西洋参药材质量评价研究进展

程珂清，王崇旭，徐童，林莺，周洁，董鹏，李黎明，于京平*

(1.滨州医学院，山东 烟台264003；2.济南大学，山东 济南250001；3.威海市文登区西洋参产业办公室，山东 威海264200；4.威海市文登区农业局，山东 威海264200)

西洋参为五加科植物西洋参(PanaxquinquefoliumL.)的干燥根，性凉，味甘，微苦，具有补气养阴，清热生津等功效[1]。西洋参具有人参的补性而无人参的燥性，应用范围较广，既是上等中药也是滋补圣品。西洋参原产加拿大和美国北部，我国西洋参1975年引种成功，目前形成吉林、山东和北京三大种植地。中国为西洋参生产和消费大国，与美国和加拿大三分国际西洋参市场。以西洋参为原料的药品、保健品应用广泛，涉及丸、散、膏、丹、汤、片等各种剂型，如西洋参口含片、西洋参蜂王浆、西洋参胶囊、花旗参茶等。中药材质量是影响药品质量及疗效的最直接和最重要的因素之一。目前西洋参药材需求量大增，但市场价格高昂，质量标准相对模糊，不法商人常以次充好、以假乱真，使西洋参市场鱼龙混杂。为保证药品安全有效和稳定可控，药材质量评价成为西洋参众多研究方向中的热点。本文对影响西洋参药材质量的主要因素如产地、采收期和干燥方法等方面进行综述，以期对未来西洋参药材质量评价研究提供借鉴。

1 西洋参药材质量评价研究现状

1.1 不同产地间的药材质量差异

生境、遗传变异以及遗传与环境互作等因素对中药材质量均具有一定影响。西洋参原产加拿大及美国，北美原始森林为西洋参自然选择生长地[2]。我国西洋参1975年引种成功，经过淘汰筛选，目前中国西洋参产区主要有北京怀柔、吉林、辽宁、黑龙江、山东(文登、荣成)、陕西等地。对不同产区西洋参化学成分的比较主要集中在各种人参皂苷、挥发油、氨基酸、糖类、脂肪成分、无机元素等方面。李岚等[3]比较了美国威斯康星州、吉林抚松、北京怀柔和加拿大的西洋参的皂苷组成及含量，得出国内外不同产地的西洋参主要化学成分基本一致，但含量存在差异的结论。杨修仕[4]研究发现加拿大不同产地西洋参皂苷总量差异较小，药材品质较为稳定，国内引种的西洋参在单体皂苷和皂苷总量方面与原产地美国、加拿大没有明显差异。张丹等[5]对吉林、辽宁、山东、加拿大等4个产区的西洋参药材进行人参皂苷Rg1、Re、Rb1、Rc、Rg2、Rb2、Rb3、Rd含量测定，建立HPLC指纹图谱并进行模式识别，结果发现辽宁和加拿大产可聚为一类，山东和吉林产则呈现多样性，分析其原因可能是由于我国引种的西洋参种子多为天然混杂品种，非单一纯合种，种源与种质资源混杂及栽培地生态环境多样化导致西洋参个体间差异较大。周海燕等[6]进一步比较了国内外西洋参药材中皂苷含量，结果显示相同等级规格的西洋参中人参皂苷 Rg1、Re、Rb1的总量以文登、怀柔两个产地较高，文登产西洋参含人参皂苷总和居各产地首位。西洋参挥发油为黄色油状液体，具有浓厚的香气。郑友兰等[7]比较发现，各产地西洋参挥发油得率波动范围在0.040%～0.097%,得率由高到低依次为黑龙江(五常)大于抚松大于黑龙江(穆棱)大于河北大于美国大于加拿大等于集安大于陕西；黑龙江穆棱产西洋参所含倍半萜种类与美国产相近，国内其他产地西洋参所含倍半萜种类与加拿大产相近。进口与国产西洋参中碳水化合物含量没有明显差异[8]，均含有16种以上氨基酸，但总量不同，陕西南郑产氨基酸总量最高，加拿大和美国产分列第10和第14位[9]。杨修仕[4]系统比较研究中加两国24个不同产地西洋参的营养功能成分，结果表明吉林白山抚松产粗多糖含量最高。无机元素方面，国产西洋参除Mn稍低外，Mo、Mg、B、Ca、Sc、Zn等23种元素均高于进口西洋参[10]。重金属元素方面，国产西洋参整体含铅量相对低于加拿大，但变异系数却大于加拿大，这是由于我国不同地区土壤中Pb的含量水平存在较大差异，导致国内不同产地西洋参中各重金属元素含量差异较大[4]。药理作用方面，张树臣等[11]得出了不同产地西洋参抗缺氧活性基本一致的结论。在抗氧化能力方面北京西洋参提高SOD活性和降低MDA含量效果最好，黑龙江西洋参提高GSH-PX活性效果最佳，在免疫调节能力、抗衰老方面，黑龙江、山东、陕西和北京等地西洋参效果均优于美国[12]。西洋参受土壤、气候、施肥等栽培环境的影响，人参皂苷的组成及含量有一定差别，我国西洋参均为人工栽培，其质量受产地和生态环境影响较大。中药栽培存在着栽培区域广、产地生态环境差异大、生产方式不一致等现实状况，提示我们在西洋参引种过程中应避免盲目引种，应充分结合西洋参原产地的生长环境合理选择国内栽培地，并建议在比较活性成分的基础上增加生长环境对西洋参功效、药理作用的深入研究。

