三七皂苷成分及其影響因素研究進(jìn)展＊

尉廣飛，楊 鋒，許亞茹,3，王歡歡,3，蘇麗麗,3，袁 燦,4，董林林＊＊

（1.山東中醫(yī)藥大學(xué) 濟(jì)南 250355；2.中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所 北京 100700;3.魯東大學(xué) 煙臺(tái) 264025；4.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物育種栽培研究所 成都 610300）

三七（Panax notoginseng(Burk.)f.H.Chen）又名田七、血參、人參三七等，具有“金不換”、“南國神草”等美譽(yù)，為五加科人參屬多年生草本植物的干燥根及根莖，主要分布于我國云南、廣西等地，具有散瘀止血、滋補(bǔ)壯陽等功效，常用于跌打損傷、外傷出血等疾病。三七化學(xué)成分主要包括皂苷類和非皂苷類兩大類，皂苷類成分主要為達(dá)瑪型四環(huán)三萜，而非皂苷類成分主要有氨基酸類（主要為三七素）、蛋白質(zhì)類、多糖類、黃酮類、炔、醇類、揮發(fā)油、微量元素及其一些其他的成分[1]。三七藥理作用主要表現(xiàn)在血液系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腦血管系統(tǒng)、免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)等方面[2,3]。三七藥理作用廣泛，作為血塞通、復(fù)方丹參滴丸、云南白藥等制劑的主要成分之一，市場需求量大，是有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的中藥材，其種植產(chǎn)業(yè)和加工技術(shù)已成為云南省發(fā)展經(jīng)濟(jì)的重要支柱。三七生長環(huán)境喜陰濕，周期長，易出現(xiàn)連作障礙問題，導(dǎo)致其產(chǎn)量和質(zhì)量均下降[4]。除此之外，品種、采收期、施肥、加工、產(chǎn)地、田間管理、提取工藝等很多因素影響三七的品質(zhì)及其種植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

三七皂苷的種類以及分布規(guī)律仍不確切，有待進(jìn)一步深入的研究。本文主要對(duì)三七皂苷種類和分布、影響皂苷含量的因素進(jìn)行歸納總結(jié)，為實(shí)際應(yīng)用中正確選擇三七用藥部位提供基礎(chǔ)，也為后續(xù)三七質(zhì)量控制及合理開發(fā)利用提供研究思路。

1 皂苷類成分

三七植物中化學(xué)成分主要分為皂苷類成分及非皂苷類成分，其中皂苷類是主要的化學(xué)成分，也是主要的藥效成分。皂苷大致可分為人參皂苷、三七皂苷和七葉膽皂苷等[1]。目前學(xué)者已在三七根、莖、葉、種子和果實(shí)中分離出多種達(dá)瑪烷型皂苷類化合物（表1）。

根及根莖為三七的主要藥用部位，富含多種皂苷。Yoshikawa等[5-6]從根中分離出9種新達(dá)瑪烷型三萜皂苷，分別為三七皂苷A、B、C、D、E、G、H、I和J。隨后，5，6-二脫氧人參皂苷Rd和5，6-二脫氧人參皂苷Rb1也從根中分離出來[7]。另外，有學(xué)者用HPLC/ESIMS鑒定了151個(gè)皂苷，其中有56個(gè)新化合物[8]。Fu等[9]從根中分離出一種新型原人參二醇型人參皂苷，6-O-β-D-吡喃葡萄糖基-20-O-β-D-吡喃葡萄糖基-20（S）原人參二醇，和3種已知的化合物。曾江等[10]從根莖中分離得到8個(gè)化合物，分別為人參皂苷Rb1、Rd、Re、Rh1、Rh4和三七皂苷 R1、S、T，其中人參皂苷Rh4首次從該植物中分離得到。宋建平等[11]在根莖中分離出了5種化合物，分別為人參皂苷F1、F2、II和三七皂苷T5、E，其中人參皂苷II首次從三七中分得。Cui等[12]在根莖中分離出了兩種新型化合物，為三七皂苷Rw1和Rw2。

