基于“辨狀論質”的園參、移山參和野山參的外觀性狀與化學成分的相關性研究

戴全寬 李林媛 徐國兵 湯丹 馬鴻雁

摘 要 目的：探討園參、移山參和野山參外觀性狀與內在化學成分的關系，為闡明人參“辨狀論質”的科學內涵提供依據。方法：收集園參、移山參和野山參3類人參共30批樣品，采用超高效液相色譜法測定11種單體皂苷（人參皂苷Rg1、Re、Rg2、F1、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Ro、Rf）的含量，色譜柱為Acquity UPLC? BEH C18，流動相為0.1%甲酸水溶液-0.1%甲酸乙腈溶液（梯度洗脫），流速為0.5 mL/min，柱溫為35 ℃，檢測波長為203 nm，進樣量為5 μL;采用比色法測定淀粉含量，以0.5%碘-碘化鉀試液為顯色劑，在559 nm波長處測定吸光度。采用SPSS 23.0 統計軟件將30批人參樣品的外觀性狀指標（蘆碗數、蘆頭長度、質地）分別與11種人參皂苷含量、總皂苷含量、人參三醇型皂苷（PPT）/人參二醇型皂苷（PPD）的含量之比、淀粉含量進行Pearson相關性分析。結果：UPLC法和比色法的線性關系均良好（r>0.999），精密度、重復性、穩定性試驗的RSD均小于5%，平均加樣回收率為95.17%～105.20%（RSD<5%，n=6）。除人參皂苷Rf外的其余10種單體皂苷含量與蘆碗數、11種單體皂苷含量與蘆頭長度均呈顯著正相關（r>0，P<0.05），與質地堅實程度均呈顯著負相關（r<0，P<0.05）;人參中淀粉含量與其質地堅實程度呈顯著正相關（r=0.95，P<0.01）;人參中PPT/PPD比值與其蘆碗數、蘆頭長度呈顯著負相關（r<0，P<0.05）。結論：人參蘆碗數、蘆頭長度、質地松泡程度與其藥效物質人參皂苷的含量呈正相關，且隨著生長年限增加，人參中PPD含量的增長幅度高于PPT;傳統的“辨狀論質”以 人參蘆碗多、蘆頭長、質地松泡為優具有一定的科學內涵。

關鍵詞 人參;外觀;性狀;人參皂苷;淀粉;辨狀論質;相關性

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To investigate the correlation between the morphological characteristics and chemical constituents of garden ginseng （GG）， mountain transplanted ginseng （MTG） and mountain-grown ginseng （MGG）， so as to provide evidence for elucidating the scientific connotation of “evaluating quality from morphological characteristics”. METHODS： A total of 30 batches of GG， MTG and MGG were collected. The contents of 11 saponins （ginsenoside Rg1， Re， Rg2， F1， Rb1， Rb2， Rb3， Rc， Rd， Ro， Rf） were determined by UPLC. The determination was performed on Acquity UPLC? BEH C18 column with mobile phase consisted of 0.1% Formic acid solution-0.1% Acetonitrile formate solution （gradient elution） at the flow rate of 0.5 mL/min. The column temperature was set at 35 ℃. The detection wavelength was set at 203 nm， and sample size was 5 μL. The content of starch was determined by colorimetry， and the absorbance value was measured at 559 nm with 0.5% iodine-potassium iodide as the color reagent. SPSS 23.0 statistical software was used to perform Pearson relationship analysis for appearance characteristic indexes （number of stem scars， rhizome length， texture） with the contents of 11 kinds of saponins， the content of total saponins， the content ratio of panaxatriol saponin（PPT）/panaxadiol saponin（PPD）， the content of starch. RESULTS： The linear relationship between UPLC and colorimetry was good （r>0.999）. RSDs of precision， reproducibility and stability tests were all lower than 5%. Average recoveries were 95.17%-105.20%（RSD<5%， n=6）. Except for ginsenoside Rf， the contents of other 10 ginsenosides were positively correlated with the number of stem scars， so were the contents of 11 gensenosides with the rhizome length （r>0， P<0.05）， and they were negatively correlated with the firmness of the texture （r<0， P<0.05）. The content of starch in P. ginseng was positively correlated with texture firmness （r=0.95， P<0.01）. The ratio of PPT/PPD in P. ginseng was negatively associated with the number of stem scars and the rhizome length（r<0， P<0.05）. CONCLUSIONS： The number of stem scars， the rhizome length and texture porosity of P. ginseng are positively associated with the contents of medicinal material ginsenoside; the increase of PPD content in P. ginseng was higher than that of PPT with the increase of growth years. The traditional “evaluating quality from morphological characteristics” for P. ginseng has a certain scientific connotation， which is more stem scars， longer rhizome and loose texture.

