地參主要化學(xué)成分及生物活性研究進(jìn)展

黃小蘭，何旭峰，周祥德，陽(yáng)文武，谷文超，周 濃*

(1. 重慶市萬(wàn)州食品藥品檢驗(yàn)所，重慶 404100； 2. 重慶三峽學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院， 三峽庫(kù)區(qū)道地藥材綠色種植與深加工重慶市工程實(shí)驗(yàn)室，重慶 404100)

地參是唇形科地筍屬植物硬毛地筍(Lycopuslucidusvar.hirtusRegel)的干燥根莖，又被稱(chēng)為蟲(chóng)草參、地筍、虎蘭草石蠶等[1]。地參作為一種藥食兼用的植物，在多部古籍中均有記載，具有化瘀止血、益氣利水之功效，可治療產(chǎn)后心腹疼痛，四肢浮腫，金瘡癰腫和骨節(jié)中水等癥狀，功能媲美冬蟲(chóng)夏草[2]。隨著現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展，在地參化學(xué)成分的分離鑒定、含量測(cè)定以及生物活性方面取得了一定的進(jìn)展，但在其綜述性分析方面不夠系統(tǒng)，存在化合物種類(lèi)、名稱(chēng)及數(shù)目不具體，化合物文獻(xiàn)來(lái)源不明確，加工利用現(xiàn)狀不全面等缺點(diǎn)[3-5]，因此有必要對(duì)其在化學(xué)成分、生物活性方面的研究進(jìn)行梳理。本研究系統(tǒng)綜述了歷年來(lái)有關(guān)地參化學(xué)成分、營(yíng)養(yǎng)成分、生物活性、開(kāi)發(fā)利用等方面進(jìn)展，旨在為地參的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 地參的品種、分布及種植

地參的地上部分為傳統(tǒng)中藥材澤蘭，品種主要包括野生澤蘭、硬毛澤蘭、小葉澤蘭、歐澤蘭、小花澤蘭等[6]。地參在我國(guó)分布廣泛，在東北地區(qū)及陜西、江蘇、山東、四川、云南、廣西、重慶等省(市)均有分布[7]，因其具有很高的藥食用價(jià)值，在云南、山東等地均有大規(guī)模的引種栽培。關(guān)于地參種植技術(shù)，據(jù)楊進(jìn)卯[8]介紹，地參適宜種植于地質(zhì)疏松、土壤肥沃、有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤，每畝施有機(jī)肥250 kg，25%復(fù)合肥100 kg，并且做好田間管理和病蟲(chóng)害防治工作，在次年7月上旬就可以收獲。采收時(shí)先割除地上部分，再?gòu)膲诺倪吘壟俪龈o，以獲得整根地參，一般畝產(chǎn)1 000～1 500 kg鮮參，產(chǎn)量十分可觀。

2 化學(xué)成分

關(guān)于地參化學(xué)成分的研究，目前主要集中在化學(xué)成分種類(lèi)、提取分離及含量分析等方面，主要包括多酚類(lèi)(酚酸類(lèi)、黃酮類(lèi))、三萜類(lèi)、多糖類(lèi)及其他營(yíng)養(yǎng)成分。

2.1 多酚類(lèi)化合物

多酚類(lèi)物質(zhì)是指分子結(jié)構(gòu)中含有芳香環(huán)和一個(gè)或多個(gè)羥基的物質(zhì)，主要分為4大類(lèi)：黃酮、酚酸、單寧和花色苷。地參中多酚類(lèi)化合物主要是酚酸類(lèi)，其次為黃酮類(lèi)化合物。

