徐 潔

西安海棠職業(yè)學(xué)院，陜西 西安 710038

1 人參概述

1.1 人參簡介

人參的根部非常大，外形和紡錘類似，表面有非常多的分支，與人類的四肢相似，所以被人們稱為“人參”。它是一種藥食同源的植物資源，具有強(qiáng)大的滋補(bǔ)效果，被人們稱為“百草之王”，是貂皮、鹿茸之外的聞名遐邇的“東北三寶”之一，是馳名中外、老幼皆知的名貴藥材?，F(xiàn)代技術(shù)研究表明，人參分離出30 多種皂苷、多糖，它們是人參生理活性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.2 人參的化學(xué)成分

1.2.1 人參皂苷成分

醫(yī)學(xué)和藥理的研究證明，人參的主要有效成分之一——人參皂苷，是人參根部主要的生理活性物質(zhì)。我國的科技人員和技術(shù)人員現(xiàn)已從國產(chǎn)人參根中分離出Re、Rf、Rg2 等10 種人參皂苷[1]，并且從人參莖葉中分離出Rbl、Rd、Re 等14 種單體，從人參的果子中分離出Rb1、Rb2、Rc、Rd、Re 等8 種人參皂苷單體[2]。

1.2.2 人參多糖成分

人參含有的糖類成分主要是單糖、低聚糖和多糖，有一定生理活性的人參糖類成分為人參多糖。人參多糖主要含酸性雜多糖和葡萄糖[3]。這些人參多糖都含有一定量的多肽，這些人參糖肽為人參中天然存在的生物活性物質(zhì)。

1.2.3 其他成分

人參中還含有大量可以揮發(fā)的油、多種氨基酸與微量元素、維生素和酶、人參皂苷、麥芽酚、腺苷等活性物質(zhì)[4]。

2 酵素概述

2.1 酵素簡介

酵素是酶的另一個名字，它的很多性質(zhì)和功能都和酶類似，它是由多種氨基酸組成的具有特殊生物活性的物質(zhì)，又名植物綜合性酶。酵素分為狹義酵素和廣義酵素。狹義酵素單指酶，廣義酵素指酶和產(chǎn)酶微生物及其相關(guān)調(diào)節(jié)因子，主要強(qiáng)調(diào)微生態(tài)整體[5]。2016 年，中國微生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會制訂了酵素團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定酵素是以蔬菜、水果、中藥材等為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵制得的含有生物活性成分的產(chǎn)品。酵素發(fā)酵的過程非常復(fù)雜，包括微生物與微生物、微生物與底物、底物與底物之間的相互作用。微生物在發(fā)酵的同時也會增加一些新的功能，使酵素具有保健價值。

2.2 酵素的相關(guān)研究——酵素發(fā)現(xiàn)

在辭海中，酵素是酶的舊稱。酶本身是個近現(xiàn)代的概念，而“酵”的淵源較早，如北宋末年朱肱《北山酒經(jīng)》中的“用酵四時不同，寒即多用，溫即減之”?？梢?，“酵”有酵母之意，故從字面上理解，酵素即酵母之要素。酶（enzyme）是德國科學(xué)家畢希納通過破碎酵母細(xì)胞最終確認(rèn)的，故有存在于（en）酵母（zyme）中的要素之意。酵素是各種生化反應(yīng)的催化劑，能通過降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速度，但不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)，具有催化效率高、專一性強(qiáng)、作用條件溫和等特點(diǎn)。所以，酵素的保存需要考慮溫度和酸堿度，高溫和低溫都可能影響酵素的保存，破壞酵素的功能。

2.3 探究酵素對研究本課題的意義

隨著時代的進(jìn)步，我們的生活水準(zhǔn)在不斷提高的同時，我們的生活環(huán)境也在不斷被污染。一些報道稱，現(xiàn)在人類出現(xiàn)的很多非常奇怪的疾病，都是由于人們不良的生活習(xí)慣和較大的精神壓力引起的。國內(nèi)外專家的研究表明，酵素在保護(hù)人類身體健康方面有很大的功效，可以預(yù)防多種疾病。因?yàn)榻退卮蠖嗍怯伤蛘呤卟税l(fā)酵而成的，所以酵素被稱為天然無添加的物質(zhì)，深受人們喜愛。

3 人參酵素的理化指標(biāo)測定

3.1 人參酵素酸堿度測定

3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

實(shí)驗(yàn)材料：人參酵素，pH 試紙，玻璃棒，比色卡，表面皿，膠頭滴管，pH 計，燒杯，pH 6.68 的標(biāo)準(zhǔn)液，pH 4.00 的標(biāo)準(zhǔn)液，去離子水，濾紙，溫度計。