KEYWORDS? ?Panax ginseng; Appearance; Characteristics; Ginsenoside; Starch; Evaluating quality from morphological characteristics; Correlation

人參為五加科植物人參（Panax ginseng C. A. Mey.）的根及根莖，是一味名貴的補益中藥，具大補元氣、補脾益肺、生津安神等功效[1]。人參的活性成分包括人參皂苷、人參多糖等，現代研究表明其具有改善免疫力、抗疲勞、抗衰老、抗心律失常等多種活性[2]。市場上流通的人參按照生長環境主要可分為3類：園參，是指在搭棚池床里生長的栽培人參[1];移山參，是指將人參苗移栽到山林中生長，具有部分野山參特征的人參[3];野山參，目前包括野生人參和播種后自然生長于深山密林15年以上的人參[4]，后者在2015版《中國藥典》（一部）中被稱為林下山參[1]。對于人參的優劣鑒別，尤其是野山參的品質鑒別，近年來已有學者開展了一些研究[5-6]。但在市場流通中，因野山參價格較昂貴，不適合破壞性鑒別，目前仍以“辨狀論質”的經驗鑒別為主，即通過性狀特征鑒別質量優劣[7-9]。“辨狀論質”論是中藥傳統經驗鑒別之精髓[10]，開展中藥的性狀特征與化學成分的相關性研究，可為“辨狀論質”鑒別提供科學依據，對中醫藥的傳承與創新具有重要意義[11-13]。

不同種類人參中皂苷類成分和淀粉含量等存在一定差異，且與其生長發育、加工工藝和外觀形態等密切相關[14]。目前關于人參外觀性狀與內在成分的相關性研究較少，研究發現，在生長年限相同的情況下，主根越細、蘆頭越長、支根越多的人參中皂苷含量越高[15]。蘆碗個數、蘆頭長度和質地是鑒別人參品質優劣的3項重要性狀指標，這3項性狀指標與人參內在化學成分之間是否存在相關性尚有待研究。基于此，本研究測定了園參、移山參和野山參等3類人參共計30個樣品中11種單體皂苷和淀粉的含量，并對上述成分含量與主要性狀指標進行相關性分析，為探究人參“辨狀論質”鑒別的科學內涵提供依據。

1 材料

1.1 儀器

LC-30AD型超高效液相色譜（UPLC）儀（日本Shimadzu公司）;UV-3600 plus型紫外-可見分光光度計（島津中國分析檢測儀器有限公司）;XP-205 型十萬分之一分析天平（瑞士Metler Toledo公司）;Elmasonic S450H型超聲儀（德國Elma公司）;TGL-18KR型高速臺式冷凍離心機（上海安亭科學儀器廠）。

1.2 藥品與試劑

人參皂苷Rg1、Re、Rg2、F1、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Ro、Rf對照品均由吉林大學天然藥物化學實驗室提供（批號分別為1817、1805、1827、1807、1812、1822、1832、1803、1804、1815、1806，使用UPLC法按峰面積歸一法計算純度均不低于98.0%）;淀粉（國藥集團化學試劑有限公司，純度：≥99.0%，作對照品用）;乙腈、甲酸為色譜純，碘、碘化鉀、甲醇、硝酸鈣等其余試劑均為分析純，水為超純水。

