基于人參功能活性的保健食品開發(fā)現(xiàn)狀與展望

蔣常鵬，李昕曈，曹文正，蘇文龍，高紅梅

（長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)，吉林 吉林 130117）

據(jù)最新的健康數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，我國(guó)大約有60%的人處于亞健康狀態(tài)，每年由亞健康導(dǎo)致的重大疾病多達(dá)數(shù)百萬(wàn)例[1]。近年來(lái)，隨著“食養(yǎng)”和“食療”觀念不斷深入人心，服用中藥及其保健品已成為人們調(diào)理亞健康的首選方式。

自古以來(lái)，有“百草之王”之稱的人參一直被作為補(bǔ)益元?dú)庖约鞍采窠∧X的神藥。人參中的皂苷類、多糖類、蛋白類以及氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分，因其具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，傳統(tǒng)中醫(yī)稱其為“扶正固本，滋陰補(bǔ)生”之極品中藥[2]。藥理學(xué)研究證明，人參具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫、降低氧化應(yīng)激、抗抑郁、抗阿爾茨海默癥、降血糖以及抗衰老等保健功效，可用于健康產(chǎn)品開發(fā)[3-4]。但在2011 年之前，人參僅被作為藥物使用，直至2012年國(guó)家頒布“藥食同源”政策后，其食用價(jià)值和保健價(jià)值才被開發(fā)應(yīng)用。自此，人參保健食品產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。

本文通過(guò)對(duì)近10 年人參相關(guān)文獻(xiàn)的整理，對(duì)人參功能活性和保健食品開發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，以期為人參產(chǎn)品的進(jìn)一步研究提供理論參考，并為高附加值的人參精深加工保健食品開發(fā)提供新思路。

1 人參的功能活性

1.1 緩解體力疲勞

人參早在《本草綱目》中就有治療“勞倦內(nèi)傷”的功效記載，且現(xiàn)代研究證明，人參可通過(guò)加快體內(nèi)能量代謝，清除堆積的自由基和乳酸，起到抗疲勞和緩解體力疲勞的功效[5-6]。Oh 等[7]提出人參水提液可以顯著改善小鼠的各項(xiàng)抗疲勞生理狀態(tài)指標(biāo)，并進(jìn)一步證明抗疲勞作用與其皂苷成分密切相關(guān)。此外，劉飛祥等[8]對(duì)人參抗疲勞的作用靶點(diǎn)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，推測(cè)出17個(gè)以人參皂苷為主的活性成分主要通過(guò)調(diào)控與疲勞相關(guān)的核心基因MAPK8、STAT1、PTGS2、AKT1、JUN、ICAM1 和IL-1β 等，發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。另有研究顯示，人參中的多糖類成分對(duì)慢性疲勞也有顯著療效[9]。因此，人參中的多糖類和皂苷類活性成分，可被提取用于抗疲勞保健食品的開發(fā)。

1.2 提高免疫力

人參中的皂苷類和多糖類成分既能改善人體免疫力低下及免疫缺陷問(wèn)題，又能提高正常人體免疫力水平。初百吉等[10]、王文婷等[11]和劉佳等[12]的研究表明，人參通過(guò)促進(jìn)胸腺和脾臟免疫器官的增長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)B、T 淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，提升機(jī)體的特異性免疫力水平。有文獻(xiàn)進(jìn)一步指出是人參中的皂苷性成分Rg3 和Rh2 發(fā)揮了免疫調(diào)節(jié)功能[13]，且調(diào)節(jié)水平與其含量呈正相關(guān)。同樣，人參多糖類也可通過(guò)促進(jìn)B、T淋巴細(xì)胞增殖，并增強(qiáng)LAK 細(xì)胞活性，促進(jìn)補(bǔ)體和抗體的生成[14]，同時(shí)提高機(jī)體的特異性和非特異性免疫力。此外，李紅艷等[15]的研究顯示，人參蛋白質(zhì)類成分也表現(xiàn)出較強(qiáng)的免疫力調(diào)節(jié)功能，但作用機(jī)制尚不清楚。

