人参炮制过程中化学成分变化及机制研究(1)
[摘要]人参作为一种临床常用中药，在国内外具有极高的知名度。近年来，有关人参的研究覆盖医学、药学、生物、食品等多个领域，取得了丰硕的成果。人参中主要含有皂苷类、挥发油、糖类、氨基酸、多肽、无机元素等成分，每种成分都具有广泛的生理活性，是人参具有治疗作用的物质基础。人参经过加工炮制后，所含有效成分发生复杂的变化，同时伴有新的物质生成。该文旨在对人参炮制前后的化学成分研究现状进行综述，并以此为例探讨中药炮制研究的思路方法及未来的发展方向。
[关键词]人参；炮制机制；化学成分；生晒参；红参
人参是五加科植物人参Panax ginseng C.A.Mey.的干燥根，味甘、微苦、微温，归脾、肺、心、肾经[1]，首载于《神农本草经》，列为上品，有“补五脏、安精神”的功效。中医认为人参可以大补元气、安神益智，用于体虚欲脱、肢冷脉微等。药理学研究表明，人参具有提高机体免疫力、抗肿瘤、降压等作用[2-6]。人参中含有多种化学成分，包括皂苷类、挥发性成分、糖类、氨基酸和多肽、微量元素及其他等成分，这些成分是人参具有多种功效的物质基础。人参常炮制后使用，药典收录的品种有生晒参和红参。生晒参又称白参，形态上人参的原型保持不变，药性较温和；红参是鲜人参经过蒸制加工而成，颜色由白变红，能大补元气、复脉固脱、益气摄血，是阴盛阳虚者的首选补品。传统认为人参炮制的主要目的是为了便于保存。鲜人参中含有多种水解酶，在水的作用下将皂苷类成分水解，从而使人参失去原有的作用[7]。人参炮制成红参后不但能使水分减少，还可以杀灭酶的活性，起到“杀酶保苷”的作用[8]。近年研究发现，人参加工炮制成红参过程中，多种成分发生复杂的化学变化，而这是其临床功效改变的基础。本文对近年来人参炮制前后的化学变化及机制研究进行综述，并探讨中药炮制研究的思路方法与未来的发展方向。
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1 人参的炮制工艺历史及研究现状
人参的加工可追溯到汉代，此后，人参的炮制工艺经历了南北朝“去四边芦头并黑者”，唐“切焙法”，宋“制炭、焙、微炒”，元“蜜制法”，明“湿纸裹煨、盐炒、酒浸”，清“五灵脂制、川乌制”等炮制方法[9]。现代人参加工炮制方法主要有晒干和蒸制。
生晒参是以鲜人参为原料，最初的加工方法为净制后在日光下晒至干燥，现在则利用设备将洁净后的人参以40～50 ℃晒干或烘干。早期的生晒参干燥后用硫磺熏蒸，以起到杀虫防腐的作用。熏后的人参色泽洁白、品貌优良，但是后期发现，硫磺熏蒸会明显减少生晒参内人参皂苷含量，口感差，味酸[10]，且研究显示残留的硫化物对人体有毒害作用[11-12]，因此硫熏的方法现已被明确禁止使用。
红参最早见于明代陈嘉谟《本草蒙筌》，后随着辽东女真族入关，东北人参及其特有的保存方法也进入关内，蒸制法逐渐成为人参的主要炮制方法。建国后，国内多位专家针对红参的蒸制工艺进行研究，初步建立了红参蒸制的工艺规程。随着科技的进步，国内外很多研究者开发出了新的人参加工保存技术。例如利用低温冷冻干燥技术加工成的“活性参”，能够最大限度地保存有效成分，便于食用和加工；利用膨化工艺技术对生晒参、红参进行加工，能大大提高人参中有效成分溶出效率[13]等。新技术的开发应用，将是今后人参炮制研究的重点和热点。
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2 人参炮制过程成分变化及机制研究
2.1 皂苷类
