杨文婧 田鑫雨 金悦 崔福顺
(延边大学,吉林 延吉 133000)
我国为人参主要产地,其中东北三省的人参产量为全国的80%。人参花又名“神草花”,为五加科植物人参属植物人参的干燥花蕾,4a人参才能开花,且1颗人参1a只开1朵花。人参花采摘期短,营养丰富,素有“绿色黄金”之称。近些年,科研学者为高效利用人参的地上部分,相继对人参茎、叶、果的功效成分展开了深入研究,特别是对人参茎、叶、果等中皂苷类研究较多。现有研究已证实人参花富含大量功效成分,其皂苷含量高出人参根5倍之多。
20世纪80年代,邵春杰等[1]研究发现,人参的营养主要集中于花蕾,并不是传统观念中的根部;杨明等[2]等研究人参花食用安全性时得出,人参花属于实际无毒物,未见遗传毒性,长期服用安全的结论。
目前,对人参花中皂苷类物质的研究较多。1976年,Yahara S等[3]成功提取出3种人参皂苷,分别是Rd、Re和Rg1。1998年,邱峰等[4]从人参花中提取出15种化合物,通过鉴定的高达11种,其中,9种为已知皂苷,3种为新皂苷。2003年,国外学者Wang H X通过实验研究提取到了一种核糖核酸酶。2007年,Yoshikawa等[5]提取了6种新的三萜型皂苷,通过鉴定发现7种已知皂苷。
人参皂苷是人参花中的最重要的功效活性成分之一。Re和Rg1这2种皂苷具有促进智力发育的功效;并且经鉴别发现其含量占人参总皂苷含量的41.07%和10.47%。焦传新等以Re和Rg1含量为检测变量,对人参皂苷的提取工艺进行了改进与优化,通过正交实验法得到研究结果,当料液比为1∶12、提取次数为3次、提取时间为1h时提取率最高[6]。
徐斐等[7]采用色谱技术对人参花的醇提物进行分离纯化,并根据理化性质和波谱学数据对化合物进行结构鉴定,结果发现,从人参花70%乙醇水溶液提取物中分离得到11个化合物,其中化合物20(S)-人参皂苷Rh1、20(S)-原人参三醇、达玛-20(21),24-二烯-3β,6α,12β-三醇、达玛-(E)-20(22),24-二烯-3β,6α,12β-三醇为首次从人参花中分离得到。李沙沙[8]对人参花蕾水层部分分离纯化发现了56个化合物单体,经过结构鉴定发现7个新的化合物。
陈瑞战等[9]以人参花为提取原料,通过实验对比优化微波法在一定条件下可提取到约为4.3%的多糖,这种方法最大优势在于操作时限短、提取质量高,是名副其实的绿色提取技术,提取的多糖可用于美妆、保健等产品研发中。
王冰清[10]等利用DEAE-Cellulose柱层析分级,成功提取到1个中性糖级分GFLN和4个酸性糖级分;经分析后发现,中性糖GFLN的提取率最高,通过分级醇沉获得了GFLN-I、GFLN-II、GFLN-III和GFLN-S 4个级分;其中,GFLA-2经DEAE-Sepharose Fast Flow分级生成5个级分。韩丹将酸性级分GFLA-1通过Sepharose CL-6B处理生成了2个级分。至此人参花多糖的系统分级和结构研究较为完整[11]。
黄酮类化合物是药用植物中最具有标识性的物质,具有多重功效。都宏霞等[12]为了得到微波辅助提取人参花黄酮的最佳工艺,通过单因素实验得出响应面优化条件,利用构建数学模型确定出了人参花黄酮最佳提取参数:微波功率800W、时间30s、乙醇质量分数为54%、料液比1∶21。该实验为人参花黄酮的研究奠定了重要的基础。
挥发性成分具有2大显著特性,易挥发和极性低。一般采用气相色谱-质谱进行含量测定。但这种方法不适用于酯、酚等中极性的化合物。