3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法

pH 試紙測定酸堿度范圍 取潔凈的玻璃棒沾取微量人參酵素，滴在pH 試紙上，觀察試紙的顏色變化。按照同樣的方法，用不同pH 范圍的試紙測定，觀察顏色的變化。然后將試紙的顏色對照比色卡，判斷人參酵素的pH 范圍。

pH 計測定人參酵素酸堿度 校準(zhǔn)液A：pH 為6.86 的液體；校準(zhǔn)液B：pH 為4.00 的液體。

第一步：測量校準(zhǔn)液A 的溫度，看pH 上的溫度是否和溫度計上示數(shù)一樣，不一樣就進(jìn)行溫度補(bǔ)償，將溫度調(diào)到一致。

第二步：測后要用提供的清洗液將電極浸入洗凈，使用濾紙將電極清潔，再蓋上蓋子。

第三步：在燒杯中倒入校準(zhǔn)液A 4 mL，用于沖洗電極和燒杯。往燒杯中倒入15 mL 的校準(zhǔn)液A，將電極浸入校準(zhǔn)液A 中，若pH 計的示數(shù)不是已知溶液的pH，則進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到pH 一致并且保持穩(wěn)定。

第四步：測后要用提供的清洗液將電極浸入洗凈，再使用濾紙將電極清潔。測量校準(zhǔn)液A 的溫度，然后看pH 上的溫度是否和溫度計上示數(shù)一樣，如果不一樣就進(jìn)行溫度補(bǔ)償，將溫度調(diào)到一致。

第五步：在燒杯中倒入已知校準(zhǔn)液B 4 mL，用于沖洗電極和燒杯。再往燒杯中倒入15 mL 的校準(zhǔn)液B，將電極浸入校準(zhǔn)液B 中，若pH 計的示數(shù)不是已知溶液的pH，則進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到pH 一致并且保持穩(wěn)定。

第六步：使用溫度計測定人參酵素的溫度，看pH 上的溫度是否和溫度計上示數(shù)一樣，如果不一樣就進(jìn)行溫度補(bǔ)償，將溫度調(diào)節(jié)到一致。

第七步：最后將電極插入人參酵素中，讀取pH計上的示數(shù)，即為人參酵素的pH。

3.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

使用pH 試紙測定人參酵素的酸堿度，通過比色卡對比，粗略估計人參酵素的pH 范圍在2.7～5.4之間，呈酸性。使用pH 計測定酵素的酸堿度結(jié)果為3.68。

3.2 人參酵素中的皂苷含量測定

3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

實(shí)驗(yàn)器材：燒杯，玻璃棒，量筒，一次性滴管，鐵架臺，100 mL 的容量瓶，稱量紙，標(biāo)簽紙，具塞試管，移液槍，分液漏斗，燒瓶。

實(shí)驗(yàn)試劑：人參酵素，香草醛，高氯酸，甲醇，酒精，正丁醇，乙醚，人參皂苷Re 標(biāo)準(zhǔn)品，冰醋酸。

3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)原理 用香草醛比色法測定人參酵素中的皂苷含量，為了使檢測的結(jié)果準(zhǔn)確，我們要在香草醛中加入高氯酸。

溶液配制 2 mg/mL 人參皂苷溶液：準(zhǔn)確稱量人參單體皂苷Re 10 mg，放入5 mL 的容量瓶里，加甲醇溶解并稀釋至刻度。

70% 乙醇：將無水乙醇與純水按7∶3 的體積比混合，按量調(diào)配。

5% 香草醛—冰醋酸溶液：用精密天平稱5 g 的香草醛粉末，然后用冰醋酸稀釋到100 mL。

水飽和的正丁醇，正丁醇飽和的水：在干凈的燒杯中依次加入蒸餾水和正丁醇，立即出現(xiàn)分層的現(xiàn)象。此時下層的是正丁醇飽和的水溶液，記作A 液，上層的是水飽和的正丁醇溶液，記作B 液。

實(shí)驗(yàn)步驟 樣品溶液的制備：取人參酵素樣品10 mL，倒入燒瓶中。將燒杯放在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上，將水溫度調(diào)節(jié)在70℃，使酵素在燒瓶中揮發(fā)蒸干（注：旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器時的速度應(yīng)盡量慢，以保證受熱均勻，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的蒸發(fā)速度很快）。蒸干后應(yīng)先打開氣閥排氣，再取下燒瓶，加入5 mL 的A 液，將蒸干后的殘留物在超聲機(jī)里面超聲水浴使其溶解，數(shù)分鐘后，溶解完全，倒入容積100 mL 的燒杯中。用50 mL 的B 液對超聲后的溶液進(jìn)行萃取操作，每次萃取30min，重復(fù)操作4 次，將4 次操作中分液漏斗的上層清液混合在一起，用B 液再進(jìn)行一次萃取，一共進(jìn)行5 次萃取。將5 次萃取后的液體混合在一起，一次性全部倒在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中揮發(fā)蒸掉，而后使用少量的甲醇先將蒸掉后的殘渣溶解，再加甲醇到容量瓶的10 mL 刻度處。

