太子參活性成分及利用研究進展

孔鈺婷 何丹 安風平 何洪 宋洪波

[摘要]太子參在我國臨床應(yīng)用方面具有悠長的用藥歷史，其也是藥食兩用植物，具有良好的藥用價值和保健作用。文章對太子參主要化學組成、功能成分提取與分離以及生物活性3個方面進行綜述，為深度開發(fā)利用太子參并擴展其在藥品，特別是功能食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]太子參;化學成分;提取;功能

中圖分類號：R284.1 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201910

太子參（Pseudostellaria Radix）為石竹科植物孩兒參的塊根，別名孩兒參、米參，全國各地均有種植，主要產(chǎn)自福建、江蘇、貴州等地;具有益氣健脾，生津潤肺之功效，已被衛(wèi)計委確定列入“可用于保健食品的中藥材名單”。目前已研發(fā)生產(chǎn)的典型藥品、功能與保健食品有太子參復(fù)方顆粒[1]、口服液[2]、養(yǎng)生酒[3]，等。隨著太子參生物活性研究的不斷深入，其在藥品和功能食品方面的研究與應(yīng)用前景廣闊。文章通過總結(jié)太子參化學成分與生物活性的相關(guān)研究，以期為太子參的深度開發(fā)利用提供參考。

1 太子參的化學成分

太子參含有環(huán)肽、多糖、皂苷、氨基酸及微量元素等多種成分，其中具有特殊結(jié)構(gòu)的環(huán)肽類是其特征成分，含量在0.001 5%～2.006 4%。多糖被認為是太子參的主要活性成分之一，含量差異較大，在3.69%～64.95%?？傇碥蘸繛?.17%～3.33%，氨基酸總含量在6.06%～13.07%。此外，太子參還含有多種人體必需的微量元素，含量為0.02%～1.66%。

1.1 環(huán)肽

太子參中含有12種環(huán)肽，包括heterophyllin A-D（HA-HD）和pseudostellarins A-H（PA-PH）[4-6];其中HB是太子參環(huán)肽中最典型的一種，也是目前太子參環(huán)肽類化合物研究中較多的一種。構(gòu)成HB的氨基酸均為L型，其結(jié)構(gòu)是一種環(huán)狀八肽[環(huán)-（甘氨酸-甘氨酸-亮氨酸-脯氨酸-脯氨酸-脯氨酸-異亮氨酸-苯丙氨酸）][7]。太子參因品種（系）、生長環(huán)境和加工方式等差異而影響HB的含量。肖承鴻等[8]研究發(fā)現(xiàn)，新品種“施太1號”HB含量顯著高于“黔太子參1號”。徐榮等[9]研究表明，太子參經(jīng)不同方式處理后，HB含量在0.016 0%～0.020 7%，其中太子參產(chǎn)地干燥以60℃熱風干燥為宜。此外，江蘇、福建、浙江產(chǎn)區(qū)的太子參HB含量要高于貴州、海南等產(chǎn)區(qū)[10-11]。

2010年版《中國藥典》將HB作為太子參質(zhì)量控制指標（HB>0.02%），然而在2015版《中國藥典》中取消了這一指標，這在一定程度上表明HB含量并不適合作為評價太子參的質(zhì)控指標。由此可見，全面研究和評價太子環(huán)肽組成及其功效，是合理評估其品質(zhì)的關(guān)鍵。

1.2 多糖

通常將多糖從廣義上分為均一性多糖（由一種單糖分子縮合而成）和不均一性多糖（由不同的單糖分子縮合而成）。目前，已從太子參中成功的分離純化出多種均一性多糖，并對其進行了結(jié)構(gòu)表征?；趯游鲋胶头肿雍Y原理，栗園[12]將太子參PF40多糖（粗多糖）分離純化后成功得到9種太子參均一多糖，并基于比旋光儀、UV、IR、NMR等多種波譜分析技術(shù)對其中的H-1-2和0.2M-2-1多糖進行了結(jié)構(gòu)表征。這2種多糖均是由D-葡萄糖縮合而成的均一性多糖，分子量分別為14 950 Da、14 200 Da。Chen等[13]從太子參中分離純化出一種名為0.5MSC-F的水溶性果膠多糖（4.8×104 Da），它是由鼠李糖、半乳糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖組成，呈鼠李糖半乳糖醛酸I結(jié)構(gòu)。

