高丽参品种连丰根部所含人参皂苷与根径的相关性研究

李翔国，全炳武，李虎林，朴仁哲，金大勇

（延边大学农学院农学系，吉林 延吉 133002）

人参中所含皂苷随品种的不同［1］、年生［2］、栽培方法［2－3］、栽植位置［4］、生育期［5］、受光量［6－7］等而有较大的差异。人参根部的皂苷主要分布在形成层的外边部即皮层部位，占人参根部绝大部分面积的木质部和髓部几乎没有［8－9］。而 Samukawa等［10］的研究表明，人参皂苷在表皮部位分布最多，虽然量少但是筛管和木质部也有一小部分存在。以上结论说明，皂苷虽分布在整个根部，但是大部分在周皮部位。Kim等［11］的研究也表明，6年生高丽参根部中主根、支根和须根所占的比率分别为47.7%、34.1%、14%，其余部分由芦头组成；同时皮层和木质部比例在主根和支根中分别为1∶1和2∶1，须根部位中则几乎没有木质部，大部分为皮层；但是须根的含皂苷量却为主根的4倍，支根的2倍左右，这是因为须根的根径虽比支根和主根小，表皮所占的比率则比支根和主根大。由此可以预见，根径越小皮层所占的比率越大，且含人参皂苷量也越多。

目前，国内外已报道的人参皂苷含有量与各种因素间的相关性研究有:皂苷含有量与粗纤维、脂肪、灰分、无机成分间的相关性［12］、6年生人参的根径与总皂苷含有量间的相关性［13］、利用不同养分组成来栽培的2年生人参的根质量、总皂苷含有量与单体皂苷含有量间的相关性［14］、叶绿素含有量与叶片皂苷含有量间的相关性［15］研究等。但是，到目前为止，试验所用的人参品种为混种，个体间差异较大，因而对分析结果产生的影响也较大。另外，许多科学家在皂苷定量研究分析方面，虽然以根质量、不同部位、年生等进行区分，但尽管是同一年生、同一根质量，其根径都有差异。本研究为了弥补上述缺点给研究分析带来的影响，采用同一品种进行了皂苷含有量与根径间的相关性研究。

1 试验材料、仪器与试药

1.1 试验材料 来自韩国忠南大学校人参圃内移植栽培的6年生连丰 (Yunpoong)作为供试品种。在韩国，高丽参品种连丰早在2002年被育成为品种并登录，其主要特性为多茎、主根短粗，圆筒状、产量高 (见图1)。

1.2 试验仪器 高效液相色谱仪［Futecs model NS－4000 apparatus(Daejeon，Korea)，配蒸发光检测器 ELSD Softa 300s］；PRONTOSIL NC色谱柱(250 mm×4.6 mm)；测径两脚器［Digmatic caliper CD－15CP(Mitutoyo Corp.Japan)］；冷冻干燥机(Model FD－8512，Ilshin Lab Co.，Ltd，Korea)；粉碎机 (WB－1，220 ～240V，820W，SANPLATEC CORP.)；超声波振荡器 (60 kHz，heat power 330 W；JAC Ultrasonica 4020，KODO，Korea)；旋转蒸发仪 (LABOROTA 4000 efficient，Heidolph Instruments GmbH ＆ Co.KG，GERMANY)。

图1 高丽参品种连丰Fig.1 Panax ginseng cultivar Yunpoong

1.3 试药、试剂 对照品人参皂苷 Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Re、Rf、Rg1、Rg2及 Rh1均购于中国药品生物制品检定所，乙腈为色谱纯，水为重蒸水，其余试剂为分析纯。

2 方法与结果

2.1 色谱条件 流动相A为水－乙腈(97∶3)，流动相B为20 mmol/L乙酸铵－乙腈－甲醇 (55∶40∶5)，流动相 C为水－乙腈 (10∶90)，A－B－C 不同比例梯度洗脱，0 min(100∶0∶0)、7 min(60∶40∶0)、12 min(48∶52∶0)、31 min(42∶58∶0)、50 min(25∶75∶0)、66 min(20∶80∶0)、84 min(15∶85∶0)、100 min(0∶100∶0)、112 min(0∶50∶50)、130 min(0∶20∶80)，体积流量0.8 mL/min，柱温35℃。

