陈 林,郭建鹏 *
(1.延边大学药学院,延吉133002;2.长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室(延边大学),延吉133002)
黑参为五加科植物人参 (Panax ginseng C.A.Mey)经九蒸九曝、反复蒸制烘干炮制得到的一种新型人参炮制品[1~2]。人参作为吉林省地理标志性产品[3],近年来在国内外健康产品市场上受到重视,多种人参炮制品成为功能食品的主要原料[4~5]。人参炮制品目前主要有生晒参、红参、大力参、活性参、糖参和蜜制参等,且相应的分等质量及皂苷类成分含量测定均有标准[6~13]。黑参作为人参的一种新炮制品,国内外对其标准及相关研究鲜有报道。现查阅相关文献,将国内外对黑参的炮制工艺、化学成分、药理作用及检测方法进行总结,为黑参的标准修订和黑参的进一步开发研究以及其相关产品的研究提供理论依据。
目前为止,国内外尚无公认的黑参炮制工艺规范,不同的研究者采用了不同的炮制工艺。黑参最广泛采用的炮制工艺是传统中药材的制作方法之一“九蒸九曝”,将鲜人参用蒸汽或其他方法进行蒸煮后晾干 (在98℃下蒸制 2~3 h,然后曝干),反复进行9次。蒸制过程中的温度和压力是影响黑参品质的重要因素。袁媛等[14]采用超高效液相色谱法分析黑参制作过程中人参皂苷的含量变化,发现黑参在不同蒸制温度、蒸制次数下非极性成分逐渐增多,极性成分逐渐减少。黑参中的有效成分会因为加工方法的不同而有所转变。Ban等[15]采用响应面法优化黑参的炮制工艺,得出黑参最佳蒸制温度是113.04℃、蒸制18 h、干燥温度为100℃、干燥8.03 h,这种炮制方法可增加酸性多糖与人参皂苷Rg3含量,减少苯并芘的含量。Sun等[16]将白参在98℃蒸制3 h相同条件重复9次,发现此炮制方法可增加低极性人参皂苷含量。Lee等[17]将人参在120℃下蒸制3次,每次0.5 h,然后将蒸制过的人参在葡萄酒中浸泡24 h,此炮制方法可增加稀有人参皂苷Rg3含量。Jo等[18]研究表明,黑参最适蒸制温度是80~120℃,干燥温度低于50℃,并且对黑参制作过程中苯并芘的安全含量进行研究,研究发现干燥温度会影响苯并芘的含量。刘冲[19]先用纳豆菌对人参进行发酵,发酵完成后对发酵参在高压蒸制下连续循环5次,得到黑参,结果发现,与白参相比黑参中稀有人参皂苷Rg2、Rg3、Rg6、Rh1含量明显增加。张雪伦[20]将干燥好的人参浸润在大蒜汁中12 h,放在压力蒸汽灭菌器中高温高压蒸制2 h,减压干燥,在40℃下干燥12 h,得到复方黑参,结果表明该复方黑参中稀有人参苷 Rh1、Rg3、Rh2及达玛烷苷元 PPT、PPD含量较高。
目前对黑参化学成分的研究多集中在皂苷类,且多为三萜类皂苷。按苷元的结构分为三类:一为原人参二醇类,主要有人参皂苷 Rb1、Rc、Rh2、Rg3;二为原人参三醇类,主要有人参皂苷 Re、Rf、Rg1;三为齐墩果酸型,主要有人参皂苷Rh3等。Kim认为黑参中主要人参皂苷为 Rg3、Rh2、Rh1[21]。 但 Seo认为 Rg3、Rk1、Rg5才是黑参主要成分[22]。人参在炮制过程中反复蒸曝导致常规皂苷成分被转化[23],致使黑参中的人参皂苷大部分转化为稀有皂苷。Bai-Shen Su[24]检测到黑参中有19种人参皂苷,发现其中RF4、Rg6、RF4、Rg6、Rk3、Rh4、20(S)-Rg3、20(R)-Rg3、20(S)-Rs3、20 (R)-Rs3、Rk1、Rg5、Rs4 和 Rs5 都是稀有人参皂苷。由于稀有皂苷含量增加,同传统的白参和红参相比,黑参有可能具有更强的抗肿瘤、抗炎、抗氧化、降低血糖等活性[23]。