1.3 改善記憶力

人參在中醫(yī)古籍中有“開心益智”和“令人不忘”的記載。藥理學(xué)研究表明，人參主要作用于中樞神經(jīng)，提高機(jī)體的記憶力和學(xué)習(xí)能力[16]。研究中進(jìn)一步提出，人參改善記憶力的活性成分主要為皂苷類和多糖類，其中以人參皂苷Rb1 和Rg1 的影響最強(qiáng)[17]。人參皂苷Rb1 可降低海馬神經(jīng)元的損傷和凋亡，下調(diào)Fas、Fas L 和Bax 蛋白表達(dá)水平，并且提高Bcl-2、Survivin 和p53 蛋白的陽(yáng)性表達(dá)，提高突觸傳遞效能，達(dá)到改善記憶力的目的[18]。雷勛明[19]試驗(yàn)結(jié)果表明，人參皂苷Rg1 改善新生鼠的記憶力和學(xué)習(xí)能力與大腦中的多巴胺、腎上腺素、5-羥色胺濃度以及M 受體濃度有關(guān)。劉姝男[20]通過(guò)小鼠Morris 水迷宮定位航行和空間搜索試驗(yàn)，提出人參多糖通過(guò)抑制大腦內(nèi)部乙酰膽堿酶的活性，提高乙酰膽堿含量，改善記憶力，且高劑量組改善海馬CA1 區(qū)的神經(jīng)元丟失和排序混亂的情況更優(yōu)。

1.4 輔助降血糖

自古以來(lái)，人參就有“大補(bǔ)元?dú)?，補(bǔ)氣生津”及治療消渴癥的記載，現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)其降血糖活性成分主要為人參多糖[21]、人參皂苷[22]以及人參糖肽類[23]等。孫彬等[24]試驗(yàn)表明，人參中的低聚肽類可保護(hù)胰島β 細(xì)胞，提高胰島素敏感性和調(diào)節(jié)糖代謝，進(jìn)而達(dá)到降血糖的作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，人參糖肽類可作用于β 腎上腺受體，通過(guò)cAMP 信號(hào)傳導(dǎo)，促進(jìn)線粒體的糖代謝，改善對(duì)胰島素的抵抗，降低血糖[25-26]。胡同童等[27]對(duì)比了鮮參與生曬參的降血糖作用，發(fā)現(xiàn)鮮參的降血糖作用更佳，而生曬參中的皂苷含量要高于鮮參。因此人參中存在非皂苷類物質(zhì)起主要降血糖作用，且可能存在多成分之間的協(xié)同降血糖作用。而李瑞剛[28]證實(shí)了人參皂苷Rb1 與人參多糖類成分發(fā)揮協(xié)同作用，具有更強(qiáng)的降血糖作用。

1.5 抗氧化和延緩衰老

人參可清除體內(nèi)多余的自由基，阻斷自由基的傳遞，提高機(jī)體的抗氧化和抗衰老能力[29]。田耀博等[30]體外試驗(yàn)表明，人參多糖可降低丙二醛（MDA）水平，提高機(jī)體的超氧化物歧化酶（SOD）活性，發(fā)揮心肌細(xì)胞的抗氧化功能。崔長(zhǎng)升等[31]和張婉迎等[32]進(jìn)一步提出人參水提物還可通過(guò)提高體內(nèi)過(guò)氧化氫酶（CAT）活性，調(diào)節(jié)組織中SOD 和谷胱甘肽（GSH）水平，降低MDA 含量，達(dá)到抗氧化的功效。Han 等[33]發(fā)現(xiàn)人參可提高內(nèi)源性抗氧化酶血紅素加氧酶-1（HO-1）、SOD和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GPX-Px）的水平，治療γ 射線輻射引起的氧化損傷。李成鵬等[34]的水迷宮試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg1 可降低海馬區(qū)端粒酶活性，抑制細(xì)胞端粒長(zhǎng)度的縮短，延緩腦衰老。除此之外，人參揮發(fā)油中炔醇類[35]、人參蛋白類[36]、麥芽酚等成分的抗氧化和延緩衰老研究也進(jìn)展較快，同樣可應(yīng)用于延緩衰老類保健食品的開發(fā)中。

1.6 抑制腫瘤生物活性

人參作為一種天然植物抗癌藥，具有良好的抑制腫瘤生物活性的作用，其成分主要以人參皂苷類及其代謝產(chǎn)物為主。目前，已發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1、Rb1[37]、Re[38]、Rc、Rd、Rf[39]、F1、F2、CK[40]、Rg2、Rg3[41]、Rh1、Rh2、PPD[42]、Rg5、Rk1、Rk3[43]、Rh3、Rh4[44]、Rb2[45]、人參多糖類、人參炔醇類以及人參半萜類[46]等能夠抑制腫瘤生物活性。其中，以人參皂苷Rh2 和Rg3 研究較深入，抗腫瘤類型也最多，且已有人參皂苷Rg3 的參一膠囊新藥用于臨床多種癌癥的治療；而人參皂苷Rg5、人參多糖類和人參炔醇類研究較少，部分抗腫瘤機(jī)制尚未明確，詳見表1。