Deng Yong等[14]利用高效尺寸排阻色譜結(jié)合多角度激光散射和折射率檢測器對3個產(chǎn)地（貴州、安徽和福建）的太子參多糖進行了定性和定量分析，結(jié)果表明太子參多糖的分子量、回轉(zhuǎn)半徑和含量在不同產(chǎn)地間無統(tǒng)計學差異，酶水解產(chǎn)物的指紋圖譜高度相似。

1.3 皂苷

皂苷是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的苷類化合物，其苷元為具有螺甾烷及其有相似生源的甾族化合物或三萜類化合物。研究表明[15-16]太子參中皂苷化合物有太子參皂苷A（Pseudostellarinoside A）、尖葉絲石竹皂苷D（Acutifoliside D）、7-豆甾烯-3-O-β-D-葡萄糖苷（stigmast-7-en-3-O-β-D-glucopyranoside）[17]、胡蘿卜苷（谷甾醇-3-O-葡萄糖苷，一種谷甾醇皂苷，Daucosterol）以及α-菠菜甾醇-β-D-吡喃葡萄糖苷（α-Spinasteryl-β-D-glucoside）。

太子參皂苷含量因產(chǎn)地和采收期不同均存有差異[18]，為此，應(yīng)確定適當?shù)牟墒諘r期。此外，品種[19]以及加工方式[20]的不同也會顯著影響太子參總皂苷的含量。

1.4 氨基酸

太子參含有精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等18種蛋白質(zhì)氨基酸以及1種非蛋白質(zhì)組成氨基酸（4-氨基丁酸）[11，21]。安坤等[22]對安徽、江蘇、福建、貴州4個主產(chǎn)區(qū)的栽培以及野生（河南）太子參的氨基酸含量進行了探究，結(jié)果顯示安徽宣城產(chǎn)太子參樣品的總氨基酸和7種人體必需氨基酸含量最高，其中精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸的含量分別在0.11%～3.83%、0.69%～2.00%、0.53%～0.90%。

1.5 微量元素

微量元素不僅影響藥用植物品種、藥材質(zhì)量，還與中藥四性密切相關(guān)。目前，太子參中已報道的微量元素有鐵、銅、鋅、鉻、鎳、鈷、鍶、錳、鉛、鋰、硼、鈹、鈦、鋁、硒和釩等[23]，其中鐵、硒、鋅、銅、鈷、鉻、錳、鎳和釩為人體必需的微量元素，以鐵、銅、鈷、鋅、錳等含量較高[24]。不同產(chǎn)地的太子參微量元素含量有一定差異，其中銅含量最高的是福建柘榮太子參，最低的是江蘇句容太子參[25]。

2 太子參活性成分的提取、分離與純化

2.1 環(huán)肽

吳兵等[26]采用超聲波輔助乙醇提取環(huán)肽HA，在最佳工藝下，HA含量為4.8μg/g。Tan Ninghua等[27]使用乙酸乙酯萃取太子參的醇提物，并通過硅膠柱層析分離、純化得到HA（0.001 5%）、HB（2.004 9%）以及隨后報道的HC[4]3個環(huán)肽化合物。此外，有研究表明高速逆流色譜是一種有效的環(huán)肽分離方法，如分離、純化可得到的HB[28]和PB[29]（>96%）單體化合物。

2.2 多糖

研究表明超聲波輔助水提得到的多糖含量高于水提醇沉法和微波輔助水提法[30]。潘興橋等[31]優(yōu)化了超高壓輔助水提太子參多糖的工藝條件，在最優(yōu)條件下（料液比1∶60 、超高壓力350 MPa、提取溫度55℃、高壓時間為6min）多糖的得率為37.56%。與水提醇沉法相比，超高壓輔助水提具有提取溫度較低、提取時間較短的和多糖得率較高的優(yōu)勢。