多糖作为生命体的主要能源物质,参与各种生命活动。目前国内外对黑参多糖的研究较少,而对其他人参类多糖的研究相对较多。目前研究大多是根据人参多糖或者人参其他炮制品多糖来研究黑参多糖的成分。人参中含有38%的水溶性多糖和8%~10%的碱性多糖,主要含有葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸及半乳糖、少量鼠李糖和部分未知的戊糖衍生物等[25]。而黑参受温度等其它因素的影响,其多糖含量和种类也会发生显著变化。乔雪[26]对黑参多糖的总含量进行测定,发现黑参总糖含量比红参中的总糖含量少,而红参中总糖的含量比人参中总糖含量少。虽然黑参中的总糖含量有所降低,但是糖类仍然是黑参中主要的有效成分或辅助成分,具有增强免疫力、抗衰老、抗氧化等作用[27]。目前对黑参多糖的研究主要集中在含量测定方面,对黑参多糖的具体成分分析还有待深入。
黑参的化学成分除了皂苷、多糖类外,还含有挥发油、氨基酸、有机酸及酯类、含氮化合物、甾醇及其苷类、维生素类、黄酮类、微量元素等其他成分,但目前对其报道相对较少。由于炮制方法不同,与红参相比黑参中的某些化学成分减少,如微量元素仅有18种,其含量顺序为Mo 黑参中具有的抗肿瘤活性的成分多为人参次苷及苷元,目前研究最多的是Rg3、Rh2、Rh1及其苷元,其在促进机体抗肿瘤免疫方面起着显著作用。Zhang等[28]研究表明,人参皂苷 Rg3联合恩度(Endostar,EN)对乳腺癌(Breast carcinoma,BC)有更好的治疗效果。Liu 等[29]研究表明,20(S)-Rh2 对前列腺癌细胞有抑制作用。廖丹琼等[30]分别用MTT法和BrdU免疫荧光法检测人参皂苷Rg3对C6胶质瘤肿瘤干细胞增殖的影响,经研究发现人参皂苷Rg3对脑胶质瘤肿瘤干细胞的增殖具有明显的抑制作用。黑参的抗肿瘤作用主要是通过其皂苷成分抑制肿瘤血管生成、诱导肿瘤细胞分化、降低肿瘤细胞侵袭能力等途径来实现[30]。 黑参中较多化学成分均有增强免疫作用,如皂苷、多糖等。有研究报道黑参提取物能增加IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-10 和 TNF-α 的数量及 NK 细胞活性,减少由LPS引起的iNOS、COX-1和COX-2的表达,从而起到提高机体免疫的作用[22]。张才军等[31]研究发现人参皂苷Rhl作用于免疫功能低下的小鼠后,各剂量组小鼠的脾和胸腺指数、MФ吞噬功能、T淋巴细胞增殖作用均明显提高。宋利华等[32]对不同酸性的人参多糖进行分级,发现了各个级别的人参多糖能不同程度的促进小鼠脾淋巴细胞的增殖,提高机体免疫功能。史得君等[33]研究了黑参对昆明种雄性小鼠的抗疲劳作用。研究表明,黑参延长了小鼠爬杆时间,增加了小鼠肝糖原含量等,产生了显著的抗疲劳效果。 黑参中某些特有化学成分具有改善血液流变学、抑制血栓形成、改善微循环和抗凝血等作用。如李世征等[34]观察黑参对急性血瘀模型大鼠血液流变性和实验性血栓形成以及小鼠出凝血时间和耳廓微循环的影响,结果发现黑参能够抑制血栓形成,改善血液流变学,其机制可能是通过内源性凝血途径、外源性凝血途径、凝血共同途径以及降低血浆中纤维蛋白原的含量来抑制血液的凝固,从而达到抗血栓的效果。 除此之外,黑参中其他特有的化学物质也具有多种药理活性,如抗炎、抗应激、抗氧化和神经保护等[35~36]作用。