人参茎叶中人参皂苷的提取、分离纯化及其药理作用的研究进展

刘海霞，刘 洋，郑文成

(吉林化工学院化工与生物技术学院，吉林吉林132022)

人参茎叶为五加科植物人参的干燥茎叶，人参茎叶的主要有效活性成分是人参皂苷类化合物，如人参皂苷Rg2，人参皂苷Rg3，人参皂苷Rh2等．人参茎叶中还含有丰富的多糖、多酚类化合物和黄酮类化合物．近几十年，人们分别对人参茎叶、人参花蕾、人参果实等部位进行了研究，结果发现除了人参的根部之外，人参的其它部位也含有人参皂苷等活性成分，而且人参茎叶含有人参皂苷的含量比根部更高［1］．人参根价格很高，需要花费5-8年的生长周期，而人参茎叶相对成本较低，因此人参茎叶提取人参皂苷等活性成分受到越来越广泛的关注［2］．人参茎叶具有补气，益肺，解暑，生津等功能，多用于气虚咳嗽、暑热烦躁、津伤口渴、头目不清、四肢倦乏等症．目前，其皂苷提取物多应用在药品、保健食品中［3］．

1 人参茎叶总皂苷提取方法及其分离纯化

1．1 醇提法

目前提取人参皂苷的方法有很多种，多使用不同浓度的乙醇作为溶剂，于杰［4］等在人参茎叶总皂甙提取精制工艺研究中，通过试验表明，人参总皂苷在75%乙醇提取时，提取率最高．但乙醇对叶绿素的溶解性较大，不易去除，影响提取物的质量．新型提取技术可以优化人参茎叶总皂苷提取制备工艺中的工艺参数，以提高人参总皂苷的提取率［4］．

1．2 酶法提取

近年来，酶法提取广泛用于中药有效成分的提取，相比于传统提取方法它具有的效率高、反应条件温和、专一性强等特点，已有多个中药品种如:黑果枸杞［5］、银杏［6］等应用酶法提取取得较好效果，说明该方法值得研究和推广．人参茎叶药材含有大量纤维素，故选用纤维素酶酶解细胞壁，使其中的有效成分充分暴露出来，以提高提取率．人参茎叶药材不同于根，其中含有大量的叶绿素，用有机溶剂会把这部分杂质也提取出来，采用水为提取溶媒，叶绿素因为不溶于水而被除掉，同时水溶媒更加符合环保和节约成本的要求［7］．吴清［7］等采用酶法提取人参叶中的总皂苷，提取率达 6．29%．

1．3 超声波辅助法

超声波是一种弹性机械波，克服了热浸法提取时间长，耗能大，很难有效破碎细胞，提取率低等缺点，有利于细胞内有效成分的提取．超声波提取法应用于许多植物有效成分的提取，具有操作简便、提取时间短，得率高等优点［8］．

季晓晖［9］以甲醇为提取溶剂，用超声波法从西洋参(Panax quinquefolium L．)叶中提取人参皂苷Re，通过高效液相色谱法测定人参皂苷Re含量，设计单因素试验和正交试验考察超声波频率、超声波时间、提取温度和料液比对人参皂苷Re含量的影响，优化提取工艺条件．结果表明，各因素对西洋参叶中人参皂苷Re提取率的影响由大到小依次为提取温度、料液比、超声波时间、超声波频率．

1．4 高压辅助提取法

超高压提取也称超高冷等静压提取，它是用100～1 000 MPa的液体静压力在常温下作用于药液上，使提取溶剂渗透到药物细胞内，在预定压力下保持一段时间使有效成分达到溶解平衡后迅速卸压，达到提取有效成分的目的．超高压提取效率高，能耗少，没有溶剂挥发，更加符合“绿色”环保的要求．

1．5 基质固相分散提取

传统提取方法多集中于基于大量溶剂的回流提取，而便利、省时、有机溶剂最小化是中药活性成分提取的趋势．基质固相分散提取提高了提取速度，减少了溶剂使用量，在很多药物提取上得到很好的应用．基质固相分散提取是将涂有多种聚合物的固相萃取材料与样品一起研磨，得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱，然后用不同的溶剂淋洗柱子，将各种待测物洗脱下来，影响提取效果的因素主要是分散剂材料和洗脱溶剂［10］．