2.1.1 人参炮制前后皂苷类成分差异 皂苷类成分是人参中最主要的有效成分，现阶段共分离鉴定出80多种人参皂苷。按照糖苷基骨架及环数不同可以将其分为2组，即四环达玛烷型和五环齐墩果酸型，其中达玛烷型又分为原人参二醇型和原人参三醇型2种。临床研究显示，人参皂苷具有抗疲劳、增加免疫力、抗休克、镇静安神以及抑制癌细胞[14-16]等作用。由于人参皂苷并不稳定，所以炮制会使人参皂苷类成分发生变化。Li等[17]利用大孔吸附树脂对几种不同的人参制品进行了分离纯化，发现其人参皂苷含量及种类有明显不同。Chu C等[18]利用UPLC-Q-TOF-MS分别对生晒参、红参进行了定性分析，分别鉴定出55和53个化合物，各自有其显著的特点。现阶段已知的生晒参特有皂苷有4种，分别为丙二酸单酰基-人参皂苷Rb1，丙二酸单酰基-人参皂苷Rb2，丙二酸单酰基-人参皂苷Rc，丙二酸单酰基-人参皂苷Rd；红参特有皂苷有16种，分别为20(R)-人参皂苷Rg3，人参皂苷Rg5，人参皂苷Rg6，20(R)-人参皂苷Rh1，20(S)- 人参皂苷Rh1，20(S)- 人参皂苷Rh2，人参皂苷Rh4，人参皂苷Rf2，人参皂苷Rk1，人参皂苷Rk2，人参皂苷Rk3，人参皂苷F4，人参皂苷Rs4，人参皂苷Rs5，人参皂苷Rs6，人参皂苷Rs7。
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2.1.2 人参炮制过程中皂苷类成分变化及其机制 生晒参中存在天然的20-(S)-原人参二醇型皂苷，C-3位结合有丙二酸单酰基(malonyl)，即malonyl-ginsenoside-Rb1，-Rb2，-Rc，-Rd。丙二酸单酰基在加热过程中很容易水解，因此红参中不存在这种成分[19]。经过炮制后，红参含有的人参皂苷种类和相对含量要多于生晒参，但共有成分含量差异不大。经过多年的研究积累，总结出人参加工蒸制成红参过程中主要发生以下几种化学反应。
天然的丙二酸单酰基人参皂苷酯键水解反应。例如鲜人参中malonyl-ginsenoside-Rb1，-Rb2，-Rc，-Rd经过蒸制加热，其C-20位的糖苷键断裂，羟基位阻减小，得到20-(S)-ginsenoside-Rg3和20-(R)-ginsenoside-Rg3的混合物[20]。之后由于加热继续，生成的混合物会再发生结构上的改变，生成更多种类的红参特有的人参皂苷。, 百拇医药(张淼 秦昆明 李伟东 殷放宙 蔡皓 蔡宝昌)
[关键词]人参；炮制机制；化学成分；生晒参；红参
人参是五加科植物人参Panax ginseng C.A.Mey.的干燥根，味甘、微苦、微温，归脾、肺、心、肾经[1]，首载于《神农本草经》，列为上品，有“补五脏、安精神”的功效。中医认为人参可以大补元气、安神益智，用于体虚欲脱、肢冷脉微等。药理学研究表明，人参具有提高机体免疫力、抗肿瘤、降压等作用[2-6]。人参中含有多种化学成分，包括皂苷类、挥发性成分、糖类、氨基酸和多肽、微量元素及其他等成分，这些成分是人参具有多种功效的物质基础。人参常炮制后使用，药典收录的品种有生晒参和红参。生晒参又称白参，形态上人参的原型保持不变，药性较温和；红参是鲜人参经过蒸制加工而成，颜色由白变红，能大补元气、复脉固脱、益气摄血，是阴盛阳虚者的首选补品。传统认为人参炮制的主要目的是为了便于保存。鲜人参中含有多种水解酶，在水的作用下将皂苷类成分水解，从而使人参失去原有的作用[7]。人参炮制成红参后不但能使水分减少，还可以杀灭酶的活性，起到“杀酶保苷”的作用[8]。近年研究发现，人参加工炮制成红参过程中，多种成分发生复杂的化学变化，而这是其临床功效改变的基础。本文对近年来人参炮制前后的化学变化及机制研究进行综述，并探讨中药炮制研究的思路方法与未来的发展方向。
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1 人参的炮制工艺历史及研究现状