肖阳等[13]采用响应面法优化以固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)技术萃取人参花挥发性成分的工艺,构建了由各因素参与的回归模型。经验证分析得知,该模型具备可行性。
目前,挥发油提取方式主要有2种,水蒸气蒸馏和超临界CO2萃取。后者凭借无污染、提取纯度高等优势受到了广泛关注。王恩鹏等[14]利用气相色谱-质谱联用技术检测提取物及酸催化的人参花脂肪酸衍生物,结果得出,CO2萃取法提取到的活性物质性能更稳定,能够客观、真实地反映化学组分。因此这种新萃取技术具有广阔的工业前景。
人参花中富含绿原酸,刘松长等[15]建立以高效液相色谱法测定人参花中绿原酸含量的方法,色谱柱为ODS-C18(250mm×4.6mm,5μm),流动相为乙腈-0.5%磷酸溶液(30∶70),流速为1.0mL·min-1,检测波长为326nm,柱温为25℃。绿原酸在0.4~4.0μg与峰面积积分值呈良好的线性关系(R=0.9991);平均回收率为99.28%,RSD=1.46%(n=6)。
近年来,酒精性脂肪肝一直处于高病发之势。酒精性脂肪肝病症早期发展阶段,是长期饮酒造成生物酶活性异常,使肝细胞出现不同程度的脂肪变性,会发展成为不可逆的酒精性肝炎或酒精性肝硬化。安松兰等[16]探讨了人参花乙醇提取物对酒精性脂肪肝的保护作用机制,利用雄性SD大鼠,随机分为正常对照组、模型对照组及人参花乙醇提取物给药组;健康参照组和模型参照组均灌胃生理盐水,人参花乙醇提取物给药组灌胃给予人参花乙醇提取物300mg·kg-1,1次·d-1,共10d;实验结束后,处死大鼠取肝组织,通过HE和油红O染色进行组织形态学观察,利用real-time PCR法测定SREBP1c、FAS、SCD1、GPAT、过氧化物酶体增殖剂激活受体(PPAR-α)及脂肪酸转位酶(CD36)的基因表达水平,得到人参花乙醇提取物对大鼠酒精性脂肪肝具有保护作用的结论。
人参花皂苷已被证实是人参花最重要的成分,能减少胃液分泌,缓解胃酸酸度,改善酶活性,因此在防治胃溃疡上具有显著疗效。丘佳玲等[17,18]通过实验将小刺猴头菌接种于人参花固体培养基中发酵,获得猴头人参花菌质。建立无水乙醇致小鼠胃溃疡模型,观察3种模型对小鼠的胃溃疡面积及对溃疡抑制率的影响。证实两者联合使用比单一用药效果更好;同时猴头人参花菌质不仅能加快胃壁血液循环,还能促使受损胃黏膜快速恢复,在治疗急性胃溃疡上具有显著效果。
金洪键[19]等以力竭游泳为造模手段造成气虚血瘀大鼠模型,并将人参根提取物组与各剂量人参花提取物组与模型组比较发现,全血黏度与血浆黏度间的差异相对比较大,得出人参花提取物可显著改善血液黏滞状态、促进血液流动,起到活血化瘀的功效。
林楠等[20]通过对小鼠负重游泳时间、血乳酸、肌糖原等相关指标检测,围绕人参花提取物与小鼠抗疲劳间的作用机制展开了深入研究,得出,人参花提取物0.8g·kg-1剂量组和人参花提取物0.6g·kg-1剂量组能显著延长小鼠负重游泳时间;升高肌糖原和肝糖原的储备;明显降低运动后血乳酸水平,其中人参花提取物0.8g·kg-1剂量组效果最佳。同时猜测实验过程中小鼠负重游泳时间延长根源在于Rm7cd,泳后20~50min是血乳酸恢复期,通过观察血乳酸的变化可确定疲劳是否消除。人参花提取物能快速下调血乳酸,避免乳酸大量堆积,从而有助于加快疲劳恢复。
