人參皂苷（ginsenoside）是一類固醇類化合物，屬于三萜類糖苷化合物，又稱三萜皂苷，主要植物來源為五加科植物人參的干燥根，是人參中的活性成分。人參皂苷具有相似的基本結構，都含有由30個碳原子排列成4個環(huán)的甾烷類固醇核。人參皂苷可以分為三類，分別是原人參二醇組皂苷（PPD型）、原人參三醇組皂苷（PPT型）和齊墩果酸型，已從人參根中分離出40多種人參皂苷。
人參皂苷大多為白色無定形粉末或無色結晶，味微甘苦，有吸濕性。易溶于水、甲醇、乙醇，可溶于正丁醇、食用醋酸、乙酸乙酯，不溶于乙醚、苯等親脂性有機溶劑。多呈右旋，水溶液振搖后可產生大量持久性泡沫。人參總皂苷無溶血性貧血作用，分離后，B型和C型人參皂苷有顯著的溶血作用，而A型人參皂苷有抗溶血作用。在緩和條件下被水解。人參皂苷主要用于抗癌領域，但是其功效遠不止抗癌，在提高免疫力、抗疲勞、抗炎藥、促進睡眠、調節(jié)血糖、保護心腦血管、為神經提供營養(yǎng)等方面，人參皂苷同樣有顯著的作用。
1963年，日本天然藥物化學家柴田承二教授發(fā)現人參皂苷是人參的主要活性成分，并分離提取到人參皂苷單體，使人參的內在質量得以控制，揭開了人參皂苷研究的序幕。隨后，歐美等國家開始探究人參皂苷與抗癌的相關性，并利用科學技術從人參根及根狀莖、花蕾和果實中分離鑒定了上百種人參皂苷。2019年，俄羅斯遠東聯邦大學開發(fā)出基于超臨界CO2萃取技術的提取方法，該技術特別適用于脂溶性、高沸點、熱敏性物質的提取，同時也適用于不同組分的精細分離（即超臨界精鎦），有助于從原料中提取熱敏營養(yǎng)素——人參皂苷。
發(fā)現歷史
1962至1965年間，日本科學家柴田專注于人參皂苷結構的鑒定工作。1966年，柴田教授公布了二醇型原人參皂苷的生產技術。自1968年起至1984年，全球多國科研前沿開始深入探討人參皂苷的生產工藝及其抗癌潛力。1983年，日本學者北川勛從紅參中分離得到人參皂苷Rh2，收率僅為0.001%。1985年，小田島肅夫等對人參皂苷Rh2進行體外細胞培養(yǎng)試驗，發(fā)現其對小鼠的肺癌細胞、大鼠的肝癌細胞、小鼠的B16黑色素瘤細胞的增殖具有較明顯的特異性抑制作用。1987年，韓國研究者Yun,T.K.指出人參對多種癌癥具有預防效果。1991年，日本科學家Ota,T.揭示了人參皂苷的代謝機制，同年，Kikuchi,Y.發(fā)現人參皂苷與化療藥物Cisplatin聯合使用能增強對腫瘤的抑制效果。1993年，Tode,T.的研究表明人參皂苷對人類卵巢癌細胞有抑制作用。1994年，Kikuchi,Y.再次發(fā)表研究成果，闡述了口服人參皂苷在體內的轉化過程。1996年，Kitagawa,I.指出人參皂苷具有抑制腫瘤浸潤與轉移的能力。1998年，Akao,T.與Kobashi,K.合作發(fā)現，人參皂苷CK是體內人參二醇型皂苷轉化為的主要抗癌活性代謝產物。
2000年，中國大陸開發(fā)人參皂苷成為國家第一類抗癌新藥。2002年，中國臺灣第一代含人參皂苷保健食品完成動物實驗與人體臨床觀察。2019年，俄羅斯遠東聯邦大學開發(fā)出了一種在超臨界壓力下提取人參的最佳方法，有助從原料中提取熱敏營養(yǎng)素——人參皂苷。
理化性質
人參皂苷大多為白色無定形粉末或無色結晶，味微甘苦，有吸濕性。易溶于水、甲醇、乙醇，可溶于正丁醇、食用醋酸、乙酸乙酯，不溶于乙醚、苯等親脂性有機溶劑。多呈右旋，水溶液振搖后可產生大量持久性泡沫。人參皂苷無溶血性貧血作用，分離后，B型和C型人參皂苷有顯著的溶血作用，而A型人參皂苷有抗溶血作用。在緩和條件下被水解，例如用5%稀醋酸于70℃加熱4h，C20位鍵能斷裂生成難溶于水的次級苷（指A型及B型皂苷）。
