长春中医药大学揭示西洋参果发育期成分演变规律 助力精准采收与高值化开发

西洋参果在发育过程中呈现显著的成分积累与抗氧化活性动态变化,变色期为人参皂苷积累高峰,红熟期总黄酮与总多糖含量最高且体外抗氧化活性最强,为西洋参果的分类采收与高值化梯级开发提供了科学依据。

作者|李松豪 运营|魏雨欣 图片|网 络 来源|FFL未来食品实验室

FFL总结与推荐

一、技术推荐

西洋参已被广泛应用于医药、保健品及功能性食品领域,其果实(西洋参果)同样蕴含丰富的人参皂苷、总多糖及总黄酮等生物活性成分,且浆果中的人参皂苷种类与总量甚至远高于传统入药的根部。然而,在传统农业采收与加工过程中,西洋参果常作为副产物被直接遗弃,造成了严重的中药资源浪费与环境负担。

此外,西洋参果在发育成熟过程中,内部活性物质的积累规律十分复杂,不同生长期成分的动态变化对其抗氧化活性的影响机制尚不明确,这严重制约了西洋参果的最佳采收期确定及其高值化开发利用。

鉴于此,长春中医药大学研究团队对西洋参果进行了系统的发育时期划分,将其划分为4个生长期(青果期 GS、变色期 CS、黄熟期 YS、红熟期 RS)。团队精确定量了不同生长期内总皂苷、总多糖、总黄酮及7种主要人参皂苷单体的含量演变,结合主成分分析(PCA)、层次聚类分析(HCA)与偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计学手段筛选出关键差异标志物,并对比评价其对 DPPH、羟自由基和超氧阴离子自由基的清除能力。本研究深入解析了成分积累与抗氧化功效之间的量效与质效关系,为西洋参果的精准采收与高价值功能产品开发提供了坚实的实验依据。

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▲图源:网络

二、核心痛点

其一,非药用部位资源浪费严重与采收期盲目。传统产业仅以西洋参根入药,海量西洋参果被视作废弃物。缺乏对果实成熟过程中活性成分积累动态的系统认识,导致采收时机缺乏科学标准。

其二,成分演变规律不清与活性基础不明确。西洋参果成熟过程中各类成分消长规律复杂。不同采收期原料的抗氧化活性及其关键活性物质基础尚缺乏系统实验与数据支撑。

三、本技术核心优势

首先,研究团队依据开花后时间及果实外观形态特征,将西洋参果划分为4个生长期:青果期(GS,开花后29~36 d)、变色期(CS,开花后37~45 d)、黄熟期(YS,开花后46~55 d)及红熟期(RS,开花后56~70 d)。随着果实逐渐成熟,果体明显膨大,果皮颜色由绿色转变为红色。

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▲图1 不同生长期西洋参果的外观特征

随后,利用高效液相色谱(HPLC)与显色比色法精确定量不同生长期西洋参果中的主要指标成分。研究发现,总皂苷及7种人参皂苷含量总和呈现“先上升后下降”的趋势,在变色期(CS)达到峰值,随后逐渐减少;而总多糖与总黄酮含量则随成熟过程持续升高,在红熟期(RS)达到最高。其中,人参皂苷在果实中含量较高,且总黄酮含量自黄熟期(YS)起已超越总皂苷。

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▲图2 不同生长期西洋参果中各人参皂苷含量堆叠图

研究进一步引入主成分分析(PCA)、层次聚类分析(HCA)与偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计方法对7个人参皂苷单体进行降维与模式识别。PCA与HCA均成功将不同生长期样品划分为“成熟前(GS、CS)”与“成熟后(YS、RS)”两大簇群;PLS-DA模型配合 VIP 值筛选(以 VIP > 1.0 为标准),成功筛选出3个导致不同生长期差异的关键标志成分,分别为人参皂苷Rb3、Rh2和Re。

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▲图3 不同生长期西洋参果 PLS-DA VIP 值图

最后,研究对比评价了不同生长期西洋参果对 DPPH 自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基的体外清除效力,并进行了相关性分析。结果表明,西洋参果对3种自由基的清除能力均随果实成熟而单调增强(RS > YS > CS > GS)。相关性分析揭示,3种自由基的清除率均与总黄酮及总多糖呈极显著正相关,而与差异皂苷成分无正相关性,证实多糖与黄酮类成分的积累是驱动西洋参果成熟过程中抗氧化活性提升的核心因素。

四、总结

本研究系统揭示了西洋参果在发育成熟过程中的成分积累动态与抗氧化活性的作用机理。研究表明,变色期(CS)是积累人参皂苷类成分的最佳时期;而红熟期(RS)则是总黄酮与总多糖积累的高峰期,此时果实展现出最强的体外自由基清除能力。本研究打破了传统产业将西洋参果作为废弃物的现状,为西洋参果的“分类采收、梯级利用”提供了科学依据与数据支撑。

参考文献

[1] 刘禹希, 王亚萍, 苑溪桐, 等. 西洋参果不同生长期成分变化与抗氧化活性的相关性研究 [J/OL]. 中药材, 2026, (5): 1144-1150 [2026-09-21]. https://doi.org/10.13863/j.issn1001-4454.2026.05.007.

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