1.3 藥材

30批人參樣品收集于長白山產區和藥材集散地，由中國人民解放軍總醫院野山參博物館副館長方土福先生和北京同仁堂特聘專家易葉基先生鑒定為五加科植物人參（P. ginseng C. A. Mey.）的根及根莖。其中，樣品S1～S10為園參，樣品S11～S20為移山參，樣品S21～S30為野山參，均為全須生曬參規格。部分移山參和野山參的蘆頭基部是圓蘆（即蘆碗不明顯），其蘆碗數由鑒定專家根據碗節痕跡來判斷。人參質地程度是結合樣品的質感、縱皺紋及切片斷面來判斷，分為松泡、半實半泡、堅實，依次用數字1、2、3進行賦值。人參樣品信息和外觀性狀特征詳見表1。

2 人參中11種單體皂苷的含量測定

采用UPLC法測定11種單體皂苷含量。

2.1 溶液的制備

2.1.1 混合對照品母液 精密稱取11種人參皂苷對照品各適量，加70%甲醇制成每1 mL中分別含人參皂苷Rb1 3.93 mg、人參皂苷Rb2 0.88 mg、人參皂苷Rb3 0.85 mg、人參皂苷Rc 2.56 mg、人參皂苷Rd 1.14 mg、人參皂苷Re 2.50 mg、人參皂苷Rf 0.55 mg、人參皂苷F1 0.99 mg、人參皂苷Rg1 2.54 mg、人參皂苷Rg2 0.13 mg、人參皂苷Ro 4.85 mg的混合對照品母液，于4 ℃條件下保存，備用。

2.1.2 供試品溶液 取粉碎后的人參樣品（過四號篩，下同）約0.2 g，精密稱定，置于離心管中，加70%甲醇5 mL浸泡20 min后，于35 ℃條件下超聲（功率：250 W，頻率：40 kHz）提取30 min，放冷，稱定質量，用70%甲醇補足減失質量，再以5 000 r/min離心8 min，取上清，過0.22 μm濾膜，即得。

2.2 色譜條件

色譜柱：Acquity UPLC? BEH C18（2.1 mm×100 mm，1.7 μm）;流動相：0.1%甲酸水溶液（A）-0.1%甲酸乙腈溶液（B），梯度洗脫（0～1 min，90%A;1～1.5 min，90%A→85%A;1.5～2 min，85%A→81%A;2～15 min，81%A→78%A;15～30 min，78%A→68%A;30～40 min，68%A→66%A）;流速：0.5 mL/min;柱溫：35 ℃;檢測波長：203 nm;進樣量：5 μL。

2.3 方法學考察

2.3.1 系統適用性試驗 吸取11種人參皂苷混合對照品溶液（取“2.1.1”項下混合對照品母液以70%甲醇稀釋至適當濃度）、供試品溶液（批號：S21）、空白溶劑（70%甲醇），按“2.2”項下色譜條件進樣測定。結果顯示，11種人參皂苷的分離度良好，理論板數均達到定量要求，空白溶劑不干擾分析（圖略）。

從表5可知，這30批樣品中人參的蘆碗數與除人參皂苷Rf外的其余10種人參皂苷及總皂苷含量、蘆頭長度與11種人參皂苷及總皂苷含量均呈顯著正相關（r>0，P<0.05），即蘆碗數越多、蘆頭越長，則相應的人參皂苷含量越高;其中，人參皂苷Rb1含量與性狀指標的相關性最強（r值最高）。因為人參的蘆碗數、蘆頭長度與參齡密切相關（即人參生長年限越長，則蘆碗越多、蘆頭越長），而樣品中的這2項性狀指標與PPT/PPD比值呈顯著負相關（r<0，P<0.05），提示隨著人參生長年限的增加，人參中二醇型皂苷含量的增長幅度高于三醇型皂苷。人參的質地堅實程度與淀粉含量呈顯著正相關（r=0.95，P<0.01），與除人參皂苷Rf以外的10種人參皂苷含量則呈顯著負相關（r<0，P<0.05），這表明人參質地越堅實則其淀粉含量越高，而質地越松泡則其人參皂苷含量越高。

