白条党参芦头、主根、参尾功能因子分析

宋平平，崔 方，张亚杰，李 文，高颖瑞，胡芳弟*

（兰州大学药学院，功能有机分子化学国家重点实验室，陇药协同创新中心，甘肃 兰州 730000）

党参为桔梗科植物党参（(Franch.) Nannf.）、素花党参（Nannf.var.(Nannf.) L.T.Shen）或川党参（Oliv.）的干燥根。其中，党参药材主产于甘肃、山西等地。甘肃产党参，基源为桔梗科植物党参（(Franch.) Nannf.），因根条通直，色泽光白，皮肉坚实，品质优良而被称为白条党，是甘肃省主要栽培品种和主流商品党参之一。白条党参相对川党参和素花党参药材而言，一个重要的特点是几乎无支根。白条党参的芦头，是指根类药材近地面处残留根茎的凸起部分，较其他2 个党参品种的芦头相对较小。主根是根部的主体，由胚根发育而成，位于芦头下部，上端粗，尾部较细。根体长而粗壮，且无尤状凸起的白条党参商品往往被认为是优级品，而相对较细的参尾部分，多被弃之。事实上，党参在加工的过程中需要多次揉搓，参尾部分易被折断。

历代医家认为参芦具有涌吐风痰的作用，无补益的功效，主根部分药效较强，参尾部分药效较差，白条党参的芦头及参尾部分（切成饮片后，较为细碎），常常被弃之。近期研究表明，人参芦头化学成分与主根相似，在临床上具有与主根相同的补益作用；赵晓华等报道了党参芦头中党参炔苷含量并不低于参尾中的含量；李瑞燕等报道了野生党参参尾中的多糖、苍术内酯III及5-羟甲基糠醛的含量远高于芦头，党参炔苷在芦头和参尾中含量相差不大。这些研究均表明，党参芦头具有一定的应用价值。但白条党参在使用过程中常除去芦头，而有研究表明芦头质量占主根质量的8%～15%，若按照每100 g党参去芦头8 g计算，一年至少弃去芦头320 t，去除芦头造成了白条党参资源的极大浪费。而目前鲜见关于党参芦头、主根、参尾功能因子的系统比较研究，普遍认为的主根质量优于参尾是否具有理论依据也不得而知。为此，本实验基于中药整体特征的醇提取物指纹图谱比较、浸出物、糖类成分、氨基酸、脂溶性物质以及党参炔苷的含量进行系统而全面的比较，以期为白条党参芦头、主根、参尾药用及食用价值提供了科学依据，同时也为生产时原料部分的选择和临床应用提供理论依据。党参的芦头、主根、参尾（尾部约4 cm处）如图1所示。

图1 白条党参图Fig.1 Photograph of C.pilosula

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

3 批白条党参药材，分别采自甘肃省定西市渭源县新寨镇大坪村（S1）、甘肃省定西市漳县大草滩乡草场街（S2）、甘肃九州天润中医药产业有限公司白条党参无公害种植基地（S3），由兰州大学药学院周印锁教授鉴定为党参（(Franch.) Nannf.）的干燥根。分别剪取芦头，主根及参尾。样品编号分别为S1-芦头、S2-芦头、S3-芦头、S1-主根、S2-主根、S3-主根、S1-参尾、S2-参尾、S3-参尾。

党参炔苷对照品（纯度98.0%，136085-37-5） 上海诗丹德生物科技有限公司；氨基酸对照品（批号SLBM6769V，包括Ala、Arg、Asp、Cys、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro，Ser、Thr、Tyr、Val）美国Sigma-Aldrich公司；葡萄糖（批号110833-200302）中国药品生物制品检定所；乙腈（色谱纯） 北京百灵威科技有限公司；甲醇、茚三酮（均为分析纯） 天津化学试剂有限公司；水为重蒸馏去离子水。

1.2 仪器与设备

FA2004型分析电子天平 上海度单仪器仪表有限公司；KQ-400KDE型高功率数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；OSB-2100型油浴锅、N-110型旋转蒸发仪 上海爱朗仪器有限公司；DFY-600型摆式高速万能粉碎机 温岭市林大机械有限公司；1260型高效液相色谱仪 安捷伦科技（中国）有限公司；S-433D氨基酸全自动分析仪、PEEK分析柱（4.6 mmh150 mm，7 μm）、LCAK06/Na型磺酸基强酸性阳离子交换树脂色谱柱 德国Sykam公司；UV-1700紫外-可见分光光度计 日本Shimadzu公司；DHG 9070A电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 指纹图谱的建立

