欢迎来到巨子生物×速力奥《人参皂苷档案》栏目，上一期我们介绍了百草之王——人参，这一期让我们走进人参的“黄金成分”----稀有人参皂苷。

1.天然人参皂苷的奥秘

人参皂苷主要来源于人参、西洋参和三七等多种药用植物的次级代谢产物，也是其发挥药效的主要活性成分[1]。这些人参皂苷又被称为天然人参皂苷或原型人参皂苷[2-3]

迄今为止，已从人参属植物中分离出150多个天然人参皂苷，包括Ro、Rb1、Rb2、Rb3、RC、Rd、Re、Rf、Rg1等[2]。

天然人参皂苷具有多种生物活性，但其骨架上含有较多糖基，分子极性较大，不易被人体直接吸收[2]。

2.稀有人参皂苷的“进阶之路”

研究发现，人参皂苷经过转化后的次级代谢衍生物具有更强的生物活性。

这种次级代谢衍生物，被命名为「稀有人参皂苷」[3]。

目前已鉴定的稀有人参皂苷主要有Rg3、Rh1、Rh2、Rh3、F1、F2、C-K、PPD、PPT等[4]。

稀有人参皂苷在调节新陈代谢、促进细胞分化增殖、抗肿瘤、降血糖、提升免疫力等方面作用显著。

因此，稀有人参皂苷在医药、保健品、营养品及化妆品等领域有着巨大的应用价值。

但是，稀有人参皂苷在天然人参植株中实际含量极少，于是研究者们开始转向稀有人参皂苷转化的研究[5]。

8.技术瓶颈与突破方向

传统的提取方式难以得到大量的稀有人参皂苷成分。实验数据表明，1kg人参能提取30-50g天然人参皂苷，占比3%-5%[6-9]；相比之下，稀有人参皂苷的提取量极为有限，1kg人参仅能提取10mg稀有人参皂苷，占比0.001%[10-11]。

获取稀有人参皂苷的传统方法面临两大难题：天然含量极低与植物原料依赖。

主要方法为化学转化法和生物转化法[4]。

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在传统方法中，高稀缺、难获取、难合成等种种因素大大构筑了这一原料提取工艺的壁垒，使得稀有人参皂苷实现量产成为一项全球范围的技术难题。

4.合成生物学来破局

20世纪末以来，合成生物学的发展使得微生物从头异源合成稀有人参皂苷成为可能，此方法被称为生物合成法[5]。

生物合成法具有周期短、产量高、安全无污染、提取工艺简单等诸多优势。

突破了稀有人参皂苷规模化量产的一大重要限制，在满足社会对稀有人参皂苷的需求方面具有重要意义[12]，为稀有人参皂苷的应用开辟了广阔前景。

目前，巨子生物已将合成生物学技术应用于稀有人参皂苷制造的发酵过程中

并成功实现5种高纯度稀有人参皂苷Rk3、Rh4、Rk1、Rg5、CK的百公斤级规模量产。

[1]刘啸尘,范代娣,杨帆,等,人参皂苷化合物生物合成进展[J].中国生物工程杂志,2021,41(01):80-93.

[2]林彦萍,张美萍,王康宇,等.人参皂苷生物合成研究进展[J].中国中药杂志,2016,41(23):4292-4302

[3]刘蓉,许盼盼,李仕琳,等.生物转化技术制备稀有人参皂苷的研究进展[J].特产研究,2019,41(02):114-117.

[4]袁松竹,王斌,周旋,等,稀有人参皂苷生物转化的研究进展[J].食品工业科技,2023.44(12):480-489.

[5]李冰,张传波,宋凯,等,生物合成稀有人参皂苷的研究进展[J].中国生物工程杂志,2021.41(06):71-88.

[6]信小娟,陈旸,丛建华,不同提取方法对人参皂苷收率的影响[J].中国林副特产,2015(01):34-35.[7]曲正义,赵景辉,张瑞,孙成贺,常树卓,姚春林,王英平,吉林省不同产地人参总皂苷含量的比较[J]特产研究,2012.34(01):34-36.

[8]张春红,张崇禧,郑友兰,瞿爱龙,胡昊,王茂义,浸渍法提取人参皂苷最佳工艺的研究[J].吉林农业大学学报,2003.25(01):73-74+78.

[9]李伟.人参中总皂苷提取工艺研究[J],黄冈职业技术学院学报,2022.24(01):101-104.[10]陈小春,戴柱,傅荣昭,生物转化法制备稀有人参皂苷RH2[J1江西化工,2019(02):55-57.

[11]UDP-糖基转移酶的鉴定及代谢工程改造酿酒酵母合成稀有人参皂苷[A].王平平,魏维,魏勇军,杨成帅,赵国屏,严兴,周志华,中国菌物学会2016年学术年会,2016.

[12]郭佳龙,刘畅,王瑶,等,稀有人参皂苷的应用基础与开发利用研究进展[J].中国中药杂志,2024.49(02):304-314.