石晓磊［10］等用基质固相分散提取法从人参茎叶中提取人参皂苷，其中的八种人参皂苷得率最高，且与回流提取相比，得率相当且更加实用．

1．6 人参茎叶皂苷的分离纯化

目前，国内外采用的新型纯化方法主要有:高效液相色谱法，高速逆流色谱法，凝胶柱色谱法，大孔树脂处理法．高效液相色谱法灵敏度高、选择性好，但其固相载体具有样品吸附、损失、污染等缺点;高速逆流色谱法处理量大、效率高，但存在灵敏度差，难以实现工业化生产的缺点;凝胶色谱法操作方便，但成本高，色谱柱的分离度比其他方法低，在皂苷的分离中应用较少;大孔树脂法成本较低、纯度高，应用广泛，尤其在皂苷中分离纯化更为常用［2］．本文就大孔树脂法在人参皂苷分离中的应用进行介绍．

大孔树脂近年来广泛用于苷类化合物的分离纯化，具有吸附容量大，吸附速度快，选择性好，再生简便等优点［11］．在苷类成分的提取液中，亲水性强的成分如糖类、鞣质等常与苷类同时被提出，利用弱极性大孔吸附树脂吸附后，很容易用水将糖等成分洗脱下来，用不同浓度的乙醇洗下被大孔树脂吸附的苷类，达到纯化的目的．大孔树脂对苷的提取液中除去糖和其他水溶性杂质是一个有效的方法，人参皂苷的分离多用此法［12］．

于杰［4］等采用大孔树脂法对人参茎叶提取液进行分离纯化，得到了高收率(87%)、高纯度(83．5%)的人参茎叶总皂苷．辛海量［3］等选择D101大孔吸附树脂进行树脂动态吸附性能考察，得到了人参皂苷提取物中的人参皂苷Re的含量大于20%，证明了大孔树脂法应用于人参皂苷的分离纯化简便易行，效果较好．谢丽玲［13］等采用正交试验设计对人参总皂苷的提取纯化工艺进行了优化，结果最佳工艺为，采用AB-8型大孔吸附树脂，以体积分数为70%的乙醇为洗脱溶剂，4倍树脂体积洗脱．彭拓华［14］等在最优条件下，乙醇洗脱物中人参总皂苷纯度达85%以上，人参总皂苷得率达65%以上，显示了大孔树脂法具有较好的纯化效果．姚海燕［15］等应用大孔吸附树脂纯化人参提取物中的人参皂苷，并对其工艺进行了优化．结果，采用X-5型号的树脂，上样液质量浓度为5．99 mg·mL－1，上样体积为2 倍柱体积，吸附流速为 1．1 mL·min－1，人参总皂苷纯度可达60%以上．

2 人参茎叶药理活性

大量研究表明，人参茎叶皂苷具有抗疲劳、延缓衰老、调节中枢神经系统、调节机体免疫力等作用［16］．

2．1 抗肿瘤

现代药理学研究表明，人参茎叶具有抗肿瘤的作用，其中抗肿瘤作用最显著的为人参皂苷Rg3和Rh2［17］．人参制剂只改善人机体内细胞等代谢，而不增加肿瘤组织的代谢，有利于机体增强免疫监视功能，抑制肿瘤细胞的核酸代谢及“封闭抗体”的形成［16］．

J．Wanga［18］等人发现，人参多糖能够诱导小鼠巨噬细胞，具有抗肿瘤活性．张晓文［19］等对C57/BL小鼠移植性肿瘤Lewis肺癌鼠施以6 h·d－1束缚模拟心理应激，测定GSLS对小鼠肿瘤抑制率和对免疫器官质量的影响以及对化疗药环磷酰胺(CTX)治疗效果的影响．结果，束缚应激组小鼠与对照组比较，肿瘤质量增加 40．82%(P＜0．01)，表明束缚应激状态下肿瘤生长明显;GSLS 100 mg·kg－1、200 mg·kg－1组与 CTX 联用组瘤重明显低于NS+束缚模型对照组(P＜0．05～0．01)，表明GSLS与化疗联用组肿瘤抑制率明显提高．GSLS+束缚应激组胸腺和脾脏质量分别增加13．41%、7．06%，表明 GSLS对免疫器官有增重作用．证明了人参茎叶总皂苷抗心理应激、增强免疫及抗肿瘤的生理作用．

2．2 增强免疫力

非特异性免疫、体液免疫和细胞免疫共同构成机体免疫系统．针对病原微生物侵袭和体内细胞变异，体液免疫和细胞免疫通过形成抗体或产生细胞因子等方式针对特异性抗原产生各种生物学效应［18］．

翟立娟［20］等探讨了人参皂苷对鸡的免疫能力的影响，结果表明:人参皂苷具有增强免疫的作用．

2．3 抗氧化

研究表明，氧化和多种疾病如心脑血管疾病，癌症等发病机理有关．机体依靠抗氧化防御系统来维持氧自由基的生成与清除这一动态平衡，但当活性氧的浓度过高，超过细胞的防御能力时，氧化损伤就会破坏细胞的结构和功能，从而影响机体健康［21］．超氧阴离子(O－2)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH·)和单线态氧(1O2)等都属于机体代谢过程中产生的活性氧族(reactive oxygen species，ROS)，正常情况下，产生和清除自由基处于动态平衡．造成氧化损伤的原因主要有自由基构成和抗氧化防御机制的失衡等［22］．人参茎叶中的人参皂苷能抑制脑组织各部分自由基的损伤，提高自由基清除酶的活性，因此人参皂苷具有抗氧化和延缓脑老化、提高记忆力的功能［16］．