Lee等[37]研究发现黑参通过抗氧化作用能抑制乙醇引起的胚胎畸形。还有研究表明黑参中的人参皂苷Rg3、Rg5、Rk1通过抑制胆碱酯酶,可修复由乙醇引起的记忆损伤,起到神经保护的作用,用来治疗阿尔茨海默氏症[38]。张晶等[39]研究发现 20(R)-人参皂苷Rg3、20(S)-人参皂苷 Rg3、人参皂苷 Rg5 和 Rk1 能提高小鼠的认知能力,具有益智活性。Kim等[40]发现黑参提取物有比较多的生物活性,服用黑参提取物可以显著降低血糖,可以用来开发治疗糖尿病的新药。高戎等[41]认为人参皂苷Rg5可以改善脓毒症引起急性肝损伤时的炎症,发挥肺保护作用。目前针对黑参药理作用的研究多集中在药效学范畴,对于黑参中特定的功能分子及其作用机理还有待于深入挖掘。 近年来,黑参中皂苷类成分的分析检测方法发展迅速, 如 TLC、HPLC-UV、HPLC-ELSD、HPLC-MS 等均有报道。有研究表明,有些结构相似的或紫外吸收差的人参皂苷,不适用于HPLC-UV法[42~44]。与之相比,HPLC-ELSD法只与溶质浓度有关而与光学性质无关,可以用于各种人参制品中人参皂苷的检测[45]。孙佰申等[1]采用HPLC-ELSD对“九蒸九曝”法炮制前后样品中皂苷单体含量进行比较分析,同时测定了7个极性和12个非极性皂苷单体含量。结果表明,与白参相比,黑参中非极性皂苷和奥克梯隆型(Ocotillol type)皂苷显著增加,而极性皂苷显著减少。Fuzzati等[46]用HPLC-ELSD法检测出亚洲人参中25种人参皂苷,而Sun等[47]认为Fuzzati等人对黑参中一些极性低的皂苷成分没有检测到,他们加以改正,同时测定了黑参中19个人参皂苷成分。目前对于黑参中皂苷类成分检测方法较完善,而对于其他活性成分的检测方法还有待于进一步探讨。 通过对黑参的炮制工艺、化学成分、药理作用及检测方法等方面的综述,发现在该领域尚存在一些问题。a.黑参的原料、炮制工艺等尚无统一标准,亟待建立;b.对黑参中稀有人参皂苷的体内代谢研究匮乏,已有研究尚无法阐明其皂苷在体内完整代谢的过程及作用机制;c.对黑参除皂苷外其他化学成分和标志性成分的研究还不够全面,缺乏对检测分析方法的深入探讨;d.以活性成分为依据的黑参质量评价标准鲜有研究。 作者在对吉林省“延边黑参”进行研究的过程中(延边黑参是以吉林人参为原料,以传统“九蒸九曝”炮制工艺制得,通体色泽乌黑、质地坚韧),发现延边黑参富含人参皂苷Rg3,含量超过吉林省地标的2倍以上[2]。在对延边黑参中标志成分稀有皂苷Rg5、Rk1进行含量测定时,考察了超声法、回流法、药典人参提取方法3种样品前处理方法,结果表明以超声法作为前处理法,样品中待测成分含量最高且前处理时间最短,此结果可为黑参地方标准修订提供理论依据。 应加强黑参的炮制工艺、化学成分和药理作用等方面的探索研究,将几方面的研究结果系统化,建立完整的质量评价标准。该质量评价标准应与主要药效相关,从药效出发,选择对应的活性成分作为指标,围绕活性成分的组成和含量制订多指标体系。可结合中医的“五色五形”理论(黑色能入肾经,益肾、强肾,故黑参可能具有补肾、壮肾之功效),重点开展黑参对肾病的药理作用研究。此外,还应将黑参与鲜参、白参、红参等五加科人参属的植物进行化学成分、药理活性等的横向对比,为进一步研究及开发黑参及其相关人参产品提供理论依据。3 药理作用
3.1 抗肿瘤作用
3.2 增强免疫作用
3.3 抗血栓作用
3.4 其他作用
4 检测方法
5 结语与展望