人参的加工可追溯到汉代，此后，人参的炮制工艺经历了南北朝“去四边芦头并黑者”，唐“切焙法”，宋“制炭、焙、微炒”，元“蜜制法”，明“湿纸裹煨、盐炒、酒浸”，清“五灵脂制、川乌制”等炮制方法[9]。现代人参加工炮制方法主要有晒干和蒸制。
生晒参是以鲜人参为原料，最初的加工方法为净制后在日光下晒至干燥，现在则利用设备将洁净后的人参以40～50 ℃晒干或烘干。早期的生晒参干燥后用硫磺熏蒸，以起到杀虫防腐的作用。熏后的人参色泽洁白、品貌优良，但是后期发现，硫磺熏蒸会明显减少生晒参内人参皂苷含量，口感差，味酸[10]，且研究显示残留的硫化物对人体有毒害作用[11-12]，因此硫熏的方法现已被明确禁止使用。
红参最早见于明代陈嘉谟《本草蒙筌》，后随着辽东女真族入关，东北人参及其特有的保存方法也进入关内，蒸制法逐渐成为人参的主要炮制方法。建国后，国内多位专家针对红参的蒸制工艺进行研究，初步建立了红参蒸制的工艺规程。随着科技的进步，国内外很多研究者开发出了新的人参加工保存技术。例如利用低温冷冻干燥技术加工成的“活性参”，能够最大限度地保存有效成分，便于食用和加工；利用膨化工艺技术对生晒参、红参进行加工，能大大提高人参中有效成分溶出效率[13]等。新技术的开发应用，将是今后人参炮制研究的重点和热点。
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2.1 皂苷类
2.1.1 人参炮制前后皂苷类成分差异 皂苷类成分是人参中最主要的有效成分，现阶段共分离鉴定出80多种人参皂苷。按照糖苷基骨架及环数不同可以将其分为2组，即四环达玛烷型和五环齐墩果酸型，其中达玛烷型又分为原人参二醇型和原人参三醇型2种。临床研究显示，人参皂苷具有抗疲劳、增加免疫力、抗休克、镇静安神以及抑制癌细胞[14-16]等作用。由于人参皂苷并不稳定，所以炮制会使人参皂苷类成分发生变化。Li等[17]利用大孔吸附树脂对几种不同的人参制品进行了分离纯化，发现其人参皂苷含量及种类有明显不同。Chu C等[18]利用UPLC-Q-TOF-MS分别对生晒参、红参进行了定性分析，分别鉴定出55和53个化合物，各自有其显著的特点。现阶段已知的生晒参特有皂苷有4种，分别为丙二酸单酰基-人参皂苷Rb1，丙二酸单酰基-人参皂苷Rb2，丙二酸单酰基-人参皂苷Rc，丙二酸单酰基-人参皂苷Rd；红参特有皂苷有16种，分别为20(R)-人参皂苷Rg3，人参皂苷Rg5，人参皂苷Rg6，20(R)-人参皂苷Rh1，20(S)- 人参皂苷Rh1，20(S)- 人参皂苷Rh2，人参皂苷Rh4，人参皂苷Rf2，人参皂苷Rk1，人参皂苷Rk2，人参皂苷Rk3，人参皂苷F4，人参皂苷Rs4，人参皂苷Rs5，人参皂苷Rs6，人参皂苷Rs7。
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2.1.2 人参炮制过程中皂苷类成分变化及其机制 生晒参中存在天然的20-(S)-原人参二醇型皂苷，C-3位结合有丙二酸单酰基(malonyl)，即malonyl-ginsenoside-Rb1，-Rb2，-Rc，-Rd。丙二酸单酰基在加热过程中很容易水解，因此红参中不存在这种成分[19]。经过炮制后，红参含有的人参皂苷种类和相对含量要多于生晒参，但共有成分含量差异不大。经过多年的研究积累，总结出人参加工蒸制成红参过程中主要发生以下几种化学反应。
天然的丙二酸单酰基人参皂苷酯键水解反应。例如鲜人参中malonyl-ginsenoside-Rb1，-Rb2，-Rc，-Rd经过蒸制加热，其C-20位的糖苷键断裂，羟基位阻减小，得到20-(S)-ginsenoside-Rg3和20-(R)-ginsenoside-Rg3的混合物[20]。之后由于加热继续，生成的混合物会再发生结构上的改变，生成更多种类的红参特有的人参皂苷。, 百拇医药(张淼 秦昆明 李伟东 殷放宙 蔡皓 蔡宝昌)