样品溶液的制备：精密称取2.0 g样品粉末（过40 目筛），加入50 mL 45%乙醇溶液回流提取1 h，过滤，取25 mL滤液浓缩至5 mL后，过大孔吸附树脂（HPD-100），先用120 mL蒸馏水洗脱，弃去水液，再以150 mL无水乙醇洗脱，收集乙醇洗脱液，将洗脱液蒸干，用甲醇定容至5 mL，过0.45 μm滤膜，即得供试品溶液。

色谱条件：Zorbax Eclipse XDB-C色谱柱（250 mmh4.6 mm，5 μm）；流动相：乙腈（A）-0.2%冰醋酸溶液（B）；线性梯度洗脱：0～15 min，10%～20% A，90%～80% B；15～25 min，20% A，80% B；25～35 min，20%～30% A，80%～70% B；35～45 min，30%～45% A，70%～55% B；45～50 min，45%～100% A，55%～0% B；50～55 min，100% A，0% B。流速1 mL/min，柱温30 ℃；检测波长267 nm；进样量10 μL。

1.3.2 浸出物含量测定

参考《中国药典》2020年版四部通则2201浸出物测定法项下的热浸法测定白条党参药材各部分水浸出物的含量，其中水为重蒸馏去离子水，以干燥品计算供试品中水溶性浸出物的含量。醇溶性浸出物参照水溶性浸出物测定法测定，用45%乙醇溶液代替水作为溶剂。

1.3.3 党参炔苷含量测定

对照品溶液的制备：精密称取党参炔苷对照品适量，加甲醇制成质量浓度为0.99 mg/mL的党参炔苷对照品溶液。

样品溶液的制备：精密称取样品粉末（过40 目筛）3.0 g，置于250 mL具塞三角瓶中，加入100 mL甲醇，称定质量，超声处理30 min（240 W，120 kHz），静置至室温，再次称定质量，甲醇补足损失的质量，抽滤，滤液浓缩至5 mL，过0.22 μm滤膜，取续滤液即得。

色谱条件：Diamonsil-C色谱柱（4.6 mmh 250 mm，5 µm）；流动相为乙腈-水（26∶74，/）；等度洗脱；柱温30 ℃；检测波长267 nm；进量样10 µL；流速1.0 mL/min。

1.3.4 糖含量测定

葡萄糖对照品溶液的制备：精密称取葡萄糖对照品10.024 1 mg，置于100 mL容量瓶中，加蒸馏水定容至刻度，制成质量浓度为0.10 mg/mL的葡萄糖对照品溶液。

样品溶液的制备：称取相当于干质量2.0 g左右的药材粉末，脱脂（95%乙醇溶液加热回流2 次，每次1 h），弃去醇提液，药渣干燥后，分别加入24、20、16 mL蒸馏水煎煮3 次，每次40 min，过滤，3 次滤液合并，得滤液52 mL，进一步将滤液浓缩后，定容至25 mL，取5 mL作为总糖待测液。剩余溶液加乙醇至最终体积分数为80%，放置24 h，离心，取上清液，置水浴锅上蒸干，用水溶解并定容至25 mL，作为低聚糖待测液，沉淀用水定容至25 mL作为多糖待测液。

测定方法：精密量取总糖、多糖、低聚糖溶液适量于干燥试管中，加蒸馏水定容至2.0 mL，另取2.0 mL蒸馏水作为空白对照。在试管中加入5%苯酚溶液1.0 mL，摇匀，迅速加入浓硫酸5.0 mL，摇匀，放置10 min，于沸水浴中保温30 min，取出，冷却至室温于波长490 nm处测吸光度。平行测定3 次。

