人参产业现状及发展思路

1 人参产业现状

人参为名贵中药材,世界上多个国家和地区销售人参及其制品。人参产业涉及到一、二、三产业等诸多领域,从改革开放至今,我国人参产业发展大致可分为4个时期。改革开放到20世纪80年代末,是人参产业的扩张期,随着改革开放逐步深入,人参种植面积迅速扩大,产量迅速提高,种植经验日趋成熟。20世纪90年代初到2002年,是人参产业震荡期,人参价格急剧下滑,产业发展缓慢。2003年至2012年,是人参产业恢复期,政府加强对人参产业的重视,利用科技支撑人参产业。2012年至今,是人参产业飞速增长期,人参被批准为“新资源食品”后,随着政府的重视、龙头企业的参与、研究机构的科技支撑等等,人参产业进一步壮大,具备了跨越式发展的条件。

吉林省作为人参的主产区,产量占全国的80%,在国内外市场中占有明显优势。2014年,吉林省鲜参总产2万t,人参留存面积5000万m,人参产值实现404.5亿元,其中,人参种植实现产值69.3亿元,原料初加工及产品开发实现产值335.2亿元。

2 人参基础科研研究进展

2.1 人参种质资源及其品种鉴定

种质资源是所有物种发展的源头,种质的优劣对产量以及质量有决定性的作用。目前中国农业科学研究院特产研究所已经建立了人参种质资源库,收集人参种质资源600余份。人参种质主要为农家类型,包括大马牙型、二马牙型、长脖型、圆膀圆芦型以及黄果型,由于种源混杂,后代性状分化,产量较低,病害较重,质量较差。截至2012年末,吉林省经过农作物品种审定委员会审定的人参品种有吉参1号、黄果人参、新开河1号等新品种,其中吉参1号结束了我国人参无良种的历史,新开河1号是唯一适合农田栽培的品种,目前已经开始大面积推广,田间面积已达到333hm。黄璐琦等应用多重等位基因特异聚合酶链反应(PCR)技术,在同一PCR反应中检测人参单核苷酸多态性(SNP)位点,以达到准确鉴别人参的目的,为等位基因特异PCR在中药材鉴别中的应用提供依据。陈士林等分析了土壤、气候等生态因子对人参分布的影响,探讨了主流人参种植模式的特点,针对目前人参种植中存在的主要问题,提出了保障人参产业可持续发展的研究策略。黄璐琦等通过对栽培人参不同品系之间的遗传多样性进行研究,发现大马牙类型内各品系间的亲缘关系近于二马牙类型各品系样品间的亲缘关系。赵雨等通过研究不同生长时期及年限人参中酶的活力变化,为人参等级划分、栽培采收及生产提供科学依据。

2.2 人参种植及病虫害研究

伐林栽参是人参传统的种植方式,21世纪初,天然林资源保护工程的提出和开展,使人参种植由伐林栽参开始转向平地栽参。魏建和等以中药材产地适宜性分析地理信息系统(TCMGSI-I)为工具,以吉林抚松为道地基点县,分析了人参的全国适宜产地,对于认识人参的道地产区形成、生态气候特点要求及适宜区的划分具有重要参考价值。

人参忌连作以及红皮病制约了人参生产的发展。陈长宝首次将化感作用引入人参忌连作研究,研究了人参-化感物质-微生物三者之间的关系,轮作周期从30年缩短到5年,为其他具有连作障碍的中药材种植提供思路和方法。本课题组采用比较蛋白组学技术对正常及红皮病人参的蛋白表达图谱进行了比较研究,初步揭示红皮病的产生机制。

2002年《中药材生产质量管理规范(试行)》(GAP)施行后,人参规范化种植基地在2004年成为全国首批、吉林省内第一个通过GAP现场认证的中药材,至今已经先后组建了6个人参规范化种植基地,其中已经有4个人参基地先后通过了国家GAP认证,人参已成为单品种通过国家GAP基地认证数量最多的中药材。

2.3 人参质量标准建设

2009年我国正式颁布包括《野山参鉴定及分等质量》在内的11项人参国家标准。2011年,首次获得《人参种子种苗国际标准》的制定权,实现了中国主导制定人参领域国际标准零的突破。2014年完成了《人参种子种苗国际标准》的建设,规范人参生产国的人参种子种苗的研究、生产、流通过程,为人参产品的质量提供基本保障。明确了中韩人参来源的一致性。