齊墩果烷型人參皂苷的結構有羧基，極性較大，易溶于水、堿水。A型人參皂苷極性較小。人參三醇型B型人參皂苷因糖的數目較小，極性下降。20(S)原人參二醇、20(S）原人參三醇型人參皂苷水解產生次級苷，則較難溶于水，可溶于乙醚。
總皂苷不溶血性貧血。齊墩果烷型、20（S）原人參三醇型B型人參皂苷有較強的溶血性。A型人參皂苷則具有抗溶血作用。
20（S）原人參二醇、20（S）原人參三醇型人參皂苷水解后的苷元不穩(wěn)定，酸水解產物為人參二醇和三醇，采用Smith降解才能得到真正的皂苷元——原人參二醇和三醇。
應用領域
人參皂苷在提高免疫力、抗疲勞、抗炎藥、促進睡眠、調節(jié)血糖、保護心腦血管、為神經提供營養(yǎng)等方面有顯著的作用。基于其功效，人參皂苷無論是在醫(yī)學領域還是在護膚領域都有廣泛的應用。
護膚
人參皂苷因其獨特的皮膚滲透性和一系列的生物活性，在護膚領域有著廣泛的應用，并且顯示出了積極的臨床效果。它可以有效地穿透皮膚表面，到達真皮層，在那里發(fā)揮其功效，包括擴張微血管以改善血液循環(huán)，促進纖維細胞的繁殖，從而有助于皮膚組織的修復和再生，并增強皮膚的自我保護能力。特別是人參皂苷中的Rb型，展現出了顯著的促進細胞增殖的活性，這使得它可以用作一種有效的表皮生長因子替代物，同時也有助于預防和治療痤瘡丙酸桿菌引起的痤瘡。
此外，人參皂苷還具有抗氧化特性，這是因為它能夠激活體內的氧化還原酶，幫助抵抗導致皮膚老化的自由基損傷。當與外源性酶結合使用時，這種抗氧化的效果可能會進一步增強。另外，人參皂苷也被發(fā)現能夠作為增強頭發(fā)健康和生長的產品成分，對于減緩頭發(fā)變灰可能也具有一些積極作用。
醫(yī)學
人參皂苷廣泛用于神經系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等疾病的臨床治療。
生理作用
抗腫瘤作用
研究表明，多種類型的皂苷單體都具有很好的抗腫瘤作用，能夠較有效地抑制多種癌細胞增殖和轉移。其中人參皂苷Rh2可以遏制癌細胞增殖與生長，促進其分化和凋亡，抗腫瘤轉移，與化療藥物聯用能起到增效減毒的作用；人參皂苷Rg1的熱裂解產物能夠提高H22荷瘤小鼠血清中TNF-a、IFN-γ和IL-2水平，促進腫瘤細胞凋亡和壞死；人參皂苷Rg3具有很強的抑制腫瘤細胞增殖的作用，可以將腫瘤細胞阻滯在G1期，并且誘導腫瘤細胞凋亡；人參皂苷Rh2能抑制人大腸癌細胞SW480增殖，誘導其凋亡，作用呈劑量依賴性和時間依賴性；人參皂苷Rg5可以使腫瘤組織發(fā)生細胞周期滯留，促進其凋亡，而且對人食管癌惡化具有顯著的抑制作用。
對神經系統(tǒng)的作用
人參皂苷Rb1和Rg1具有選擇性的神經營養(yǎng)和神經保護活性。人參皂苷Rg1及其代謝產物Rh1都能夠增強記憶受損模型小鼠的記憶功能。人參皂苷Rg2可以通過調控與細胞凋亡相關的蛋白的表達來增強缺血再灌注損傷模型小鼠的神經系統(tǒng)的性能和記憶能力。
保護心腦血管系統(tǒng)作用
藥理學作用研究表明，人參皂苷Rb3在體外和體內環(huán)境中都可以明顯抑制5'-二磷酸腺苷誘導的血小板聚集。多次體內試驗發(fā)現，人參中Rb組皂苷可以減輕心肌缺血和再灌注引起的心肌損傷；人參皂苷Rg1可以明顯減小再灌注后的腦梗死面積并降低腦水腫程度，減輕線粒體損傷，提高包括超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）在內的多種酶的活性，降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，減輕缺血性腦血管病再灌注損傷。此外，人參皂苷Rd可以減少膽固醇的積累，阻止動脈粥樣硬化。
