人参皂苷生物转化的研究进展

王士杰 谭会娜 韩凤波

（吉林农业科技学院中药学院 吉林吉林 132101）

人参皂苷生物转化的研究进展

王士杰 谭会娜 韩凤波

（吉林农业科技学院中药学院 吉林吉林 132101）

人参皂苷具有较强的生理功效，由于尚未实现全化学合成，某些生理活性极强但含量极低的单体皂苷只能经过结构改造来获得，国内外研究人员积极探索人参皂苷的生物转化，从而满足科研和医疗需要。

人参皂苷 微生物 酶

人参皂苷是人参的主要药效成分,普遍具有免疫调节、增强抵抗力、调节血压、消炎等功效,中医认为人参是中药上品,能够大补元气。人参皂苷目前不能进行全化学合成,单体皂苷只能从人参提取总皂苷后,经结构改造和化学修饰,转化为需要的单体。

1 人参及人参皂苷相关研究

人参（Panax Ginseng C.A.Meyer）是应用广泛的传统中草药,在我国有两千多年应用历史,也是最具有传奇色彩的中草药［1］。随着分子生物学、现代医学等学科的长足发展,对人参化学成分的研究和药理作用的探索达到了新水平。自古有“人参冠百草”之说,《神农本草经》将人参列为上品药材,自汉唐以来我国临床应用广泛［2］,人参生理活性广泛,药效明确,目前不完全统计表明人参的复方已近700个［3］。其主要活性成分是三萜类皂苷,依据苷元结构可分为原人参二醇Rb组、原人参三醇Rg组和Ro组。自上世纪六十年代以来,人参有效成分分离提取和鉴定都有突破性的进展,研究深入到人参栽培、成分、药理、药效及代谢各个方面,并有很大的提升［4］。目前分离到的单体皂苷已经有40余种,另外对人参多糖、水溶性蛋白、挥发油成分研究也日益深入。

人参皂苷能够兴奋中枢神经系统,并且能促进神经递质的生物合成,对脑部的物质和能量代谢、蛋白质的合成具有明显的促进作用。人参皂苷Rbl、Rg对神经组织具有保护作用,人参皂苷Rb和Rd对小鼠学习记忆功能有增强作用,可以增强机体免疫功能。人参皂苷Rg3、Rh2临床表明能够抑制多种癌细胞的增殖,这两种皂苷单体已经注册为抗癌药物。

2 人参皂苷生物转化的研究进展

某些特殊类型的人参皂苷具有临床应用价值,研究其转化即具有积极意义。采用化学转化一般条件比较剧烈,并可能产生其它副产物,危害人体健康,我们应积极寻求有效的生物转化法。

2.1 酶解法

研究表明离人参某些部位总皂苷可以采用大孔树脂法进行分离,经检测其三醇组总皂苷主要含人参皂苷Rg1、Re,经蜗牛酶水解后,得到次级人参皂苷20（S）-Rh1。乙醇回流法分离提取人参总皂苷,通过乙醇回流法中对人参粉碎度、乙醇浓度、提取时间、液料比的考察,得出对人参总皂苷得率的影响,确定最佳提取工艺条件［5］。采用高效液相色谱法为测定方法,以人参皂苷Rg1提取率为指标,建立正交试验,优选实验工艺条件,纤维素酶用量、酶解时间、酶解温度对人参皂苷Rg1提取率有显著性影响。

2.2 微生物进行生物转化

微生物转化是指利用生物菌体产生的酶类将一种化合物变成结构相关的其它类型的产物,进行其它常规化学方法不易完成的生化反应。对人参皂苷进行生物转化的研究目前已经较多,并且某些已经取得实际进展,应用到实际生产。

土壤微生物转化法制备人参皂苷CK的研究中,研究人员将丝状真菌甘蔗镰孢转化三七叶皂苷生成三种主要产物,建立工艺流程筛选最佳的工艺条件。人参皂苷CK具有较强的抗肿瘤活性,与人参皂苷Rg3相近,另有研究利用根癌农杆菌C58菌株对西洋参进行生物转化,人参皂苷Re的产量最高。

五加科植物内生菌应用在人参皂苷的生物转化方面,赵方允［6］等已经开展研究,将三七中分离获得27株真菌和2株细菌菌种发酵后筛选,最终得到两株能够有效转化人参皂苷的菌株。后期研究表明转化菌能提高发酵液中人参总皂苷的含量,并且表明人参皂苷Rb1的TLC点消失,而且人参皂苷Rg3处显现增加,初步推测Rb1转化为稀有人参皂苷Rg3,具体结构仍需要进一步测定。

人参皂苷在肠道菌作用下发生生物转化。陈新梅［7］等研究Rg1经大鼠肠道菌群代谢转化后,人参皂苷转化为Rh1和F1。在食品级微生物作用下发生转化,某些人体益生菌也有较强的转化作用。

2.3 微生物转化机理研究

通过微生物作用使有些人体不能直接利用的或大分子物质转化为易吸收的或是小分子的成分,提高了机体利用率。同时微生物在发酵过程中分泌的胞外酶使部分人参皂苷的糖基发生断裂或转移,人参皂苷经生物转化,C3位、C20位糖基被修饰或转移,稀有皂苷含量增加。

3 人参皂苷生物转化的前景

食品级微生物已报道的用于人参皂苷转化,而采用益生菌发酵,建立人参皂苷复合发酵反应体系,产生一系列复杂的生理活动和生化效应,为稀有人参单体皂苷通过生物转化进行生产提供了理论依据和研究基础。对于人参皂苷或其它高活性代谢物质的生物转化研究,尤其是专一性强的高产菌种筛选和寻找,最佳工艺条件的探索,对于稀有人参皂苷的大规模工业生产及临床应用具有积极意义。

［1］郭从亮，崔秀明.杨晓艳.人参皂苷生物转化研究进展［J］.中国中医药杂志，2014，39（20）：3899-3904

［2］江苏新医学院编.中药大辞典［M］.上海科学技术出版社，1977，29

［4］宋亚会，姜晓君. 人参皂苷提取工艺研究［J］. 黑龙江科技信息，2009，31：240.

［5］王乐乐，董志，刘媛，程玉洁，唐红. 人参皂苷Rg1的提取纯化及其含量测定［J］. 中国药房，2013，07：605-607.

［6］赵方允，虞泓，陈自宏，等.三七中分离微生物对其转化的初步研究［J］.医学研究杂志，2011，40 （8）：47.

［7］陈新梅.大鼠肠道酶和菌群对人参皂首Rg1的代谢转化研究［J］.中国实验力一剂学杂志，2011，17（11）：210.

R284.3

A

1674-2060（2016）03-0226-01

王士杰（1978—），男，博士，从事药用植物栽培与加工方向研究。

吉林农业科技学院青年基金项目（编号2013208），吉林农业科技学院博士启动基金项目资助（吉农院合字2012第308号）。