2.4 人参化学成分及药理活性研究

从红参、生晒参或白参中共分离鉴定出70余个人参皂苷,杨秀伟等对吉林省长白县人参规范化种植基地栽培人参的皂苷成分进行了系统研究,从其根和根茎的70%乙醇提取物中分离鉴定了28个化合物,所有化合物均系20(S)-原人参二醇型或原人参三醇型皂苷;采用液质联用技术从吉林栽培人参、林下参检出131个皂苷类成分,对其中的19个主要人参皂苷进行了定量分析;并与韩国锦山郡栽培人参进行了比较,通过主成分分析判定吉林和韩国锦山郡栽培人参的人参皂苷基本一致;利用质谱、核磁等技术从人参茎叶总皂苷及其水解物中分离出多种人参三萜类化合物和生物碱,并证明某些人参三萜是沉默信息调节因子2同源蛋白1(SIRT1)通路潜在的激活剂。人参化学成分中还包括有蛋白、有机酸、酯类、维生素及多种微量元素。现代药理研究表明人参对心血管系统、中枢神经系统以及肝脏具有调节和保护作用,并且具有抗休克、清除自由基的功能及其他作用。赵雨等进行了人参蛋白抗疲劳作用研究。

2.5 人参前沿研究

中药是一个复杂体系,需要从多学科的视角和方法进行综合研究,这样才能支持和引领中药产业的持续和深层次发展。利用基因组、转录组和蛋白质组学等方法,研究人参生长发育、致病机制、野山参与人工种植人参之间的差异变化等关键科学问题,是提升对人参认识、诠释人参本质和系统开发利用人参的新思路。

2010年,陈士林等展开了人参基因组计划,采用DNA条形码等分子鉴定技术、一代和二代测序技术、基因克隆技术等为人参属药用植物在分子水平的研究提供保证,揭示了人参属药用植物转录组及功能基因等遗传信息,加速了人参属药用植物基因组图谱绘制,为阐明人参属植物中重要次生代谢产物———人参皂苷合成的分子机制、实现体外合成重要天然产物以及对未来新药的研发奠定基础。

2011年,赵雨等开展了人参转录组研究,研究人参不同年生以及林下参和园参之间的差异,并且通过数据筛选提出了人参病虫害生物防治的思路,为人参的差异性研究以及生物防治提供科学基础和理论依据,并且对新药的研发提供了筛选和发现平台。陈士林等认为,到目前为止,对于人参化学成分及药理作用的研究已比较深入,但对于人参在基因水平上尤其是转录组学的研究还涉及较少。随着现代生物技术的不断发展及其在中药领域的广泛应用,对于中药中的主要药材的转录组学进行深入研究已显得尤为重要。

3 人参产业发展所面临的问题

3.1 人参资源及种植领域

3.1.1 平地栽参配套集成技术亟需集成和规范

土地资源日渐稀少,新的人参生产模式亟需集成和建立。目前规范化栽培技术是在总结以往栽培技术经验基础上建立的,一些措施缺乏科学性,需要再研究;有机农药使用量仍然很大,导致大量农药残留。

3.1.2 人参病害的生态综合防治技术问题还没有完全得到有效解决

开发的人参生物农药以及病虫害防治农药针对性和有效性不高,亟需对其发病及防治机制进行深入研究。

3.2 人参物质基础及作用基础领域

3.2.1 人参临床药效物质基础仍未彻底阐明

以人参为基源的创新药物研发仍存在障碍。人参功效广泛,在提高机体免疫功能、抗肿瘤、治疗心脑血管系统疾病等方面都有一定的作用。目前有关人参皂苷等小分子研究很多,也取得很多成果,但现有研究不能完全解释人参所具有的广泛临床疗效。

3.2.2 人参“燥性”问题成为人参广泛应用的最大障碍

人参是否具有温燥之性,也就是民间流传的吃人参“上火”,是人参广泛应用的最大障碍。前期大量的动物实验未能给出明确的结论,中医专家认为“上火”是中医的症,评价方法应该是临床试验,同时去燥性的有效途径可以通过中药配伍来解决。因此,需要系统评价炮制和配伍前后燥性变化,阐明服用人参后导致“上火”的机制,并寻找能缓和或改变其温燥之性的方法。