5 討論

人參“辨狀論質”之“狀”包括蘆、艼、體、腿、皮、紋、須、點等8個部位的形態及質地、味道等[7-9]。考慮到大部分外觀形態難以量化，本文選擇了蘆頭長度、蘆碗數這2項可量化的性狀指標來開展研究。傳統鑒別觀點認為，優質野山參以質地松泡為佳，這表明質地也是性狀鑒別的要點之一[7]，故本文以質地松泡、半實半泡、堅實這3個級別分別賦值來量化人參樣品的質地。人參品質評價的理化指標主要是人參皂苷，2015年版《中國藥典》（一部）中以人參皂苷Rg1、Re、Rb1的總量為含量控制標準[1]。但因人參含有較豐富的皂苷成分，并不限于上述3種，為更全面反映其化學成分信息，本文選擇了11種含量較高的人參皂苷作為理化指標之一。另外，從質地角度出發，質地松泡是否代表淀粉含量低？ 淀粉作為人參的非藥效成分，淀粉含量越低是否品質越佳？ 兩者之間的關系少見研究報道，因此本文同時選擇了淀粉作為關聯度評價指標之一。

園參、移山參和野山參這3類人參因生長環境、年限和人工干預程度的差異而具有優劣之別。業內普遍認為，野山參的生長年限長（至少在15年以上），在野生或仿野生環境中自然生長，人工干預少，質優;園參生長年限短（大多在4～6年），施肥、打農藥等人工干預很多，品質較野山參低;移山參品質介于兩者之間。在市場中，因它們之間價格差異較大，常出現園參充移山參、移山參充野山參等魚龍混珠的現象。本研究結果顯示，從性狀上看，園參蘆頭短、蘆碗數少，而移山參和野山參蘆頭較長、蘆碗數較多;園參和移山參的質地偏硬實，而野山參質地偏松泡。從化學成分上看，野山參的人參皂苷（即藥效成分）含量高、淀粉（即非藥效成分）含量低;園參的人參皂苷含量低、淀粉含量高;移山參中兩類成分含量均介于前兩者之間。傳統中醫觀點認為，人參性狀以蘆頭長、蘆碗多、質地松泡為優，本文對3類人參共30批樣品的分析結果顯示，這3項外觀性狀指標與其內在化學成分具有較強的相關性，即蘆碗數、蘆頭長度與人參皂苷含量呈顯著正相關，質地堅實程度與人參皂苷含量呈顯著負相關、與淀粉含量呈顯著正相關。這反映出人參“辨狀”之“辨”蘆頭長度、蘆碗個數、質地來判斷質量優劣是有一定的科學依據的。

人參的內在品質與其生長年限、野生程度密切相關。蘆碗數和蘆頭長度可反映人參的生長年限，不過當人參遇到惡劣環境時，有時會出現休眠狀態，休眠期間人參不會長出地上莖，因此也無法在蘆碗數和蘆頭長度上表現出來;另外蘆頭長度還與人參品種（大馬牙型、二馬牙型、長脖型等）密切相關，所以還需要結合皮質、紋、須等多因素來綜合判斷參齡[7]。而質地除了跟人參的生長年限、野生程度有關外，還受采收時間和加工方法的影響[15]，如有些移山參也會表現為質地松泡的海綿體，所以在實際鑒定中還需要結合其他性狀特征來綜合鑒別移山參和野山參。

本研究發現，在園參、移山參和野山參3類共30批人參中，蘆頭長度、蘆碗數與人參的藥效成分（10種單體皂苷含量及其總含量）呈顯著正相關，而質地堅實程度與上述皂苷含量呈顯著負相關，這表明人參“辨狀論質”中以蘆頭長、蘆碗多、質地松泡為優，具有一定的科學內涵。建議在后續研究中，將人參的其他性狀信息采用機器視覺、嗅覺和味覺等技術進行數據量化呈現，同時將傳統經驗鑒別與現代理化評價相結合，為闡明人參“辨狀論質”的科學內涵提供更豐富的依據。

（致謝：感謝方土福先生、夏俊先生、蔡佳良先生、常廣義先生、姚麗女士對本研究中樣品收集的支持！）

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（收稿日期：2019-08-04 修回日期：2020-02-13）

（編輯：段思怡）