1.2 采收期对药材质量的影响

早则药势未成，晚则盛势已歇。中药材的适时采收对保证中药材产量质量有重要意义，若采收期适宜，则可使中药材中的药用部分产量和有效成分含量都达到较高水平，充分保证中药材的药用价值。西洋参活性成分积累随时间的动态变化是药材质量评价中的研究重点之一，确定西洋参药材的合理采收期能够为西洋参种植及相关医药工业生产提供理论依据。目前国内西洋参采收年限有三年和四年。陈红军[13]对黑龙江宝清西洋参进行最佳采收期研究，认为第4年的9月上旬采收的西洋参折干率和人参皂苷含量同时达到较高水平，与5年株龄的西洋参无明显差别。另外西洋参在第5年极易感染病虫害，且从经济成本考虑还多一年的田间管理等费用。许云章等[14]以加拿大产西洋参为研究对象发现，3～5年生各月的皂苷组成和含量变化没有明显的界限划分；结合考虑栽培种植成本、遭受涝害和病虫害的风险，认为从3年生9月开始西洋参根可以视为同等质量。王铁生等[15]以室内5年大棚西洋参为材料，研究发现总皂苷含量从8月25日到9月25日基本上是下降趋势，而9月25日后呈上升趋势；而总糖含量的变化与总皂苷含量有相反的趋势。尹春梅等[16]研究发现西洋参总皂苷含量按采收期均可聚为2类：4～6月份的为一组，7～9月份的为一组，7～9月组的总皂苷含量明显高于4～6月组。由此可以看出不同季节采收对西洋参功效、化学成分、药理作用会产生影响。由于西洋参种植方面投入比较多，在确定西洋参合理采收期时除了考虑产量、有效成分含量以外，需要对不同生长期西洋参种植过程中农药、肥料、人工、物料费等进行投入产出分析，并考虑种植过程中气候、病虫害等不确定因素可能引起的减产。

