機(jī)制在治療和抑制結(jié)直腸癌方面具有臨床應(yīng)用價值。鄭文秀等人[39]通過體外細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)和制備小鼠腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移模型，發(fā)現(xiàn)人參二醇型皂苷可減少腫瘤血管生成，減少腫瘤營養(yǎng)供給，進(jìn)而抑制肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，是一種潛在的用于治療肝癌轉(zhuǎn)移的藥物。

2.6 降血脂

隨著生活水平的提高，高脂血癥發(fā)病呈年輕化趨勢，高脂血癥會引發(fā)高血壓、糖尿病等并發(fā)癥。孫偉等人[40]通過建立高血脂小鼠模型，連續(xù)4周給小鼠灌胃不同劑量的人參皂苷，發(fā)現(xiàn)人參皂苷可以通過降低血清中三酰甘油、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇的水平，起到降血脂的作用，其發(fā)揮作用的人體等效劑量（以60 kg計）為2.4 g/d。于寧等人[41]建立了大鼠高脂血癥模型，連續(xù)8周給大鼠灌胃人參皂苷Rb1，發(fā)現(xiàn)其可以降低NLRP3、caspase-1、IL-1β、IL-18的水平，通過降低肝細(xì)胞焦亡相關(guān)因子的表達(dá)，起到肝臟的保護(hù)作用。徐云鳳等人[42]建立了大鼠高血脂模型，探究人參蛋白的降血脂作用，發(fā)現(xiàn)人參蛋白可以促進(jìn)膽固醇排出體外，降低血清總膽固醇和甘油三酯的含量，減輕肝臟脂肪堆積，表明人參蛋白具有降血脂、改善肝臟功能的作用。

2.7 抗衰老

隨著人口老齡化問題的出現(xiàn)，人們越來越關(guān)注如何延緩和抵抗衰老。人參多糖可以清除體內(nèi)過多的自由基，降低丙二醛水平，提高超氧化物歧化酶活性，避免器官損傷[43]。Park M Y等人[44]用紅參提取物處理成纖維細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其可抑制g-肌動蛋白和f-肌動蛋白的表達(dá)，抑制I型膠原蛋白的合成，起到對抗衰老并恢復(fù)人體皮膚彈性的作用。張婉迎等人[45]通過果蠅壽命試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)4 mg/mL的人參水提物可以提高過氧化物歧化酶和過氧化氫酶mRNA的表達(dá)，顯著延長果蠅存活時間。

2.8 其他生理功能

人參提取物還有治療高血壓、緩解神經(jīng)炎癥及改善哮喘等功能。

人參活性物質(zhì)的其他功能見表1。

表1 人參活性物質(zhì)的其他功能

3 結(jié)語

人參富含人參皂苷、糖類、氨基酸、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分，具有抗抑郁、治療關(guān)節(jié)炎、提高免疫力、抗衰老的功效，有益于人體健康。近年來，許多專家學(xué)者對人參的營養(yǎng)成分和功能開展了全面多樣的研究。在人參的功能研究方面，分子水平上每一種人參皂苷對機(jī)體細(xì)胞及組織的調(diào)節(jié)作用是研究的熱門。在營養(yǎng)成分方面，對人參皂苷、多糖的研究較多，對人參蛋白質(zhì)的研究相對較少。在產(chǎn)品方面，研究目的不僅包括提高干制人參、人參藥渣的利用率，還有為特殊人群生產(chǎn)相應(yīng)的功能食品。人參與其他中藥材、益生菌等成分復(fù)配使用，起到協(xié)同增效的效果是相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)的熱點(diǎn)。在充分了解人參的營養(yǎng)成分，確?；钚猿煞植皇軗p失的基礎(chǔ)下，制作出更多消費(fèi)者可接受的功能性食品。