免疫調節(jié)作用
人參皂苷能很好地調節(jié)機體的免疫系統(tǒng)功能。人參皂苷Rg1可使患Ⅲ型前列腺炎的大鼠血清中IL-8、TGF-β、IL-4、TNF-α水平均有所降低，從而降低大鼠的免疫反應；能夠促進血清剝奪誘導的Raw264.7巨噬細胞自噬，發(fā)揮抗凋亡的保護作用；還能激活T細胞，維持Th1/Th2的平衡，改善紅斑狼瘡患者的免疫功能。人參皂苷Rg3能增強正常小鼠的體液免疫功能，部分增強非特異性免疫功能，對細胞免疫無明顯的影響；還能顯著促進淋巴細胞的增殖，提高NK細胞和T細胞亞群的活性水平。
此外，人參皂苷還有強心、保護心肌、改善睡眠、保護肝臟、抗衰老、抗?jié)儭?a href="/hebeideji/7807534853473421386.html">抗炎藥、抗抑郁、抗應激等作用，主要適用于心肌缺血、心絞痛、心率過緩或過快、室性期前收縮、血壓失調、神經衰弱、更年期綜合征等疾病。
毒性
人參皂苷的毒性研究主要集中在人參皂苷的胚胎毒性和對新生大鼠的心臟毒性方面。體外實驗研究將大、小鼠胚胎放置于不同濃度的人參皂苷Rg1中培養(yǎng)，并在48h培養(yǎng)期結束時對它們的生長及分化情況進行評定。結果發(fā)現當培養(yǎng)濃度為50mg/mlRg1中的小鼠胚胎和培養(yǎng)在濃度30mg/mlRg1時，大鼠胚胎在總的形態(tài)學評分明顯降低，其中彎曲度和前后肢評分明顯降低，心臟也造成了損傷。另外，整個胚胎的生長也受到影響，表現為身長和頭長的減少。該實驗說明了人參皂苷Rg1對大鼠的器官具有胚胎毒性，延長了大鼠的發(fā)育時間。體外實驗研究表明，在新生大鼠心肌培養(yǎng)基中加入100pl的人參提取物后，新生大鼠的心肌細胞由于鈣超載而出現了一個快速的停止跳動期，連續(xù)稀釋后則未見異常；用同樣濃度的人參提取物培養(yǎng)成年大鼠心肌，僅出現了鈣離子的瞬時變化，隨即恢復正常。該實驗表明高濃度的人參提取物對成年大鼠心肌細胞不僅沒有毒性，而且可以通過增加細胞間隙鈣離子水平達到強心的功效；而對新生大鼠心肌細胞則表現出毒性作用。
制備方法
提取方法
人參皂苷的提取可以按皂苷的常規(guī)提取方法來進行。各單體的結構近似，用一般的分離方法很難分離，常采用反復通過硅膠色譜柱的操作來分離人參皂苷單體化合物。下面分別介紹從人參莖葉和人參根中提取皂苷的方法。
上述濃縮液在不斷攪拌下慢慢加入乙醇，使乙醇在濃縮液中達70%后，析出大量沉淀物，靜置、過濾，將沉淀物以70%乙醇洗滌兩次。濾液與洗液合并，減壓回收乙醇并濃縮到相當于原料質量的1/2（V/W），以正丁醇用塔式逆流連續(xù)萃取器進行逆流萃取，萃取液用水洗滌兩次以除去水溶性雜質。再將正丁醇萃取液通過活性炭柱（活性炭的量為正丁醇質量的0.5%），然后再將正丁醇通過氧化鋁柱（柱中中性氧化鋁為正丁醇質量的3%~6%），二柱串聯通過。
通過兩個柱的丁醇泵入到減壓病濃縮罐中，減壓回收丁醇至小體積，在不斷攪拌下加入苯或石腦油，析出皂苷，過濾、真空干燥得人參莖葉皂苷。用這種方法提取的人參莖葉總皂苷的純度可達70%。
生物合成
人參皂苷生物合成主要是通過2，3-氧化鯊烯的3個反應步驟實現的，即環(huán)化作用、羥基化作用、苷化作用。