1.3 干燥方法对药材质量的影响

我国西洋参的种植面积及总产量为世界之首，但成品质量欠佳，缺乏规范科学的产后干燥加工方法是重要原因之一。目前国内外加工西洋参都是采用晒干、烘干或远红外干燥的方法将其加工成原皮西洋参[17]。丁之恩等[18]采用扫描电镜对应用冷冻干燥、真空干燥、传统烘房干燥、微波干燥4种加工方法的原皮西洋参进行了观察，在色泽、结构以及内含物有效成分等方面进行综合比较，发现西洋参干制品质量优良由高到低的顺序为：冷冻干燥参、真空干燥参、烘房干燥正常参、微波干燥参。黄朝晖等[19]采用26、32、38、44、50恒温热风和远红外变温干燥西洋参，探讨了不同温度和方法对西洋参干燥速度和外在质量的影响。结果表明变温远红外条件下干燥的西洋参质量最好。周婧[20]研究发现在干燥加工过程中，西洋参药材中酸性皂苷一部分转化为相应的中性皂苷，中性皂苷的含量上升，酸性皂苷含量下降，但总皂苷含量在干燥过程中呈下降的趋势。淀粉是西洋参根中最主要的储藏物质，在干燥过程中淀粉和还原糖之间存在着互相转化。程轶梦等[21]对西洋参采用传统烘箱干燥，考察比较26、32、38、44和50 ℃等5个恒定温度下西洋参糖类成分含量，结果发现38 ℃处理还原糖含量均最高，粗淀粉含量相应地较其他处理低，说明38 ℃转化率最高，有可能是淀粉活性酶在38 ℃较高所致。干燥方法的不同可能会导致西洋参结构、有效成分含量出现变化，鲜西洋参的冷藏、水洗、干燥过程中的温度和湿度都是西洋参干燥过程中的重要因素。合理科学的干燥方法可以减少枯枝和红眼圈等现象的发生，确保最佳加工质量。

1.4 市售西洋参药材质量调查

国产西洋参等级规格基本上按长度指标分成长、中、短支。参商在分等时兼顾长度和直径，在同等长度下直径较粗的样品，灵活掌握等级划分。商品等级的划分与评价处于药农及药商自发划分与市场自定义阶段，没有形成统一规格等级[22]。对河北省安国市药材交易市场上流通的不同商品规格西洋参药材质量差异进行研究，检测人参皂苷 Rg1、Re、Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rd 含量，发现吉林、辽宁产部分西洋参不符合药典规定。张丹等[23]认为所收集的西洋参药材质量与产地信息相关性较大，而与传统商品规格特征差别较小，说明西洋参药材传统商品规格的划分具有一定的局限性。张南平等[24]研究发现西洋参主根长度、直径与一些化学成分之间具有显著的相关性，可为商品等级评价研究提供参考。由于物种、产地、采收时间等因素可能会造成市售西洋参药材质量出现较大差异，建议制定西洋参药材质量标准时，需要考虑到质量标准适应大生产的实际情况。

1.5 药材评价的标准由单一成分到综合评定

关于西洋参药材质量的评价，在2015版《中国药典》中仅规定了来源、性状、水分、总灰分、重金属及有害元素、农药残留等项目的检查以及薄层色谱鉴别、浸出物测定、含量测定。含量测定仅对Rg1、Re、Rb1进行量化标准，规定Rg1、Re、Rb1三者总量不小于2.0%。早期关于西洋参药材质量的研究多集中于单体皂苷成分的比较，但随后的研究发现西洋参中还含有大量的酸性皂苷类成分，约占总皂苷的1/3，在一定的条件下容易转化为相应的中性皂苷等，进而影响中性皂苷的含量测定结果。周婧[20]将酸性皂苷增加为指标性成分，同时建立西洋参HPLC指纹图谱，更全面地评价西洋参内在质量。因此，仅以中性皂苷为指标测定西洋参的质量是不全面的。但除了Rg1、Re、Rb1三者总量在药典中规定其量不得低于2.0%外，其余成分量的标准还没有统一观点和确切的数值，有待进一步研究的开展。

2 西洋参药材质量研究中存在的问题及未来发展方向

2.1 产地研究

国内引种的西洋参在单体皂苷、总皂苷、挥发油含量方面与原产地美国、加拿大西洋参没有明显差异，但出现的国产西洋参有效成分含量地域差异较大的问题，可能与栽培技术、土壤状况等有关。同时，目前开展的产地研究存在一个普遍性的问题，即由于多数西洋参样本采购于药材市场而非产地，商家提供的产地信息可能不实，导致药材质量评价结果失去意义。因此，建议今后的产地研究中样本可直接从原产地采购，确保产地信息的真实性。