1.3.5 脂溶性物质含量测定

称取相当于干质量2.0 g左右的药材粉末（过20 目筛）（）于60 mL锥形瓶内，依次加入8 mL水、10 mL盐酸，混匀，置于70 ℃水浴中，每隔5～10 min用玻璃棒搅拌1 次至试样消化完全为止。取出锥形瓶，加入10 mL无水乙醇，混合均匀，依次用25、5 mL石油醚萃取，合并石油醚层溶液，旋转蒸发至1～2 mL时，将其转移至恒重后的蒸发皿（）中，蒸发至干，于105 ℃干燥1 h，取出于干燥器内冷却0.5 h后称质量（）。重复以上操作直至恒质量。按下式测定脂溶性物质质量分数：

1.3.6 氨基酸含量测定

样品溶液的制备：精密称取干燥至恒质量的样品粉末（过40 目筛）0.5 g，置水解试管中，加入6 mol/L盐酸10 mL，摇匀，加入新蒸馏的1%苯酚3 滴，将水解管置于－20 ℃冰箱中冷冻5 min后，通氮气封口，置110 ℃ 烘箱内水解22 h，取出放冷至室温，打开水解管，将水解液过滤后，用去离子水多次冲洗水解管，将水解液全部转移至250 mL量瓶中，用去离子水定容；吸取上述溶液1 mL于10 mL烧杯内，蒸干，残留物用1 mL水溶解，再蒸干，反复进行2 次。将残渣用1 mL样品稀释液溶解至离心管中，10 000 r/min离心10 min，0.45 μm微孔滤膜滤过，即得。

分析条件：参考文献[16]，对样品中的氨基酸含量进行分析。

1.4 数据处理

所有数据采用SPSS Statistics 22.0和Origin 8.0软件处理。

2 结果与分析

2.1 芦头、主根、参尾指纹图谱比较分析

采用“中药色谱指纹图谱相似度评价软件（2004年版）”对3 批样品芦头、主根、参尾的指纹图谱进行评价，并生成对照图谱，选择3 批样品的芦头、主根、参尾指纹图谱中出峰时间基本一致、峰面积较大的峰作为色谱峰，在波长267 nm的指纹图谱中，标定出19 个共有峰（1～19），在波长320 nm的指纹图谱中，标定出5 个共有峰（1*～5*），24 个共有峰峰面积之和占总峰面积的90%以上，通过对照品保留时间及紫外光谱的比对鉴定峰14为党参炔苷，并将其作为参照峰计算各共有峰的相对峰面积。采用相关系数法计算3 批样品的芦头、主根、参尾指纹图谱的相似度，结果其相似度均大于0.90，表明其特征成分一致性较好。样品之间的共有峰如图2所示，指纹图谱叠加图如图3所示，相似度结果及各色谱峰相对峰面积如表1所示。

图2 各样品共有峰Fig.2 Chromatogram showing peaks common to all samples

图3 白条党参芦头、主根、参尾HPLC指纹图谱叠加图（267 nm）Fig.3 Overlapped HPLC fingerprints of root-head, taproot and tail root of C.pilosula (at 267 nm)

表1 指纹图谱共有峰相对峰面积及相似度Table 1 Relative peak area and similarity of common peaks in fingerprints

2.2 芦头、主根、参尾中浸出物含量及分析

如表2所示，测得3 批白条党参芦头、主根、参尾中醇浸出物质量分数均值分别为48.64%、72.71%、76.71%，芦头与主根间具有显著差异（＜0.05），但参尾与主根间无显著差异（＞0.05）。水浸出物质量分数均值分别为46.05%、70.26%、73.01%，芦头与主根间具有显著差异（＜0.05），但参尾与主根间无显著差异（＞0.05）。表明芦头中水浸出物、醇浸出物质量分数均低于主根、参尾，主根、参尾之间质量分数较为接近。《中国药典》规定党参药材中醇浸出物不得少于质量分数55.0%，故芦头中醇浸出物含量不符合药典规定。

表2 白条党参各部分成分质量分数测定结果Table 2 Contents of chemical components in various parts of C.pilosula%