2.3 皂苷

許茜等[32]研究表明超聲波輔助乙醇提取太子參皂苷效果最好，水煎煮次之，通法（甲醇熱提）較差，三種提取方法總皂苷得率分別為0. 731%、0.669%和0.414%。高昌琨等[33]使用70%乙醇熱回流提取太子參總皂苷并通過D101型大孔吸附樹脂進一步純化，結(jié)果顯示太子參皂苷主要存在于50%乙醇洗脫部分，該部分皂苷的含量為60.2%，表明D101型大孔吸附樹脂能夠有效純化太子參皂苷。

2.4 氨基酸

太子參氨基酸的提取常采用超聲輔助乙醇提取法，董曉菲等[34]優(yōu)化的提取工藝條件為溶劑為40倍量、乙醇濃度為50%、300W超聲浸提3次、每次40min，在此條件下氨基酸得率為11.2mg/g，回收率達80.61%。

3 太子參的主要功能性

3.1 保護心臟

太子參富含多糖與皂苷，具有保護心臟作用，這是因為多糖與皂苷能減輕CoCl2誘導(dǎo)心肌細胞H9c2的缺氧損傷，降低胞內(nèi)活性氧與丙二醛水平，增加超氧化物歧化酶活性，抑制細胞凋亡[35]，說明這兩大組分可能通過保護心肌細胞免受氧化損傷，減緩因缺氧而導(dǎo)致的心肌細胞死亡從而達到心臟保護目的。劉湘湘等[36]研究了由太子參水煎液制得粗多糖干預(yù)對心肌缺血模型大鼠的影響，結(jié)果表明太子參粗多糖能縮小心肌梗死范圍，在抗心肌缺血性心律失常方面具有確切作用。太子參水提物能減少心梗大鼠心肌缺血面積，還能通過提高心梗大鼠血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）及CD31蛋白的表達水平，增加微血管的密度，促進冠狀動脈側(cè)枝循環(huán)[37]。

3.2 降血糖

近年來，太子參多糖降血糖的功能活性受到越來越多的學者關(guān)注。體外實驗表明太子參均一多糖在模擬人工胃腸液中穩(wěn)定，具有良好的口服生物利用度。太子參40%醇沉多糖（PF40）能抑制HepG2細胞對葡萄糖的攝取，促進其對基礎(chǔ)葡萄糖的消耗，通過減輕和降低2型糖尿病的胰島素抵抗維持血糖穩(wěn)定[38]。不同分子量的太子參多糖對2型糖尿病的降糖效果具有差異，其中PF40（分子量50～210 kDa）在體內(nèi)不僅能顯著降低血糖，還可以提高人脂聯(lián)素（Acrp30）水平，降低血清總甘油三酯水平從而調(diào)節(jié)T2DM脂肪代謝紊亂[39]。太子參新型多糖H-1-2可通過抑制2型糖尿病大鼠的胰腺β細胞缺氧和上調(diào)Sirt1的表達，顯著改善機體脂質(zhì)譜與血糖情況[40]。從太子參水相中分離出的一種分子量為4.8×104 Da果膠多糖0.5MSC-F在大鼠體內(nèi)可能通過腸粘膜吸收進入體循環(huán)，刺激INS-1細胞分泌胰島素，從而降低血糖[13]。

3.3 免疫調(diào)節(jié)

免疫調(diào)節(jié)是指機體識別和排除抗原性異物，維持自身生理動態(tài)平衡與相對穩(wěn)定的生理功能。太子參多糖具有較明顯的促進巨噬細胞釋放NO的作用，可顯著增加腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的釋放，說明其對RAW264.7（小鼠單核巨噬細胞）具有潛在的免疫調(diào)節(jié)活性[41]。Yang Qian等[42]從太子參中分離出一種具有免疫調(diào)節(jié)活性的肽（PPH），可通過Ca2+/CaN/NFATc1/IFN-γ信號通路促進脾淋巴細胞增殖，提高胞內(nèi)Ca2+濃度與鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶，上調(diào)T細胞（NFAT）c1 mRNA表達，誘導(dǎo)Th1和Th2細胞反應(yīng)分泌干擾素（IFN-γ）、TNF-α和白介素10（IL-10），提示太子參肽可用作營養(yǎng)補充劑增強人體免疫。