2.2 采收时期研究

总体上看，目前国内各个西洋参种植基地采收年限为3年到5年不等，各地区根据气候差异采收时间在9月中旬到10月中旬[14,25]，最佳采收期的确定要综合考虑质量和产量。中药材质量的好坏与有效成分含量的高低密切相关，今后的药材质量评价研究中，分析样本必须保证采收期一致。由于个体农耕式生产方式依然广泛存在，西洋参药材生产者习惯依据经验判断，以月份或季节作为时间尺度进行考量，没有考虑不同地域的环境差异、气候的年际变化等对药用物质形成和积累的影响[26]。今后我们有必要对西洋参的采收期进行系统研究，除了考虑产量、有效成分含量以外，需要综合考虑种植过程中农药、肥料、人工、物料费等投入产出，并充分考虑种植过程中气候、病虫害等不确定因素，建立综合评价模式。

2.3 产后干燥研究

除栽培、管理等因素外，缺乏规范科学的产后干燥加工技术是西洋参药材质量欠佳的重要原因。国内外西洋参加工方法主要有晒干法、烘干法[17]。日晒方法受天气影响较大且产品的卫生指标难以保证[27]。传统的烘房热风干燥温度较高，严重地破坏了活性成分[28]。新兴的冷冻干燥法所得的产品质量得到了很大改善，但由于能耗大、成本高，阻碍了这项技术的广泛应用[29]。近年来微波技术、超高压杀菌技术、超临界萃取技术也应用于西洋参采后加工，多种方法各有利弊。不同加工方法会对药材产量、质量产生一定影响，为了使研究结果具有可比性，今后的药材质量评价研究中分析样本必须保证采后加工方法一致。

2.4 市售西洋参药材质量研究

由于物种、产地、采集时间不统一，遗传基础、生长气候和生态环境等因素均不相同，造成市售西洋参药材质量差异较大。西洋参主要进行剪去侧根、根须和芦头等简单加工处理，主根部分则根据尺寸、形态分成不同等级。目前西洋参药材商品规格的划分主要是依据市场销售情况、消费者的购买习惯及西洋参加工后的形态特征，根据长度结合单支质量，兼顾产地等进行划分。西洋参不同商品规格等级缺乏统一规范的质量评价标准[22]。西洋参的伪品主要是用中国人参加工的“生晒参”，多从广州等口岸改换包装与商标后倒流内地市场，究其根源是西洋参的价格远高于中国人参[30]。由于西洋参原产地为北美，多数消费者对进口西洋参情有独钟，市场上也有国产西洋参冒充进口西洋参的现象。为保障西洋参的药材品质，建议以传统性状鉴别为基础，内在指标成分含量为核心，安全性指标限量为保障。药材质量研究应为药材市场的规范和中药现代化服务，修订现行西洋参商品规格等级质量标准具有现实必要性和战略意义。

2.5 西洋参药材评价标准研究

大量的西洋参药材质量研究为西洋参的安全应用提供了可靠保障，但也存在突出问题：由于药材药效是多种成分协同作用的结果，采用某种或某几种有效成分的量作为中药质量评价标准的方法不够充分、科学，也难以为中医药理论所接受，因此制定既符合中医药理论，又能为现代医学所接受的规范化质量标准迫在眉睫。应尽快建立系统的西洋参药材的质量评价标准，考虑引入质量整体评价技术，为国产西洋参质量的稳定、可控和达到国际市场准入标准奠定理论和方法学基础。

3 结语

药材质量控制是中药生产过程中存在问题最多的环节。中药材药效是多种成分协同作用的结果，仅仅采用某种或某几种有效成分为指标评价中药质量不够科学、客观。今后的质量评价研究应保证采收期、加工方法等因素一致，注重分析样本的全面性和代表性。西洋参药材质量的理论基础研究应指导药材的种植、采收加工，服务于药材市场的规范。