通過對人參皂苷Re 在波長400～700 nm 之間進(jìn)行光譜掃描，確定它的最大吸收波長，找到光譜達(dá)到波峰時的波長為550 nm。

標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：取編號1～6 的6 支帶有塞子的潔凈玻璃試管，用移液槍精確吸取0 mL、0.02 mL、0.04 mL、0.06 mL、0.08 mL、0.1 mL 的質(zhì)量濃度為2 mg/mL 人參皂苷溶液，依次加入6 支試管中。將6 只試管放在70℃的水浴中使液體揮發(fā)干凈，最后試管里剩下極少量的粉末。用流水使試管溫度降下來，冷卻后用移液槍向6 支試管中都加入0.2 mL 配制好的香草醛冰醋酸溶液、0.8 mL 的高氯酸，立刻機(jī)械搖勻，蓋上塞子，在60 ℃的恒溫水浴中水浴一刻鐘，馬上冷卻，再加入冰乙酸5.0 mL，機(jī)械搖勻后，用加入的試劑作為空白對照組，在分光光度計中測定吸光度。

3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制操作下測定的吸光度如表1。

表1 不同濃度人參皂苷Re 的吸光度

以人參皂苷的含量作為標(biāo)準(zhǔn)曲線的橫坐標(biāo)，不同含量對應(yīng)的吸光度作為標(biāo)準(zhǔn)曲線的縱坐標(biāo)，畫出標(biāo)準(zhǔn)曲線（如圖1），得回歸方程：y=4.498 6x-0.003 8，R2=0.995。

圖1 人參皂苷Re 的標(biāo)準(zhǔn)曲線

樣品溶液穩(wěn)定性試驗(yàn)取樣品溶液，進(jìn)行比色，每間隔10 min 測定一次吸光度，測定30 min 內(nèi)的吸光度（如表2）。

表2 樣品吸光度數(shù)據(jù)測定

相對標(biāo)準(zhǔn)差（SRSD）=準(zhǔn)偏差人/計算結(jié)果的算術(shù)平均差×100%

平均值X=（0.895+0.920+0.934）÷3=0.916

標(biāo)準(zhǔn)偏差SD=[（0.920-0.895）+（0.934-0.920）]÷2=0.195

SRSD=0.019 5-0.916×100%=2.1%（n=3）

數(shù)據(jù)表明，實(shí)驗(yàn)樣品溶液在實(shí)驗(yàn)中具有穩(wěn)定性。

按“標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制”下的操作來測定樣本溶液的吸光度，再把吸光度帶入人參皂苷的標(biāo)準(zhǔn)曲線測出來的回歸方程，算出相應(yīng)的人參總皂苷含量。取穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)中三次測定吸光度的平均數(shù)，查到其產(chǎn)生的皂苷含量為0.20 mg/mL。

本實(shí)驗(yàn)是通過分光光度計進(jìn)行測定的，先檢測出人參皂苷單體Re 的標(biāo)準(zhǔn)品和配置的樣品溶液在一定波長范圍內(nèi)的最大吸收波長。配置不同含量的人參皂苷單體Re 的標(biāo)準(zhǔn)品，做出一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，將人參皂苷Re 的含量作為標(biāo)準(zhǔn)曲線的橫坐標(biāo)，所測定的吸光度作為標(biāo)準(zhǔn)曲線的縱坐標(biāo)，回歸方程為y=4.498 6x-0.003 8，R2=0.995。再測樣品溶液的吸光度，本實(shí)驗(yàn)共測了三次樣品溶液的吸光度，每隔10min 測一次，吸光度近似處于穩(wěn)定，取三次吸光度的平均值，帶入回歸方程，算出對應(yīng)的皂苷含量x值。

4 結(jié)論

通過溫度補(bǔ)償和標(biāo)準(zhǔn)液校準(zhǔn)，我們可以確定pH計測定的人參酵素的pH 是一個相對準(zhǔn)確的值，且人參酵素的pH 為3.68，呈酸性。我們?nèi)梭w食用的酸性食品，可以疏通和軟化血管，也可以清潔殺菌，增強(qiáng)人體免疫力。

酵素是發(fā)酵的產(chǎn)物。經(jīng)測定，人參酵素中存在較低的酒精度。所以在食用人參酵素時應(yīng)謹(jǐn)慎，酒精過敏的人慎用。

本次實(shí)驗(yàn)所得的人參皂苷Re 標(biāo)準(zhǔn)曲線較為精確，可以很好地表現(xiàn)不同含量的人參皂苷在550 nm處的吸光度的變化規(guī)律。每隔10 min 測定樣品溶液在550 nm 波長下的吸光度，顯示吸光度較為穩(wěn)定，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，結(jié)果測得樣品中的人參酵素含量為0.2 mg/mL。