在異戊烯轉移酶（prenyltransferase）的作用下，異戊烯二磷酸（IPP）和其異構體二甲基丙烯基焦磷酸（DMAPP）縮合生成牻?；姿幔℅PP），牻牛基二磷酸在法呢基二磷酸酶（FPS）作用下形成法呢基二磷酸（FPP），2個法呢基二磷酸經鯊烯合成酶（SS）作用以“頭對頭形式連接”，形成鯊烯，鯊烯經鯊烯環(huán)氧酶（SE）作用合成2,3-氧化鯊烯。這一反應步驟中的關鍵酶主要包括IPP轉移酶、鯊烯合成酶（SS）和鯊烯環(huán)氧酶（SE）。環(huán)化反應步驟包括：2,3-氧化鯊烯在不同的氧化鯊烯環(huán)化酶（OSC）作用下形成植物固醇和三萜類骨架。大多數植物三萜類皂苷是從齊墩果烷和達瑪烷衍化而來的，因此β-側柏酯醇合成酶（β-AS）和達瑪烷酶（DS）對三萜類皂苷的合成非常重要。原人參二醇型皂苷在細胞色素P450的羥基化作用下形成原人參三醇型皂苷；最后經過糖基轉移酶修飾，在相應的三萜皂苷元C-3、C-6和C-20位置上增加1個或多個單糖形成各種類型人參皂苷。
萜類化合物生物合成途徑中的重要中間體IPP的生物合成有兩條途徑：第一個途徑是位于細胞質中的甲戊二羥酸（MVA）途徑，這個途徑幾乎存在于自然界中所有的生物體中；第二個途徑是存在于質體中的脫氧木酮糖-5-磷酸途徑（DXP）?，F認為，維管植物中與三萜類、類胡蘿卜素及甾醇類等合成相關的MVA途徑酶類存在于細胞質中，而單萜、二萜則是通過DXP途徑在質體中合成的。
結構和分類
人參皂苷具有相似的基本結構，都含有由30個碳原子排列成4個環(huán)的甾烷類固醇核。人參皂苷可以分為三類，分別是人參皂苷二醇型（A型）、人參皂苷三醇型（B型）和齊墩果酸型（C型）。
（1）人參皂苷二醇型：人參皂苷二醇型包括人參皂苷Rb1、人參皂苷Re和人參皂苷Rd等。結構如下。
(2)人參皂苷三醇型:人參皂三醇型包括人參皂苷Re、人參皂苷R和人參皂苷Rg等。結構如下。
（3）齊墩果酸型：齊墩果酸型包括人參皂苷Ro等。結構如下。
A型、B型的皂苷元屬于四環(huán)三萜，C型皂苷元則屬于五環(huán)三萜。A型和B型皂苷元屬達瑪烷型，為達瑪烯二醇的衍生物，結構特點是在C-8位上有一角甲基，C-13位有一β-H,C-20為S構型。A型皂苷元為20(S)-原人參二醇，B型則為20(S)-原人參三醇。這些皂苷的性質都不太穩(wěn)定，用無機酸水解時C-20的構型易轉化為R型，繼之側鏈受熱發(fā)生環(huán)合，生成人參二醇和人參三醇。
法規(guī)限制
2023年2月，《人參提取物稀有人參皂苷Rh2》團體標準正式發(fā)布，標準編號為T/ZHCA106—2023，自2023年4月21日起實施。該文件規(guī)定了人參提取物稀有人參皂苷Rh2的技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、運輸、貯存要求。
2023年10月，《人參制品中天然人參皂苷及稀有人參皂苷的含量指標與檢查方法》由標準制定小組在全國團體標準信息平臺發(fā)布。標準的主要起草單位：由大連工業(yè)大學主要負責起草，三蟻科技（廣州）有限公司、天樂集團有限公司、沈陽天樂保化品有限公司、大連大學、葵花藥業(yè)集團有限公司、葵花藥業(yè)集團（天津）藥物研究院有限公司、遼寧運晟達生物科技有限公司、大連三參生物科技有限公司等單位參與。
參考資料 >
特約稿‖人參的化學成分與轉化機理研究進展.微信公眾平臺.2024-09-25
俄找到提取人參皂苷新方法.中國日報網.2024-09-25
瑞得生官網|加拿大皇家以諾植物藥有限公司官網|瑞得生人參皂苷Rg3、Rh2、Rh3、Rk2、aPPD、Rg5、aPPD.瑞得生官網.2024-09-25
團體標準公告|T/ZHCA 106—2023 《人參提取物 稀有人參皂苷Rh2》發(fā)布.微信公眾平臺.2024-09-25
團體標準《人參制品中天然人參皂苷及稀有人參皂苷的含量指標與檢查方法》.全國團體標準信息平臺.2024-09-29