王本祥等[21]研究了人参茎叶和人参花皂苷对肿瘤的抑制作用。实验设计为给5种肿瘤小鼠注射以生理盐水配制的不同浓度的人参茎叶皂苷和花皂苷药品,1次·d-1,连续给药7d或10d。结束给药后处死动物,称瘤块重量。如果得出人参茎叶皂苷和人参花皂苷无论腹腔注射或口服,均对S-180有明显的抑制作用,对其它实验肿瘤效果较差。两者均能增强环磷酰胺的抗肿瘤作用,均能增强正常及荷瘤小鼠的网状内皮系统的吞噬功能。
万茜淋等[23]研究结果表明,在-DPPH清除方面,人参花多糖与维生素C的抗氧化活性基本相近;在羟自由基清除方面,人参花多糖的性能优势明显高于维生素C。表明人参花多糖不仅在金属离子螯合方面具有很强优势,还具有很强的还原能力。
研究表明,人参在阻碍老化指标表达、缓解氧化应激损伤、阻碍氧化应激信号转导方面具有积极效用,而且人参皂苷在延缓衰老方面起实质性作用。田雅娟等[24]通过建立BALB/c小鼠皮肤光老化动物模型,对人参花软膏与UVB所致皮肤损伤间的修复机制展开了研究,结果发现,相较于模型组,人参花软膏中高剂量组的皮肤损伤得到了显著修复,可强化皮肤的抗氧化酶SOD活性,有效抑制MDA产生。
郑维玲[25]通过大鼠离体工作心脏模型、冠状动脉结扎法建立大鼠心肌缺血模型、血小板聚集等多种可行且有效的方法,证实人参花总皂苷在动物血液动力学中起到了积极的调节作用,不仅提高了心肌收缩力,还改善了心输出量。其在防治心机损伤方面也起到了积极作用,具体表现为可抑制心肌肌酸激酶、乳酸脱氢酶含量,促生超氧化物歧化酶含量。除此之外,人参花总皂苷还能有效预防血栓形成。
王冰清[10]等对人参花水溶性粗多糖进行柱层析分级,用HPLC法验证多糖级分后用红外光谱分析等方法对其进行结构研究,得出人参花多糖的各级分中GFLA-2GFLN-II级分多ConA/LPS诱导的T/B淋巴细胞均表现出强烈的刺激作用;GFLA-4对ConA诱导的T细胞产生了显著的刺激影响。而相关研究也进一步证实,GFLA-4对于ConA诱导的T淋巴细胞具有增殖作用。
陈长武等[26]利用人参花丰富的营养和保健价值,通过去苦技术对人参花提取液进行处理,使人参花微苦的口味和独特的气味得到保持和改良,同时配以蓝莓汁和木糖醇,通过正交试验确定最佳配比,研制成良好风味且营养丰富的保健饮料。任保国等[27]也利用同样的原理研发了人参花苹果汁保健饮料。林晓琳[28]以人参花和大枣为原料,利用超声波辅助提取人参花,利用富含皂苷的提取液,辅以大枣汁,加工成复合型饮料,获得具有提高人体免疫力、养血安神、缓解更年期综合症等功能的饮品。林和兴[29]将菊花与人参花配比结合制成人参花菊花复合清凉饮料,其功能可互补与增效,口感、风味等易于相互协调。
除了人参花饮料外,1982年李秀荣[30]研发了人参花啤酒。人参花啤酒除了具有普通啤酒的特点外,还含有人参花中的有效成分——人参总皂苷的浸出物。该产品口味纯正,具有浓郁酒花与人参的苦香味的独特风格。
除食用功效外,田雅娟等[24]利用含皂苷活性物质、氨基酸、微量元素等成分丰富的人参花研发制作人参花软膏。人参花软膏在修复皮肤损伤上具有显著效果,具体表现可强化皮肤的抗氧化酶SOD活性,有效抑制MDA产生。究其原因在于Nrf2 mRNA过表达发挥了关键作用。
人参花中功效成分较多,但主要以人参皂苷及其转化物、脂肪酸、绿原酸等功效成分居多。目前,研究者仍将视线聚焦在人参皂苷提取及应用上,其它人参花有效成分提取方法也在不断优化;有关人参花护肝、抗炎、抗疲劳、抗肿瘤等功效作用的应用实验亦在不断探索;人参花有关产品开发在饮料方面已经取得初步成果。随着人们对保健食品及保养品的日益重视,研究者对人参花衍生产品开发亦在不断进行中。