表1 三七不同部位皂苷成分

三七葉中富含皂苷類成分，20世紀(jì)80年代，就有學(xué)者從葉中分離出人參皂苷Rb1、三七皂苷Fc、Fa，絞股藍(lán)總苷XV、XVII等化合物[13]。李海舟等[14]從葉中分離到16個(gè)化合物，分別鑒定為人參皂Rb1、Rb3、Rc、Rd、Re、Rg1、Rg3、Rh2、F2，七葉膽皂苷XIII、IX、XVII，三七皂苷R1、Fa，甘草素，以及芹糖甘草苷。Zhao等[15]在葉子中發(fā)現(xiàn)新型化合物—20（S）-25-甲氧基-原人參二醇。三七葉具有鎮(zhèn)靜安神和抗衰老作用，已開發(fā)出“七葉安神片”等安神鎮(zhèn)靜藥。

三七花除了具有清熱、降壓之功效，還有保健作用。三七花中含有豐富的人參二醇型皂苷，人參皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rd和F2等首先被Taniyasu S分離出來[16]。左國營等[17]發(fā)現(xiàn)花蕾含有人參皂苷Rb3、Rc，三七皂苷Fe、絞股藍(lán)皂苷IX、胡蘿卜苷、U-谷甾醇等多種成分。Yoshikawa等[18]從花中分離出5種新型化合物—三七皂苷O、P、Q、S和T，還有9種已知的原人參二醇型皂苷。Wang等[19]隨后也在花中分離出了4種達(dá)瑪烷型三萜皂苷—花三七皂苷A、B、C、D和5個(gè)已知的三萜皂苷。

三七種子的化學(xué)成分研究甚少，僅從三七種子中分離出一些脂溶性成分，并未發(fā)現(xiàn)皂苷類成分[20-21]。

2 影響皂苷的關(guān)鍵因素

三七皂苷含量受多種因素的影響，如種質(zhì)、產(chǎn)地、部位、采收及加工等。種質(zhì)是影響中藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的首要因素。道地產(chǎn)區(qū)對(duì)其品質(zhì)具有重要的作用。不同部位對(duì)藥效也有很大的影響，而最佳采收期可保證藥材產(chǎn)量與質(zhì)量。此外加工過程對(duì)皂苷含量的影響也是不能忽視的。

2.1 品種對(duì)三七皂苷含量的影響

中藥材種質(zhì)不同，其產(chǎn)量與質(zhì)量均不同。三七種植已有700多年歷史，在種植過程中種質(zhì)出現(xiàn)了明顯的分化，植株形態(tài)特征及藥材產(chǎn)量和質(zhì)量均出現(xiàn)了顯著的差異。如孫玉琴等[22]采用HPLC法測定了7種不同變異類型三七中3種單體皂苷（三七皂苷R1、人參皂苷Rg1和Rb1）的含量，發(fā)現(xiàn)紫根、復(fù)葉柄平展型、長形根、寬葉等4種變異類型三七的皂苷量高，雙莖三七的皂苷量低于單莖三七。陳中堅(jiān)等[23]對(duì)三年生紫莖和綠莖三七進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)紫莖三七總皂苷比綠莖三七高48.52%。趙昶靈等[24]研究三年生紫三七和綠三七兩個(gè)品系，發(fā)現(xiàn)紫三七中總花色苷含量較高且達(dá)到顯著水平；紫三七的總花色苷、總皂苷、三七皂苷R1、人參皂苷Rd和人參皂苷Re含量分別比綠三七高204.85%、33.86%、16.03%、10.83%和5.39%；綠三七的人參皂苷Rgl和Rb1含量比紫三七高，但差異相對(duì)較小，僅約0.93%和3.33%。

表2 三七不同部位皂苷種類和含量差異

2.2 產(chǎn)地對(duì)三七皂苷含量的影響

三七對(duì)環(huán)境要求比較特殊，要有特定的溫度、光照、水分，種植范圍較小，僅分布在北緯23°30′附近的中高海拔地區(qū)，主要為云南、廣西等地。Li等[25]測定了不同產(chǎn)地三七的皂苷的含量，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地三七皂苷含量存在顯著差異，6種成分（三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、Rb1、Rg2、Rh1和Rd）總含量在云南省文山州最大，在江蘇蘇州最小。Guan等[26]測定了11個(gè)不同產(chǎn)地三七皂苷含量，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的皂苷成分含量存在差異，其中三七皂苷R1在云南硯山和文山州三七含量較高，分別為17.07 mg·g-1、15.46 mg·g-1，人參皂苷Rd也在硯山三七中最高（8.77 mg·g-1）。魏莉等[27]比較了云南文山不同產(chǎn)地三七花蕾中總皂苷和單體皂苷Rb1和Rb3的含量，結(jié)果顯示不同產(chǎn)地三七花蕾中總皂苷和單體皂苷含量差異較大，總皂苷含量以麻粟坡大坪鎮(zhèn)三年生三七中最高，單體皂苷Rb1和Rb3含量以硯山干河鄉(xiāng)馬鞍山基地三年生三七中較高。孫玉琴等[28]比較了云南省11個(gè)產(chǎn)區(qū)的三七中人參皂苷Rb1、Rg1和三七皂苷R1的含量，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地三七中皂苷含量有較大差異，3種皂苷（R1+Rg1+Rb1）含量最高的是文山州丘北縣膩腳鄉(xiāng)，達(dá)10.84%。王元忠等[29-31]也發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的三七皂苷含量存在顯著差異性。綜上均說明了三七道地產(chǎn)區(qū)的重要性。