2.2 根径的测定方法及结果 供试材料用测径两脚器分别测定主根、支根、须根各部位中间位置的直径后，主根以42.0～44.0 mm、36.0～40.0 mm、27.0～30.0 mm、23.0～24.0 mm，支根以18.0～20.0 mm、13.0～14.0 mm、8.0～10.0 mm、6.0～7.0 mm，须根以3.0～4.0 mm、2.0～2.5 mm、1.0～1.5 mm再进行分类。区分好的根部各部位的中间位置按0.8 cm的厚度切成片状，主根和支根分别称取50 g、须根30 g，各部位定量称取3次，在－83℃的冷冻干燥机冻干3 d后测定干质量并算出参根干质量与鲜质量的比例 (简称干鲜比)。

干鲜比是人参的重要经济性状之一，也是确定人参适宜收获期的重要依据。研究表明，3～4年生的人参，由于生长年限短，干物质积累相对较少，干鲜比偏小；5年生的人参，生长年限相对较长，干物质积累相对较多，所以干鲜比有所提高。本研究测定了6年生连丰各部位的干鲜比随根径的变化，见表1。主根、支根、须根的干鲜比分别为29.0% ～31.8%、27.3% ～28.5%、23.7% ～26.9%，主根的干鲜比略高于支根和须根，同一部位的干鲜比随着根径的增大而增高。这种现象有可能是因为木质部在根部中所占的比率、组织稠密度等影响了干质量的变化。

2.3 样品的处理方法 将Shi等［16］的皂苷提取方法稍微进行变化。准确称取3 g供试材料至250 mL三角瓶，加入75 mL 70%乙醇溶解摇匀并置于超声波振荡器，在 (60±5)℃超声提取1 h。冷却过滤后残余试料再进行2次提取。将3次提取后的滤液加在一起用旋转蒸发仪在50℃减压浓缩后用25 mL重蒸水充分溶解并收回。

表1 6年生连丰根部各部位的干鲜比随根径的变化Tab.1 Changes of ratio of dry weight to fresh weight by root diameter with different root par ts of 6-year-old Yunpoong

皂苷定量分析前采用Choi等［5］的方法进行样品前处理。即先用5 mL甲醇激活C18固相萃取柱，后用5 mL重蒸水过渡，将体积流量控制在1 mL/min，待样液过柱后用5 mL重蒸水淋洗除去糖类，再用5 mL 20%甲醇淋洗除去脂类，最后用10 mL 90%甲醇洗脱，将洗脱液收集于20 mL量瓶中，定容后经0.45 μm聚四氟乙烯滤纸 (Waters，Milford，MA，USA)过滤后上机待测。

2.4 方法学考察

2.4.1 线性关系考察 精密称取人参皂苷对照品各适量，分别加水制成每1 mL含Rb11 mg、Rb20.125 mg、Rb30.025 mg、Rc 0.33 mg、Rd 0.033 mg、Re 0.4 mg、Rf 0.05 mg、Rg10.2 mg、Rg20.025 mg、Rh10.05 mg的溶液。精密吸取同一浓度的各对照品溶液0.25、0.5、1.25、2.5、5 mL于50 mL量瓶中，甲醇定容，摇匀；按上述色谱条件进样20 μL，以各皂苷的峰面积积分值为横坐标，以各皂苷的质量浓度为纵坐标进行线性分析，得回归方程和相关系数。结果，Rb1为y=239.20x+1.200，r=0.9998；Rb2为 y=295.08x+1.239，r=0.9992；Rb3为 y=474.34x+3.157，r=0.9997；Rc为 y=266.29x+1.157，r=0.9999；Rd为y=278.07x+1.173，r=0.9995；Re为y=296.24x+1.726，r=0.9982；Rf为 y=284.69x+1.452，r=0.9994；Rg1为 y=336.92x+1.475，r=0.9995；Rg2为 y=306.73x+5.118，r=0.9985；Rh1为 y=505.52x+1.265，r=0.9999，且各对照品的线性关系均良好。

2.4.2 精密度试验 精密吸取低、中、高3个质量浓度的样品，每个浓度设3个平行，连续5 d进行测定，峰面积代入标准曲线公式中计算浓度。以每种浓度水平的样品日内变化和日间变化来确定试验的精确度，结果日内和日间RSD分别为1.6%～3.4%、2.6%～3.5%，说明精密度良好。

2.4.3 稳定性试验 分别取同一供试品溶液，按上述色谱条件分别于0、2、4、6、8、10、12 h及24 h测定，考察样品溶液的稳定性。结果RSD为1.11%～1.78%，说明供试品在24 h内稳定性良好。