表1 人參抗腫瘤的主要成分及腫瘤類型Table 1 The main anti-tumor components in ginseng and the corresponding tumor types

1.7 神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用

人參作用于神經(jīng)系統(tǒng)，可促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化，維持神經(jīng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。張鳳蘭等[75]通過(guò)分離并體外培養(yǎng)NSCs（小鼠神經(jīng)干細(xì)胞），研究不同濃度人參皂苷Rg3 對(duì)其細(xì)胞增殖能力的影響。通過(guò)BrdU 標(biāo)記法和CCK-8 試劑盒，發(fā)現(xiàn)Rg3 可促進(jìn)小鼠神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，且以50 nmol/L 濃度最佳。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)人生皂苷Rg3 還可促進(jìn)NSCs 向神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞的分化，為臨床上神經(jīng)損傷的再生治療提供參考[76]。鄧明等[77]建立大鼠周圍神經(jīng)損傷模型，將人參皂苷Rb1 通過(guò)灌胃給予大鼠，結(jié)果顯示高劑量組Rb1 顯著提高NGF（神經(jīng)節(jié)神經(jīng)生長(zhǎng)因子）及其受體肌動(dòng)蛋白受體激酶的表達(dá)，修復(fù)神經(jīng)損傷。此外，人參皂苷還通過(guò)調(diào)節(jié)多巴胺的水平，改善精神藥物引起的神經(jīng)細(xì)胞毒性反應(yīng)，預(yù)防和治療嗎啡引起的不良反應(yīng)[78]。由此可知，目前對(duì)人參皂苷類成分的神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用及作用機(jī)制研究較深入，可為臨床神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療提供思路。

1.8 其他功能活性

除此之外，人參還具有抗輻射[79]、抗肥胖[80]和抗病毒[81]等功能活性。Kim 等[81]建立感染H1N1 病毒的小鼠模型，經(jīng)紅參和黑參提取物灌胃治療后，發(fā)現(xiàn)紅參提取物組小鼠存活率為50%，黑參提取物組小鼠存活率為100%，且黑參組支氣管內(nèi)積聚的炎癥細(xì)胞更少。由此表明，黑參可作為一種替代抗病毒佐劑，調(diào)節(jié)流感病毒的免疫應(yīng)答。

2 人參保健食品的開發(fā)

人參保健食品是以人參及其活性成分為基本原料，輔以其他輔料而開發(fā)出的具有多種生物活性的功能性食品。國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局保健食品注冊(cè)數(shù)據(jù)顯示，截至2020 年，已獲得批號(hào)的人參保健食品有977 種，涵蓋了緩解體力疲勞、增強(qiáng)免疫力、延緩衰老、輔助降血糖、肝損傷輔助保護(hù)作用、改善睡眠以及抗氧化等13 種保健功能，其中進(jìn)口產(chǎn)品有38 種，統(tǒng)計(jì)信息如表2 和表3 所示。

表2 人參保健品保健功能和數(shù)量統(tǒng)計(jì)Table 2 Health function and statistics of ginseng health products

表3 人參保健食品產(chǎn)品類型統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics of ginseng health food product types

目前，人參保健食品的開發(fā)類型主要為保健酒、保健茶以及保健制劑等。人參因味鮮美和眾多的保健功能而被開發(fā)為各種保健酒和保健茶，長(zhǎng)期飲用可達(dá)到緩解體力疲勞、提高機(jī)體免疫力、改善睡眠以及延緩衰老等功效。同樣，一些以人參為原料的功能飲品——人參枸杞復(fù)配發(fā)酵飲品、人參乳清蛋白多肽飲料以及人參咖啡等，因口感良好、風(fēng)味獨(dú)特，也受到人們的青睞。人參咖啡將降血脂和保肝功效融進(jìn)了咖啡中，同時(shí)滿足了日常飲用與保健養(yǎng)生的雙重需求[82]?；谌藚⒌谋＝」δ?，還開發(fā)出了以膠囊劑、口服液以及片劑等多種劑型的保健制劑。其中以改善體力疲勞、調(diào)節(jié)免疫力及延緩衰老類產(chǎn)品居多，而改善營(yíng)養(yǎng)性貧血、改善記憶力以及抗輻射類等其他產(chǎn)品研究較少。除此之外，還包括人參蜜片、人參米、人參蛋糕、人參糖果、人參果脯、人參餅干、人參奶粉[9]等產(chǎn)品。