2.3 不同部位對(duì)三七皂苷含量的影響

三七植株不同部位所含的化合物種類及含量均存在差異性（表2）。孫玉琴等[32]對(duì)三七植株間的性狀差異進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)三七植株的不同部位莖、塊根、休眠芽、花序、葉、果實(shí)性狀存在明顯差異。不僅不同部位的植株性狀具有差異，化學(xué)成分的指紋圖譜和含量也均存在極大的差異性[33,34]。Wan等[35]對(duì)根、須根、根莖、莖、葉、花、種子7個(gè)部位中皂苷含量進(jìn)行了測定，發(fā)現(xiàn)不同部位中各成分含量存在差異，地下部分（根、根莖和須根）含有20（S）-原人參三醇型和20（S）-原人參二醇型兩種類型皂苷，地上部分（葉和花）含有20（S）-原人參二醇型皂苷，而種子中沒有檢測出皂苷類成分。Jia等[36]檢測了三七主根、根莖、支根、須根中11個(gè)皂苷成分，發(fā)現(xiàn)除了人參皂苷R4以外，其他成分含量在根莖中最高，在須根中含量最低。Wang等[37]運(yùn)用定量比較和代謝圖譜相結(jié)合的方法對(duì)三七根部不同部位皂苷成分的含量進(jìn)行了分析，8個(gè)皂苷成分含量及其總含量均在根莖中最大，其次是主根、支根，須根最低；并且顯示根莖與其他部位存在較大差異，主根和支根比較相似，可以合用。

2.4 生長年限和采收季節(jié)對(duì)三七皂苷含量的影響

生長年限影響三七皂苷的含量。Jia等[36]發(fā)現(xiàn)三七中11個(gè)單體皂苷和總皂苷含量均隨生長年限的升高而增加。朱偉偉等[38,39]也發(fā)現(xiàn)三七皂苷含量與生長年限明顯相關(guān)，3年生的三七中總皂苷含量高于2年生的三七。同時(shí)，采收季節(jié)也是三七采收過程中需要重視的一個(gè)問題。崔秀明等[40]結(jié)果發(fā)現(xiàn)4-7月三七皂苷含量減少，8-12月三七皂苷含量增加，說明三七以10-12月份為最佳采收期。龍揚(yáng)等[41]比較了2月和10月三七中三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、Rb1的含量，發(fā)現(xiàn)10月皂苷總量比2月高，同樣提示以秋季采收較好。結(jié)果表明生長年限和采收季節(jié)影響三七產(chǎn)量與質(zhì)量，因此確定三七的最佳采收期對(duì)保證藥材產(chǎn)量與質(zhì)量是至關(guān)重要的。

2.5 加工對(duì)三七皂苷含量的影響

加工是藥材生產(chǎn)重要的環(huán)節(jié)之一，對(duì)藥材質(zhì)量有很大的影響。藥材的加工包括初加工和干燥兩個(gè)階段。三七藥材的初加工階段主要包括分選、清洗、修剪等。如曾憲彩等[42]研究了干燥前三七剪口不同的清洗方式（銼刀打磨、流水沖洗、清水浸泡）對(duì)三七皂苷含量的影響，三七剪口中3種皂苷成分（三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、Rb1）總含量順序?yàn)榱魉疀_洗＞銼刀打磨＞空白組＞清水浸泡，提示在三七清洗過程中只需用流水沖洗掉表面的泥土、重金屬、雜質(zhì)等，切勿打磨或浸泡以免藥效成分的損失。