3.2.3 野生与种植人参化学成分及药效作用差异缺乏系统研究

人参分为种植人参和野山参两大类,种植人参也称为园参,野山参与园参在临床疗效上有着一定差别,但是差异原因一直尚未弄清。目前本课题组展开了野山参和园参蛋白质组学以及转录组学方面的研究,试图从其转录组和蛋白质组学数据的分析说明野山参和园参之间在分子水平上的差异,但其差异机制仍需进一步研究。在此基础上,开展高丽参、平地栽参与林下参的比较研究。

3.2.4 人群食用后的安全性评价以及安全性的再评价是推动人参全面进入食品的重要环节

虽然通过一系列实验证明长期服用人参是安全的,但必须承认无论药品还是食品都可能存在不良反应,认真开展人参食用后的安全性评价及再评价,确定人参不同剂量、组分、采集时间、种类以及加工方法对人群生理功能的调节作用,有利于及早发现问题、解决问题,防止出现不可控的问题。

3.2.5 饮片炮制过程成分转化规律不清楚、中药注射剂原料质量不稳定

炮制基础研究薄弱,没有明确质量控制关键点;粗放式加工,缺乏细致入微的技术细节;设备落后,缺乏现代规模化生产设备。优质红参率低的问题主要是工艺问题,加工各环节没有统一的质量控制标准。

3.3 人参产业转化领域

3.3.1 资源优势没有有效地转化为经济优势

目前我国人参以生药材原料销售为主,约占总产量的80%,深加工产品的国际市场占有率较低,缺乏与高丽红参相比拟的特色产品,没有具有影响力的红参品牌,最重要的红参市场被韩国产品长期占据。

3.3.2 人参化妆品等特色产品开发被忽视

人参一直被视为传统的美容护肤佳品。含有人参成分的化妆品均受到广大消费者的青睐。然而这类化妆品中还存在着很多亟待解决的问题:一是所添加的人参提取物均为粗提物,其化学组成不确定,稳定性较差;二是所用人参粗提物活性比较低,因此不得不添加其他活性物质制成复配化妆品;三是缺乏切实可行的国际公认的质量和功能评价标准;四是人参美容护肤机理和功效物质研究落后,人参的美容护肤作用是一个复杂的综合调控,仅仅用皂苷并不能完全阐明人参美容护肤功效。目前已经分离出一些非皂苷类的具有美白功效的成分、促进表皮细胞生长因子及清除自由基活性因子,其相关机理也已经得到深层次的探讨,并且开发出一系列具有较强作用的人参化妆品。

3.3.3 人参组织培养仍未实现工业化

组织培养技术对植物次生代谢产物的生产提供了有效的途径。由于任何植物的离体细胞在人工培养下仍具有合成药物成分的能力,可通过调节培养条件有效地提高其含量和质量,并且具有低农残、低重金属含量等特点。野山参组织培养物或许可以作为野山参的替代物,以进一步开发食品和日化产品。我国在人参属药用植物组织和细胞培养的工业化方面虽然取得了一定的成绩,但总的来看还处于探索阶段。

4 人参产业未来发展战略思路

人参作为最重要的中药材大品种,其科技创新不仅是产业发展的需要,重要的是能够更好地指导临床应用,同时为其他中药材大品种研究提供示范。人参现代研究已经历了半个多世纪,并取得了一些阶段性成果。主要集中在人参种植技术集成和产品开发两个方面。但是人参产业依然面临着两个严重的问题:一是我国人参产业长期处于原料提供国地位,产业在发展过程中较为重视产品研发,对一些共性科学研究缺乏内需动力;二是人参成分复杂,研究积累不够,相关学科研究方法不成熟。

人参具有诸多重要临床功效,并经过了几千年中医临床实践的考验。而现代研究还不足以对人参是“百草之王”给予理论上的支持。对人参传统功效的科学内涵的诠释是人参现代研究重中之重的任务。只有很好地回答这个问题,才能正本清源,用现代研究结果科学地指导临床应用,才能发现人参的特异性,开发出适应国际和国内市场的高技术产品,否则只靠法规和市场行为将人参做到千亿规模是不现实之举,人参在临床上也不可能更科学地得到广泛应用。因此未来人参研究应该避免“范围广、深度浅”的发展模式,抓住传统特色,突破若干重大科学技术问题,更好地促进产业发展,改变尴尬局面,为其他大品种中药材产业化开发提供经验。

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