免疫調(diào)節(jié)對機體免疫系統(tǒng)維持自身穩(wěn)定具有重要作用，當免疫功能過強則會誘導(dǎo)促炎因子，引發(fā)炎癥、超敏反應(yīng)、自身免疫性疾病等，造成機體組織器官損傷，是很多慢性疾病的病理基礎(chǔ)。促炎細胞因子，如IL-1β和IL-6是炎性疾病的關(guān)鍵介質(zhì)，又可以進一步觸發(fā)產(chǎn)生活性氧（ROS）。在太子參乙酸乙酯提取物中存在一種活性環(huán)肽B（HB），HB在LPS激活的RAW264.7中以劑量依賴性方式抑制IL-1β與IL-6 mRNA的表達和ROS的產(chǎn)生，可通過PI3K/AKT途徑發(fā)揮抗炎活性。

3.4 抗疲勞

疲勞是現(xiàn)代快節(jié)奏生活中不可忽視的問題，主要表現(xiàn)為運動耐力下降，而體內(nèi)乳酸的積累與肝糖原含量均是反應(yīng)疲勞程度的重要參考指標。研究表明太子參水煎液、超聲提取的粗多糖均能顯著延長小鼠游泳時間，小鼠服用以總皂苷和粗多糖為功效成分的太子參保健酒能減少運動中乳酸的生成，降低血清尿素氮含量，肝糖原含量升高，且對肝臟無毒性，提示太子參具有一定的抗疲勞作用[3]。

3.5 改善記憶

研究發(fā)現(xiàn)太子參多糖對東莨菪堿誘導(dǎo)的記憶獲得障礙型小鼠具有改善作用，其可明顯降低小鼠受電擊后的錯誤反應(yīng)次數(shù)，在抑制小鼠腦組織中MDA生成的同時提高小鼠腦組織GSH-PX和SOD活力。由此可見，太子參多糖可能改善腦缺血引起的腦組織代謝活動，減輕機體在應(yīng)激狀態(tài)下的自由基損傷，起到保護腦細胞膜結(jié)構(gòu)的作用，維持大腦正常功能。

4 總結(jié)與展望

（1）太子參環(huán)肽、多糖、皂苷、氨基酸等主要生物活性成分，具有保護心臟、降血糖、免疫調(diào)節(jié)、抗疲勞、改善記憶等功能，這些功能特性與某種或多種活性成分有關(guān)。

（2）國內(nèi)外關(guān)于太子參多糖類組成、制備及其功能的研究較為系統(tǒng)，而關(guān)于主要活性成分如環(huán)肽、皂苷等的研究還不夠深入，特別是組分構(gòu)成、規(guī)模化提取與分離技術(shù)不夠成熟，功能活性還需要深入挖掘。

（3）應(yīng)進一步加強太子參單組分及多種組分協(xié)同與功能性關(guān)系的研究，特別應(yīng)開展特定功能的專一性研究，避免產(chǎn)生不必要的副作用，進而開發(fā)定向提取與分離技術(shù)，研發(fā)功能性食品或藥物，方能實現(xiàn)太子參的深度開發(fā)與利用。

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Research Progress on the Active Constituents and Utilizations of Pseudostellaria Heterophylla

Kong Yuting1， He Dan1， An Fenping1， He Hong1， Song Hongbo1，2

（1. College of Food Science， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002;

2. Fujian Provincial Key Laboratory of Quality Science and Processing Technology in Special Starch， Fuzhou， Fujian 350002）

Abstract：Pseudostellaria heterophylla has been used in Chinese clinic for a long time. On the oterh hand， it is also a medicinal-food plant with good medicinal value and health-care function. In this paper， the chemical constituents in Pseudostellaria heterophylla， the extraction and separation of functional components， and the biological activities of were reviewed. so as to provide a basis for the in-depth development and utilization for Pseudostellaria heterophylla， and further expand application in the field of medicines， especially functional foods.

Key words：Pseudostellaria heterophylla， chemical composition， extraction， function