李月等[9]采用響應(yīng)面方法優(yōu)化地參總多酚提取工藝，最佳條件為：60%乙醇作為提取溶劑，按料液比1∶58在90℃溫度下回流提取3 h，總多酚得率為(1.08±0.56)%。地參中多酚類(lèi)化合物從結(jié)合形式上分為結(jié)合酚和游離酚，楊文藝等人[10]采用NaOH溶液水解地參甲醇提取液得到結(jié)合酚粗提物，并用大孔樹(shù)脂純化，福林-酚法測(cè)定得地參結(jié)合酚含量約為160 μg GAE/mg?？紫热薣11]比較了不同采收時(shí)期地參中游離酚的含量，發(fā)現(xiàn)隨著采收時(shí)間的延后，游離酚呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。同時(shí)，地參中多酚亦存在多極性的特點(diǎn)，桑鵬等人[12]采用80%甲醇超聲提取得到地參多酚粗提液，并分級(jí)萃取多酚粗提液中的不同極性多酚，結(jié)果發(fā)現(xiàn)地參多酚含量隨著萃取溶劑極性的增加而逐漸升高，在水層含量最高達(dá)15.863 mg GAE/g DW，表明地參多酚主要以極性酚為主。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)，地參在不同的采收時(shí)期，其酚類(lèi)含量也各不相同。Lu等[13]研究了地參的根部在不同采收期的營(yíng)養(yǎng)狀況，并且鑒定出了8種酚類(lèi)化合物，其中迷迭香酸是最豐富的一種。

2.1.1 酚酸類(lèi)化合物

酚酸作為地參多酚類(lèi)化合物的主要類(lèi)別，許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了深入研究，已經(jīng)分離得到16種酚酸類(lèi)化合物(表1)。黃菊華[14]以甲醇-乙酸水溶液作為流動(dòng)相體系，采用HPLC法測(cè)定地參中綠原酸的含量為87.21±80.45 μg/g。黃小蘭等[15]利用HPLC-PDA法測(cè)定地參中丹參素、原兒茶酸、原兒茶醛、綠原酸、咖啡酸、阿魏酸和迷迭香酸7種酚酸的含量，其中以迷迭香酸含量最高，平均值為7.1 mg/g，占酚酸總量的95.8%，為地參酚酸的主要成分。

表1 地參酚酸類(lèi)成分Table 1 Phenolic acids components of L. lucidus var. hirtus

2.1.2 黃酮類(lèi)化合物

李月等[20]采用60%乙醇溶液提取地參，提取溫度70℃、料液比1∶60、回流提取2.5 h，總黃酮得率為(9.08±0.91)%。有學(xué)者從地參中共分離鑒定出15種黃酮類(lèi)化合物，主要包括蘆丁、槲皮素、木犀草素、芹黃素等等[17-18,21]，將其整理如表2所示。

2.2 地參三萜類(lèi)化合物

Ren等[18]利用高靈敏度的UHPLC-Q-TOF-MS法在負(fù)離子模式下鑒定出地參中多種化合物，其中包括齊墩果酸、熊果酸、樺木酸(白樺脂酸)等3種三萜類(lèi)化合物，并采用HPLC-MS/MS多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式對(duì)其定量測(cè)定。彭濤等人[21]從地參甲醇提取物中分離鑒定出了2種三萜類(lèi)化合物α-香樹(shù)脂醇和β-香樹(shù)脂醇。黃小蘭等[22]采用單因素試驗(yàn)優(yōu)化了地參中3種三萜酸類(lèi)物質(zhì)的提取工藝，即無(wú)水乙醇作為提取溶劑，采用超聲波(超聲功率為300 W)輔助提取30 min，三萜酸的提取含量可達(dá)到2.4 mg/g，其中白樺脂酸是其主要活性成分，具有抗腫瘤、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、抗炎、保肝等藥理作用[23-24]，其含量較高，占到總量的60%以上。

表2 地參黃酮類(lèi)成分Table 2 Flavonoids components of L. lucidus var. hirtus

2.3 地參多糖

地參中多糖含量極其豐富，隨著植物多糖在醫(yī)藥食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多學(xué)者對(duì)地參多糖進(jìn)行了研究，報(bào)道了多種地參多糖的提取工藝。主要包括(1)熱回流提取法：陳貴元等人[25]采用無(wú)水乙醇回流提取，按料水比1∶15在80℃水浴中提取3 h，提取1次的多糖得率為16.8%。吳紅燕等人[26]在1:300的料水比下，100℃溫度下回流提取3次，每次1.5 h，多糖得率為3.64%。(2)超聲輔助提取法：周康等人[27]利用超聲儀(超聲功率500 W)超聲提取時(shí)間40 min，液料比為40∶1得到多糖提取率為60.94%。朱苗等人[28]以料液比1∶48，80℃熱水超聲(超聲功率280 W)浸提90 min，多糖得率為7.2%。(3)熱水浸提法：張賽男[29]采用60℃熱水以1∶30的料液比浸提4 h，地參多糖得率為54.45%。不同方法測(cè)定結(jié)果差異較大，需要進(jìn)一步的研究驗(yàn)證。