3 技術(shù)應(yīng)用

近幾年，隨著科技的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的科學(xué)技術(shù)被用于保健食品開發(fā)中，其中主要包括生物技術(shù)、膨化技術(shù)、超聲波技術(shù)、智能感官技術(shù)以及微波技術(shù)等。

3.1 生物技術(shù)

生物技術(shù)又可以分為發(fā)酵工程、基因工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程以及代謝工程等[83]。通過(guò)發(fā)酵技術(shù)可制得發(fā)酵黑參[84]，實(shí)現(xiàn)對(duì)人參中多種成分的轉(zhuǎn)化，開發(fā)出新型保健食品，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。Liu 等[85]以黑曲霉作為酶促制劑，可將人參皂苷Rg3 完全轉(zhuǎn)化為原人參二醇，提高人參保健產(chǎn)品的開發(fā)價(jià)值。同時(shí)，該真菌也通過(guò)了美國(guó)食品藥品管理局的安全監(jiān)測(cè)，可用于食品的開發(fā)中。

3.2 超聲波技術(shù)

超聲波具有污染小、能耗低的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛用于保健食品開發(fā)的各個(gè)方面。超聲波技術(shù)可實(shí)現(xiàn)食品活性成分的快速提取與分離，殺菌消毒延長(zhǎng)食品的保鮮期，還可用于食品中細(xì)菌濃度的檢測(cè)、食品干燥、提高溶液過(guò)濾速率以及降解食品中的添加劑等多個(gè)方面[86]。

3.3 膨化技術(shù)

膨化技術(shù)是通過(guò)對(duì)食品進(jìn)行加熱擠壓、油炸或高溫烘烤處理，使其口感酥脆且口味多樣。該技術(shù)可解決人參質(zhì)地緊實(shí)和食用不便的問(wèn)題，改善其保健食品口感和口味，增加其適口性。Shin 等[87]在人參的加工中利用膨化技術(shù)制得新型加工品——黑參，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，膨化處理可促進(jìn)人參內(nèi)部普通皂苷向Rg3、Rk1和Rg5 等稀有皂苷的轉(zhuǎn)化，也可提高總皂苷和稀有皂苷的提取效率。膨化技術(shù)用于人參的食品開發(fā)中，既可以豐富人參保健食品的種類，又能提高其開發(fā)效益。

3.4 智能感官技術(shù)

智能感官技術(shù)是以樣品的電信號(hào)客觀響應(yīng)值反映樣品外觀、味道和氣味，主要包括電子舌技術(shù)、電子鼻技術(shù)以及色差儀技術(shù)。在保健酒的開發(fā)中，可利用電子舌和電子鼻技術(shù)優(yōu)化保健酒的配方，改善其口感和氣味，同時(shí)也可以用于人參保健酒的鑒別和質(zhì)量控制[88]。色差儀技術(shù)主要用于產(chǎn)品的外觀顏色優(yōu)化中，部分食品開發(fā)中應(yīng)用了脫色技術(shù)[89]，可通過(guò)色差儀技術(shù)保證產(chǎn)品的顏色穩(wěn)定，提高產(chǎn)品的感官體驗(yàn)。

3.5 微波技術(shù)

微波技術(shù)在食品行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，主要用于保健食品的加熱干燥、成分提取和殺菌等環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)加工相比，微波技術(shù)既可以提高食品的加工效率，又可保證其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。李進(jìn)[90]研制的補(bǔ)血益氣人參保健酒中，應(yīng)用微波技術(shù)輔助提取大大提高了多糖活性成分的提取效率，提升了保健酒功效。

4 安全性評(píng)價(jià)

人參在《神農(nóng)本草經(jīng)》一書中被列為上品，且藥理學(xué)研究表明，5 年和4 年生人參均無(wú)明顯口服毒性、組織學(xué)異常和致畸作用，可放心食用[91-92]。其中，王曉林等[93]對(duì)刺芪參膠囊進(jìn)行了安全性評(píng)價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，大、小鼠經(jīng)口最大耐受劑量均大于24.0 g/kg BW，屬無(wú)毒級(jí)別。李世芬等[94]對(duì)參茸杞酒進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，分別進(jìn)行了小鼠急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)、3 項(xiàng)遺傳毒性試驗(yàn)（Ames 試驗(yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)、小鼠精子畸形試驗(yàn)）以及30 d 喂養(yǎng)試驗(yàn)，均表明該產(chǎn)品具有食用安全性。目前，尚未發(fā)現(xiàn)人參保健食品毒副作用的相關(guān)報(bào)道。通過(guò)對(duì)人參保健食品的安全性評(píng)價(jià)，可了解產(chǎn)品的潛在毒副作用以及可能的作用靶器官，為保健食品的安全評(píng)價(jià)提供可靠保障。