Thiyagarajan Ramesha，Th．Ramesha［23］等通过药理实验得出，小鼠经过人参提取物的喂养后，抗氧化能力增强．Hyeong-Geug Kim［24］等通过临床证明，人参活性成分具有抗氧化活性，是很好的抗氧化剂．

2．4 降血脂和预防心脑血管疾病

心脑血管疾病具有四高一多即(发病率高、死亡率高、致残率高、复发率高、并发症多)的特点，即使是应用目前最先进、最完善的治疗手段，依然会有50%以上的脑血管意外幸存者不能生活完全自理［25］．微循环障碍、血栓形成是引起心脑血管疾病的主要因素．

刘瑞［26］等给老鼠喂食人参茎叶，证明了人参茎叶皂苷能够预防和治疗肥胖、脂肪肝和高甘油三酯血症．

2．5 抗菌消炎

炎症是一个复杂的化学反应．慢性炎症不但会导致器官和组织的炎症，还可能威胁生命健康．利用天然药物抵御炎症受到国内外学者的广泛关注［27］．

Souren Paul［27］等经过药理学实验得出:小鼠经过人参提取物喂养后皮肤炎症得到有效改善．姜淼等［28］报道，人参茎叶皂苷在体外对念珠菌有抑制作用．

2．6 抗疲劳

李凤林［29］等通过药理实验证明，人参茎叶皂苷能延长负重小鼠力竭游泳时间，降低血乳酸、血清尿素氮含量，说明人参茎叶皂苷对体力疲劳具有缓解作用．C．P．Wong［30］等组织了年龄在 18 岁到32岁的休闲跑步者进行实验，结果，摄入200 mg的人参1 h之后，人的耐久性能增加，脂解作用增强，心率缓解，血浆乳酸浓度降低，维持良好的健康．

2．7 抗衰老

彭彬［31］等通过建立三丁基过氧化氢构建神经干细胞体外衰老模型，探讨了人参皂苷Rg1延缓神经干细胞衰老的作用及机制，证明了人参皂苷Rg1具有延缓三丁基过氧化氢诱导神经干细胞衰老的作用．李庆章［32］等报道，人参茎叶皂苷可小鼠脑组织的抗氧化及能量代谢能力，改善因过氧化造成的脑组织损伤，逆转神经递质的代谢紊乱，保护脑组织，从而延缓脑衰老．程俊霖［33］等通过药理实验证明100 mg/(kg·d－1)人参茎叶总皂苷使衰老小鼠全血中CAT和GSH-Px活力显著升高，皮肤组织匀浆中SOD活力显著升高，MDA含量降低．证明人参茎叶总皂苷口服对D-半乳糖致诱导的小鼠皮肤衰老具有抗衰老作用．

2．8 其他

H．R．Ran［34］等给小鼠喂养人参皂苷提取物，小鼠辐射诱导异食癖有所改善，证明人参皂苷具有防辐射的功效．唐泽耀［35］在氯仿和乌头碱诱发的两种小鼠心律失常模型上，分别观察人参茎叶皂苷的抗心律失常作用．证明了人参茎叶皂苷对两种方法诱发的心律失常都具有对抗作用．H．J．Han［36］等通过组织志愿者进行了人参提取物对睡眠的影响的研究，证明人参提取物可以改善人的睡眠质量．刘菲［37］等研究发现，浓度为12．5 μg·mL－1的人参茎叶皂苷对毛囊间充质干细胞的促增殖作用最强，人参茎叶皂苷可能通过促进毛囊间充质干细胞增殖而促进毛发生长．

3 结 论

人参茎叶具有很高的药用及保健价值，不仅成本低，而且含有丰富的人参皂苷等活性物质．人参茎叶中的人参皂苷具有抗疲劳、延缓衰老、调节中枢神经系统、调节机体免疫力等作用，从人参茎叶中提取人参皂苷具有重要意义．对于人参皂苷的提取，国内外研究已经比较成熟，但对人参茎叶中的人参皂苷的提取研究较少，对人参茎叶中其他活性成分的提取及功效也有待深入研究．人参茎叶中人参皂苷的提取、分离纯化及其药理作用的研究在医药、保健食品等领域的发展占据重要的地位，也为人参茎叶的进一步研究与开发奠定了重要的基础．

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