同時(shí)也有學(xué)者比較優(yōu)化了地參中地參多糖的測(cè)定方法，楊勤等人[30]通過(guò)單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)得出苯酚硫酸法優(yōu)于蒽酮-硫酸法，優(yōu)化后的試驗(yàn)條件為：加入苯酚0.8 mL，硫酸3.5 mL，加熱9 min后采用紫外分光光度法測(cè)得多糖平均含量為14.41%。此外，姜峰等[31]還比較了不同種源地參在寧波地區(qū)的適應(yīng)性以及多糖含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，來(lái)自江蘇徐州和廣西欽州的地參多糖含量最高，達(dá)8.92%和8.58%，且其適應(yīng)性均較強(qiáng)。此外，多糖的組成成分為單糖，為了探究地參多糖的單糖組成，黃小蘭[32]向地參多糖溶液中加入2 mol/L三氟乙酸，在110℃下水解5 h得到單糖溶液，再采用PMP-甲醇溶液柱前衍生后用高效液相色譜法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單糖組成為甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和巖藻糖，主要成分是半乳糖和葡萄糖，分別為120.446 mg/g和35.306 mg/g。

2.4 地參的營(yíng)養(yǎng)成分

地參中除了含有上述化學(xué)成分外，還包含豐富的糖類(lèi)、維生素、粗蛋白、氨基酸、礦物質(zhì)元素等多種營(yíng)養(yǎng)成分，為地參開(kāi)發(fā)為保健食品奠定了可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)。黃小蘭等人[33]對(duì)不同產(chǎn)地地參中總糖、可溶性多糖和還原糖的測(cè)定分析中發(fā)現(xiàn)，地參中總糖平均含量為46.14%，可溶性多糖為18.10%，還原糖為2.54%。許泳吉等人[34]對(duì)野生植物地參的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了較全面的分析，測(cè)得地參根莖中總糖含量高達(dá)42.53%，粗脂肪4.13%，粗蛋白1.45%。張榮平等人[35]在對(duì)地參中氨基酸和粗蛋白測(cè)定中發(fā)現(xiàn)，地參中含有19種氨基酸，總含量為2.72%，粗蛋白為7.43%。李蕾等人[36]報(bào)道了地參中18種氨基酸、6種維生素、9種礦物質(zhì)元素以及8種有機(jī)物質(zhì)的具體含量，其中天門(mén)冬氨酸含量最高為0.58 g/100g，維生素E為3.501 mg/100g，鉀元素為1 745 mg/100g，總糖含量高達(dá)55.55%。劉紅等人[37]利用ICP-AES測(cè)定地參中18種元素發(fā)現(xiàn)，地參樣品中除含有人體必需的常量元素鉀、鈉、鈣、鎂外，還含豐富的鐵、鋅、錳等必需的微量元素，其中鈣、鎂元素含量均高達(dá)4.8 mg/g以上。同時(shí)黃小蘭等人[38]采用凱氏定氮法、原子熒光光譜法和ICP-MS法比較了不同產(chǎn)地地參中22種元素的含量和分布規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)地參中礦物元素鈣、鎂含量較高，和劉紅[37]的研究一致，不同元素的含量跟產(chǎn)地密切相關(guān)，存在地域性特征。

3 地參生物活性的研究

在古代，地參多被當(dāng)做蔬菜食用，近年來(lái)隨著對(duì)地參化學(xué)成分及藥理學(xué)作用的深入研究，其生物學(xué)活性也逐漸被發(fā)現(xiàn)，其中最主要的生物活性包括抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、降血糖血脂和增強(qiáng)免疫等作用。