5 市場(chǎng)前景

我國(guó)作為人參生產(chǎn)大國(guó)，每年人參產(chǎn)量可達(dá)到世界總產(chǎn)量的70%，同時(shí)有超過(guò)70%的人參以原材料出口消費(fèi)。由于我國(guó)大量人參以原料貿(mào)易為主，產(chǎn)品附加值較低，其品牌影響力也較弱。2007—2015 年出口貿(mào)易數(shù)據(jù)顯示：韓國(guó)人參產(chǎn)品均價(jià)是我國(guó)的5 倍，人參產(chǎn)品貿(mào)易總值是我國(guó)的6.3 倍[95]。顯而易見，我國(guó)的人參產(chǎn)品與韓國(guó)競(jìng)爭(zhēng)，處于劣勢(shì)地位。

近幾年，隨著國(guó)家政策的扶持和新產(chǎn)品的不斷開發(fā)，人參保健食品的開發(fā)取得了一定成果，產(chǎn)品的附加值和加工程度也有了一定提升。據(jù)2020 年國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局?jǐn)?shù)據(jù)顯示：我國(guó)人參保健食品注冊(cè)數(shù)目約為939 種，與韓國(guó)1 000 余種差距逐漸縮小。同時(shí)，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)了“新開河”、“紫鑫”、“皇封”以及“益盛藥業(yè)”等一大批人參知名品牌，但與國(guó)際知名品牌“正官莊”仍有較大差距。此外，2019 年韓國(guó)人參產(chǎn)品出口額突破2 億美元大關(guān)，其中對(duì)華出口額達(dá)到了7 108 萬(wàn)美元，占到了其出口總額的三分之一。因此，我國(guó)的人參保健食品開發(fā)面臨巨大的市場(chǎng)挑戰(zhàn)，仍需更多新技術(shù)和高品質(zhì)的精深人參保健食品打破這一局面。

6 展望

近年來(lái)，隨著人參保健食品的開發(fā)與研究，我國(guó)人參保健食品的開發(fā)已取得巨大進(jìn)步。但是，人參保健食品仍存在產(chǎn)品種類少、形式單一、分布不均衡的問(wèn)題。以保健茶為例，國(guó)內(nèi)的人參保健茶主要為袋泡茶和散茶的初級(jí)產(chǎn)品，反觀韓國(guó)大多為濃縮茶和速溶茶的深加工品。因此，加強(qiáng)開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新，致力于濃縮茶、速溶茶、液態(tài)飲料茶以及固體飲料等新產(chǎn)品形式研究將是未來(lái)的重要方向。針對(duì)各個(gè)保健功能產(chǎn)品之間分布不均衡，應(yīng)該加強(qiáng)部分研究較少的產(chǎn)品開發(fā)，如增加改善營(yíng)養(yǎng)性貧血、抗肥胖和抗輻射類等保健食品的開發(fā)。

此外，人參部分功能活性和活性成分研究不深入，給產(chǎn)品的開發(fā)帶來(lái)了困難。比如人參抗肥胖和改善營(yíng)養(yǎng)型貧血的機(jī)制尚不明確、人參糖肽類的降血脂、鎮(zhèn)痛及神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)制研究尚不深入[96]、人參蛋白調(diào)節(jié)免疫力的具體機(jī)制未明確等。基于這一現(xiàn)狀，致力于人參糖肽類、蛋白類以及炔醇類等成分的研究，確定未明確的作用機(jī)制將是未來(lái)研究的重點(diǎn)。除此之外，基于人參抗流感病毒的活性，應(yīng)重視人參抗病毒的作用機(jī)制研究，其具有抗新冠病毒的潛在活性，可開發(fā)相應(yīng)的保健食品用于新冠肺炎的防治。

最后，還應(yīng)注意人參保健食品的安全性。需確定所用原料為5 年及5 年以下人參，基于國(guó)家衛(wèi)健委每人每天攝入人參不超過(guò)3 g 的要求，確定保健食品的安全食用量，并增加人參“十八反”和“十九畏”的食用禁忌。未來(lái)人參將以品類更豐富、安全保障更高、保健功效更好以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更完善的精深加工產(chǎn)品獲得更高的知名度，促進(jìn)人參保健食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。