2.3 芦头、主根、参尾中糖含量分析

以葡萄糖质量浓度（mg/mL）为横坐标，吸光度（）为纵坐标，绘制标准曲线，得到回归方程为=11.329－0.018 5（=0.993 9），线性范围为10.02～60.11 μg/mL。如表2所示，最终测得3 批白条党参党参芦头、主根、参尾总糖质量分数均值分别为25.71%、36.39%、39.06%，芦头与主根间具有显著差异（＜0.05），但参尾与主根间无显著差异（＞0.05）。多糖质量分数均值分别为11.83%、15.74%、16.55%，芦头与主根间具有显著差异（＜0.05），但参尾与主根间无显著差异（＞0.05）。低聚糖质量分数均值分别为7.85%、13.39%、14.59%，芦头与主根间具有显著差异（＜0.05），但参尾与主根间无显著差异（＞0.05）。表明芦头中总糖、多糖、低聚糖含量低于主根、参尾，主根、参尾之间含量较为接近。

2.4 芦头、主根、参尾中党参炔苷含量分析

以党参炔苷质量浓度（mg/mL）为横坐标，峰面积（mAU）为纵坐标绘制标准曲线，得到回归方程为=7 107.066 9－0.292 62（=0.999 9），线性范围为4.09h10～1.05 mg/mL。如表2所示，最终测得3 批白条党参芦头、主根、参尾中党参炔苷质量分数均值分别为0.12%、0.06%、0.06%，芦头与主根间具有显著差异（＜0.05），但参尾与主根间无显著差异（＞0.05）。表明芦头中党参炔苷含量高于主根、参尾，主根、参尾之间含量较为接近。

2.5 芦头、主根、参尾中脂溶性物质含量分析

如表2所示，测得3 批白条党参芦头、主根、参尾中脂溶性物质质量分数均值分别为0.20%、0.15%、0.15%，芦头中脂溶性物质含量高于主根、参尾，主根、参尾之间含量较为接近，但芦头与主根间、参尾与主根间脂溶性物质含量均无显著差异（＞0.05）。

2.6 芦头、主根、参尾氨基酸含量分析

测定17 种氨基酸含量，氨基酸标准品及样品对比图如图4所示。其中7 种必需氨基酸（essential amino acids，EAA）包括Thr、Val、Met、Ile、Leu、Phe、Lys，9 种药用氨基酸（pharmacodynamic amino acids，PAA）包括Phe、Met、Leu、Lys、Tyr、Asp、Glu、Gly、Arg，6 种甜味类氨基酸（sweet amino acid，SAA）包括Pro、Gly、Ala、Ser、Thr、His，2 种鲜味类氨基酸（delicious amino acids，DAA）包括Asp、Glu，2 种芳香族氨基酸（aromatic amino acid，AAA）包括Tyr、Phe，5 种苦味氨基酸（bitter amino acid，BAA）包括Met、Arg、Val、Leu、Ile。3 批白条党参药材各部分氨基酸含量如表3所示。

表3 白条党参芦头、主根、参尾氨基酸含量结果Table 3 Amino acid composition of the root head, taproot and tail of C.pilosula

图4 混合对照品（A、B）和药材样品（C、D）色谱图Fig.4 Chromatograms of mixed reference substance (A and B) and C.pilosula samples (C and D）

由表3可得，3 批白条党参芦头、主根、参尾部分的总氨基酸（total amino acids，TAA）含量分别为8.456 7、4.285 5、4.353 9 mg/g；EAA含量分别为2.321 8、1.067 4、1.180 5 mg/g；PAA含量分别为5.804 5、3.050 8、3.045 1 mg/g；SAA含量分别为2.500 1、1.124 1、1.195 2 mg/g；DAA含量分别为2.213 7、1.001 3、0.991 1 mg/g；BAA含量分别为2.708 7、1.698 6、1.648 5 mg/g；AAA含量分别为0.481 7、0.201 3、0.242 6 mg/g。芦头中各氨基酸含量（除Met）与主根相比，具有显著差异（＜0.05），但参尾中各氨基酸含量（除Cys）与主根相比，无显著差异（＞0.05）。说明芦头中各氨基酸含量均高于主根、参尾，约为主根、参尾的1.5～3 倍，主根及参尾部分的含量较为接近。