3.1 抗氧化、抗衰老作用

近年來(lái)，關(guān)于地參抗氧化作用的研究主要集中于2類(lèi)化學(xué)成分。一類(lèi)是地參多糖，林春榕[39]研究了地參多糖對(duì)D-半乳糖導(dǎo)致衰老小鼠的抗氧化作用，發(fā)現(xiàn)多糖對(duì)小鼠的組織具有一定的抗氧化和抗衰老作用。王文凈等人[40]在地參多糖抗氧化活性研究中，發(fā)現(xiàn)不同采收地的地參在不同時(shí)間采收其抗氧化能力不同，其中對(duì)DPPH自由基的清除率在68.34%～76.38%范圍內(nèi)，對(duì)亞硝酸鹽的清除能力為58.82%～87.37%。另一類(lèi)是酚酸類(lèi)物質(zhì)，李月等人[9]研究發(fā)現(xiàn)地參總多酚具有較強(qiáng)的抗氧化活性，可作為一種天然的新型抗氧化劑進(jìn)行開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。桑鵬等人[12]采用分級(jí)萃取法得到不同極性多酚，極性大的多酚抗氧化活性顯著。S′lusarczyk等人[41]研究確認(rèn)了地參甲醇提取物的主要抗氧化劑是迷迭香酸和木犀草素。

3.2 降血糖、血脂作用

隨著生活水平的提高，高血糖、高血脂是近年來(lái)常見(jiàn)的易發(fā)性疾病，尋找新型有效的降糖降脂藥物迫在眉睫。研究發(fā)現(xiàn)地參具有很好的降糖降脂藥理學(xué)活性。熊偉等[42]采用地參多糖對(duì)多種糖尿病小鼠模型進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)地參的多糖成分能顯著降低小鼠因四氧嘧啶糖尿病所致的高血糖，同時(shí)還能抑制小鼠由于腎上腺素與外源性葡萄糖所導(dǎo)致的血糖升高。此外，他還發(fā)現(xiàn)地參多糖還能明顯降低小鼠血清甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇含量，具有明顯的降血脂作用[43]。楊文藝[10]和孔霄等人[11]分別探討了地參結(jié)合酚和游離酚分別對(duì)α-葡萄糖苷酶和胰脂肪酶活性的抑制作用，發(fā)現(xiàn)其結(jié)合酚和游離酚對(duì)α-葡萄糖苷和胰脂肪酶抑制作用顯著，因此可作為這兩種酶的抑制劑，以達(dá)到降糖降脂的目的。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)地參葉子的水提取物可以抑制高葡萄糖誘導(dǎo)的血管炎癥[44]，具有降血脂的作用。

3.3 增強(qiáng)免疫作用

地參在增強(qiáng)免疫功能方面具有一定的開(kāi)發(fā)前景。熊偉等[45]利用環(huán)磷酰胺復(fù)制小鼠免疫抑制模型方法，通過(guò)測(cè)定相關(guān)指數(shù)得出地參多糖能顯著增強(qiáng)小鼠非特異性和特異性體液免疫功能。Yang等人[46]研究了地參的R-低聚半乳糖混合物的化學(xué)成分和免疫功能，發(fā)現(xiàn)它可以引起體液免疫的顯著增加，為地參作為免疫刺激劑的潛在應(yīng)用提供了證據(jù)。

3.4 抗腫瘤作用

研究發(fā)現(xiàn)胺類(lèi)物質(zhì)與亞硝酸鹽在人體胃液中易形成強(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝胺類(lèi)化合物[47]，而植物多酚對(duì)亞硝酸鹽有一定的清除作用。郭琦等[16]采用體外模擬胃液條件比較分析了地參游離酚和結(jié)合酚對(duì)亞硝酸鹽的清除效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)游離酚效果明顯高于于結(jié)合酚，且清除效率與其濃度呈正相關(guān)。熊偉等人[48]研究發(fā)現(xiàn)，增加地參多糖濃度和延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間均能抑制小鼠體內(nèi)S180A腫瘤細(xì)胞的增殖和人肝癌BEL-7402細(xì)胞的生長(zhǎng)，表明了地參多糖具有一定的抗腫瘤作用。