表3 不同干燥方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

三七干燥方式眾多，從傳統(tǒng)的日光自然曬干到大型干燥設(shè)備的使用，對(duì)三七藥材的質(zhì)量影響程度不同，各有利弊（表3）。高明菊等[43-44]首先發(fā)現(xiàn)微波輻射后三七主要皂苷成分的量均降低；后來又發(fā)現(xiàn)不同方法干燥的三七皂苷含量順序?yàn)榇笈锔稍铮?5℃烘干＞自然干燥＞45烘干＞傳統(tǒng)烘干＞75℃烘干＞65℃烘干，說明太陽能大棚干燥為最佳加工方法。周國燕等[45]研究發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥得到的三七切片成品人參皂苷Rgl含量（2.37%）顯著高于真空干燥（1.30%）和熱風(fēng)干燥（1.11%）。馬妮等[46]發(fā)現(xiàn)不同干燥方法對(duì)三七切片皂苷含量均有不同程度的影響，日光照曬和50℃烘干皂苷含量高，其余兩種干燥方法（微波干燥和100℃干燥）對(duì)皂苷損失較大。

3 展望

三七制品越來越多，需求量越來越大，但品種匱乏、連作障礙等問題阻礙三七種植產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新品種和解決連作障礙問題是推動(dòng)三七產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)重大工程。通過建立無公害栽培體系和無公害質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)三七新品種進(jìn)而保障三七可持續(xù)發(fā)展。

3.1 推廣三七無公害栽培體系保障三七藥材原料

三七為多年生草本植物，生長周期長，生長過程中受眾多因素的影響，如生長環(huán)境、灌溉、摘蕾、施肥等。規(guī)范化、無公害栽培體系是健康藥用植物生長的必要條件，也是保障高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)藥材原料的重要途徑，主要包括：培育抗病、抗逆的高品質(zhì)三七品種；選擇適宜的產(chǎn)地和環(huán)境；采取適當(dāng)?shù)墓芾泶胧┖娃r(nóng)藝操作（灌溉、除草、追肥、打頂、摘蕾等）；建立健全的病蟲害防治技術(shù)等等來保障三七藥材原料。

3.2 建立三七無公害質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)獲得優(yōu)質(zhì)三七藥材

為獲得優(yōu)質(zhì)三七藥材，不僅有抗性優(yōu)質(zhì)三七品種、規(guī)范化栽培體系，還要有相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)共同控制三七藥材質(zhì)量[47]。首先，制定三七種子種苗的質(zhì)量及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，提高種子種苗的質(zhì)量。研究表明，不同級(jí)別的三七種子及種苗對(duì)三七生長、產(chǎn)量及質(zhì)量的影響是極其明顯的，且優(yōu)質(zhì)種苗能在很大程度上抑制根腐病的發(fā)生[48,49]。其次，制定三七加工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)操作及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)三七加工技術(shù)的規(guī)范化。將傳統(tǒng)加工方法和新型加工技術(shù)相結(jié)合，優(yōu)化三七的加工工藝，盡量避免三七藥效成分受不規(guī)范加工操作影響而造成較大的損失。將三七無公害栽培體系與無公害質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，可獲得優(yōu)質(zhì)三七藥材。

3.3 現(xiàn)代組學(xué)研究推動(dòng)三七新品種選育

次生代謝產(chǎn)物是植物長期進(jìn)化中為適應(yīng)生態(tài)環(huán)境，在體內(nèi)形成的并非生長發(fā)育所需的小分子有機(jī)化合物，具有重要的生理活性及藥理作用。皂苷類物質(zhì)是藥用植物三七主要的次生代謝物質(zhì)，在三七不同器官和組織部位中分布不均勻，嚴(yán)重影響三七的臨床療效[50]。系統(tǒng)選育和雜交育種周期長、受外界因素影響大等缺點(diǎn)，導(dǎo)致三七育種進(jìn)展緩慢?，F(xiàn)代分子生物技術(shù)可加快三七育種進(jìn)程，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種。通過三七根莖轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析，克隆皂苷合成途徑中關(guān)鍵酶的編碼基因，為培育高皂苷含量三七新品種提供依據(jù)[51,52]。運(yùn)用分子標(biāo)記法輔助三七抗病新品種的選育，極大縮短育種周期，培育三七抗病新品種[53,54]?，F(xiàn)代組學(xué)技術(shù)加快三七新品種的選育，為三七產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供種質(zhì)保障。