3 讨 论

在3 批党参样品的芦头、主根、参尾指纹图谱分析中，样品的制备方法按照1.3.1节制备方法，采用液相色谱检测，往往只能检测到具有紫外吸收且相对分子质量较小的化合物，而这部分化合物在党参中的含量并不高，几乎没有一个成分的含量达到10级别，且总成分的含量并未超过总提取物的十分之一。关于各类成分的标记因较低的含量、更高的检测成本以及各自结构差异太大，在比较白条党参不同部分中具体的归属和含量范围的意义并不大，因此采用总体指纹图谱的方式进行评价。采用该方法一方面说明了白条党参各部分特征峰的相似性，同时基于取样量的基本一致性，也可获得各特征峰所代表功能因子相对含量的一致性。实验通过对照品保留时间及紫外光谱的比对鉴定峰14为党参炔苷，并将其作为参照峰计算各共有峰的相对峰面积。指纹图谱研究结果表明3 批白条党参药材的芦头、主根、参尾部分的醇提取物相似度均大于0.90，共匹配出24 个色谱峰，表明各批次药材的芦头、主根、参尾之间所含功能因子的种类较为相似。

3 批白条党参芦头中脂溶性物质质量分数最高，为0.20%，约为主根的1.3 倍，参尾与主根之间的质量分数含量较为接近，二者分别与主根相比，无显著差异（＞0.05）。芦头中功能因子如党参炔苷质量分数高于主根部分，为0.12%，约为主根的2 倍，芦头与主根间具有显著差异（＜0.05），主根、参尾之间的含量较为接近，参尾与主根间无显著差异（＞0.05）。党参炔苷对乙醇造成的胃黏膜损伤具有一定的疗效，是党参保护胃黏膜的活性成分之一。脂溶性物质在抗炎、抗氧化、抗菌等方面均具有较好的作用，故可将芦头应用到保健品、化妆品等领域。

3 批白条党参芦头中功能因子如醇浸出物、水浸出物质量分数最低，为48.64%、46.05%，芦头与主根间具有显著性差异（＜0.05），主根、参尾之间的含量较为接近，参尾与主根间没有显著差异（＞0.05）。芦头中总糖、多糖、低聚糖质量分数均低于主根和参尾部分，分别为25.71%、11.83%、7.85%，芦头与主根间具有显著差异（＜0.05），主根、参尾之间的含量较为接近，参尾与主根间没有显著差异（＞0.05）。研究表明，党参水提液对-半乳糖致衰老小鼠肺组织具有一定的保护作用，对化学药品诱导的学习记忆障碍小鼠也有明显改善作用。多糖类是白条党参的主要活性成分，也是其发挥药理作用的重要成分，基于前期研究可知，白条党参中的糖类物质具有较好的抗氧化、降血糖、抗炎、免疫调节作用。说明芦头部分具有一定的药用价值，但弱于主根、参尾部分。

氨基酸组成及比例是衡量蛋白质优劣的主要因素，很多氨基酸具有重要的生物学功能和药用价值。其中味觉氨基酸的种类与含量在食物风味方面起着重要的作用，3 批白条党参芦头中味觉氨基酸含量最高，为7.904 2 mg/g，约为主根的2.0 倍，芦头与主根间具有显著差异（＜0.05），主根、参尾之间的含量较为接近，分别为4.025 3、4.077 4 mg/g，参尾与主根间无显著差异（＞0.05）。可解释芦头气味浓烈的原因，也可将其作为食品添加剂、保鲜剂、调味剂等加以开发利用。

4 结 论

白条党参主根、参尾部分的功能因子如浸出物、党参炔苷、总糖、多糖、低聚糖及营养成分如氨基酸含量几乎无差异，说明其药用成分及营养成分含量较为接近，根据“成分相似，疗效相关”理论，推断白条党参主根、参尾具有相似的食用及药用价值，可替换使用。尽管白条党参芦头中功能因子如总糖、多糖、低聚糖及浸出物含量低于主根和参尾，但其功能因子如党参炔苷、营养成分如氨基酸及脂溶性物质含量高于主根及参尾，因此应该加以开发利用，避免资源浪费。

综上所述，白条党参芦头部分具有一定的保健及营养价值，弃之将造成白条党参资源的浪费，而主根、参尾部分功能因子种类及含量较为相似，推测其具有相似的药用及食用价值，可替换使用。本研究为白条党参资源的合理使用提供了实验依据，具有重要的社会经济价值和科学意义。