4 地參的開(kāi)發(fā)利用

隨著人們生活水平的逐漸提高，藥食兼?zhèn)涞氖称吩絹?lái)越受到廣大消費(fèi)者的青睞。地參作為蔬菜中的珍品，在春夏季節(jié)時(shí)可采挖其嫩莖用于炒食、涼拌、做湯等，一年可以收割數(shù)茬。晚秋后采挖的地參根莖，潔白如玉，食之清爽脆嫩，可油炸，或制成醬腌菜，是高品質(zhì)綠色食品[49]。此外，地參還可以加工成休閑食品，如蜜酥地參、奶油地參[50-51]等，其加工成超微粉后可加入到食品及飲料中增加產(chǎn)品附加值[52]。地參在許多地方已經(jīng)被大規(guī)模栽培種植，在云南組織實(shí)施的野生特色蔬菜地參人工馴化栽培示范取得成功，并獲得有關(guān)專(zhuān)家的驗(yàn)收[53]；在山東，地參已成為鄆城縣武安鎮(zhèn)特種蔬菜發(fā)展基地種植的新品種，栽種地參已成為農(nóng)民致富的新途徑[54]。

地參深受消費(fèi)者的喜愛(ài)，逐漸成為宴賓席上的珍饈和百姓餐桌上的健康菜，也被逐漸開(kāi)發(fā)成各種產(chǎn)品。

4.1 地參枸杞復(fù)合飲料

隨著生活節(jié)奏的加快，養(yǎng)生飲料越來(lái)越受到人們的歡迎。王春霞等人[55]以地參和枸杞為主要原料，經(jīng)預(yù)處理、磨漿和滅菌等一系列工藝操作后，加入蜂蜜和白糖調(diào)配口感，得到營(yíng)養(yǎng)豐富、食療功能完善、口感淳厚的高品質(zhì)復(fù)合菜汁飲料。

4.2 地參酸奶

基于地參多糖在抗氧化、抗衰老和降血糖等方面的突出表現(xiàn)，姚佳偉等人[56]將地參洗凈烘干后粉碎，加水煎熬30 min，離心制得地參汁，然后按比例加入純牛奶、白砂糖混勻，待滅菌處理后接種乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵處理，得到凝固型地參酸奶。并結(jié)合成品對(duì)羥基自由基、DPPH、超氧陰離子自由基等的清除能力確定地參酸奶的最佳發(fā)酵工藝來(lái)提高其抗氧化活性，為其開(kāi)發(fā)成功能性酸奶提供了技術(shù)支撐。

4.3 地參酸辣發(fā)酵羊蹄

利用地參中豐富的多酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)亞硝酸鹽的清除作用，將其與肉類(lèi)結(jié)合加工，可較大幅度降低產(chǎn)品中的亞硝酸鹽，提高其食用安全性。易謙武[57]等人將羊蹄進(jìn)行預(yù)處理、去膻和預(yù)煮后，放入調(diào)配好的酸辣發(fā)酵液中發(fā)酵24 h，加入地參持續(xù)發(fā)酵1天后停止發(fā)酵，得到酸辣可口且兼具保健功能的休閑食品。

5 結(jié)論與展望

地參化學(xué)成分主要包含酚酸類(lèi)、黃酮類(lèi)和三萜類(lèi)等化合物，從成分角度出發(fā)，其化學(xué)成分研究略顯單一，且不夠深入；從生物活性方面看，對(duì)地參的研究目前僅限于體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，缺乏對(duì)其活性物質(zhì)作用機(jī)制的研究?jī)?nèi)容；從開(kāi)發(fā)利用方面看，地參功能產(chǎn)品相對(duì)較少，且加工粗放，導(dǎo)致許多重要活性成分的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值沒(méi)有得到充分的發(fā)揮，利用率低。

因此，在對(duì)其進(jìn)行后續(xù)研究的設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、分子對(duì)接等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)地參中活性成分及其作用機(jī)制展開(kāi)深入研究，為其開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)品提供理論依據(jù)。同時(shí)應(yīng)不斷創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，利用地參天然的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值制成食藥兼用的食品，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和種類(lèi)更加豐富。