2.4.4 回收率试验 精密量取已知量的同一样品(20091008)1.5 g，加入精密量取的各人参皂苷对照品，按2.3项平行操作6份测定结果见表2。平均回收率在98.45%～99.72%，RSD为1.27%～1.72%说明本方法准确度较高。

表2 各组分回收率测定结果 (n=6)Tab.2 Recovery determination results(n=6)

图26 年生连丰的不同部位间 (A)、不同根径间 (B)的总皂苷含有量比较Fig.2 Comparison of total ginsenoside content by root parts(A)and root diameter(B)of 6-year-old Yunpoong

2.5 各部位的皂苷含有量随根径的变化 6年生连丰各部位的总皂苷量随根径的变化而变化，见图2。主根、支根、须根的总皂苷量分别为19.1、40.0、114.9 mg/g，各部位间差异较大。主根的根径在42.0～44.0 mm、36.0～40.0 mm、27.0～30.0 mm、23.0～24.0 mm时总皂苷量为15.5、19.4、19.8、21.6 mg/g；支根的根径在18.0～20.0 mm、13.0～14.0 mm、8.0～10.0 mm、6.0～7.0 mm时总皂苷量为28.8、33.2、37.7、60.4 mg/g；须根的根径在3.0～4.0 mm、2.0～2.5 mm、1.0～1.5 mm时总皂苷量为 96.7、124.9、123.3 mg/g。主根和支根的总皂苷量随着根径的减小而增多，尤其在支根表现得更为突出。须根也有相同的规律，但是根径小于2.5 mm时没有显著的变化。由此可以估算出主根、支根、须根的根径每减少1 mm时总皂苷量分别增加0.3、2.6、10.2 mg/g。

6年生连丰各部位的单体皂苷量随根径的变化而变化，见表3。除了Rg1外的各单体皂苷量及二醇型皂苷/三醇型皂苷为须根＞支根＞主根。随着主根根径的降低Rb2、Rf、Rg2量增多，Rb3、Rd、Rh1量没有变化；支根除了Rg1量随着根径的降低减少外，其余单体皂苷、二醇型皂苷/三醇型皂苷则增多；须根的Rg1量随着根径的降低减少，Rb1、Rd、Re、Rg2、Rh1量则增多。

表3 6年生连丰的单体皂苷含有量随不同部位、不同根径间的比较Tab.3 Comparison of ginsenoside content by root diameter with different root parts of 6-year-old Yunpoong

2.6 皂苷含有量与根径间的相关性 6年生连丰的皂苷含有量与根径间的相关性分析结果见表4。总皂苷含有量与根径间表现出高的负相关，其相关系数为－0.80；二醇型皂苷、三醇型皂苷及二醇型皂苷/三醇型皂苷也与根径表现出高的负相关，其相关系数在－0.89～－0.80；除了Rg1外的各单体皂苷与根径间表现出高的负相关，相关系数在－0.83～－0.70，而Rg1则表现出0.65的正相关关系。

3 讨论

人参皂苷被视为是人参中的活性成分，因而成为研究的目标。但是，到目前为止，绝大部分试验所用的人参品种为混种，个体间差异较大，因而对分析结果产生的影响也较大。Kim等［13］的研究表明，6年生人参的根径与总皂苷含有量间具有高的负相关，须根的总皂苷含有量较主根和支根多，但是没提及所用材料的根径范围，所以无法与本试验结果做直接比较。Christensen等［17］分析了西洋参根质量与皂苷量间的相关性，结果Rd与根质量间具有低的负相关外，其余单体皂苷与根质量间无相关性。

表4 6年生连丰的皂苷含有量与根径间的回归方程和相关系数Tab.4 Regression equation and correlation coefficient between root diameter and ginsenoside content in 6-year-old Yunpoong

Kim等［11］的研究表明，人参主根部位的皮层和木质部比例约为1∶1，支根部位的皮层和木质部比例为2∶1，须根部位中则几乎没有木质部，大部分为皮层。

本研究结果表明，须根的皂苷含有量约为支根的2倍，主根的4倍，各部位的皂苷含有量随根径的降低而增多。这可能是因为支根和须根的根径较主根小得多，所以皮层所占的比率在须根最大，随着根径的增大木质部所占的比率明显大于皮层所占的比率，随之皂苷含有量与根径间具有负的相关性。

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