人参组织培养物在《已使用化妆品原料目录》Ⅰ中的序号为 5490,INCI 名称为 PANAX GINSENG TISSUE CULTURE。它与我们此前讨论过的人参根发酵产物滤液,构成了解决同一个问题的两条不同技术路线:一个靠微生物发酵,一个靠植物组织培养。这个对照很有价值——两条路都在试图绕开人参传统种植的瓶颈,但产物形态、成分特征与质控逻辑完全不同。本文从人参为什么需要生物技术路线讲起,重点说明毛状根培养这条路径,以及它与发酵法的分工。
一、人参为什么需要另找出路
人参的供应存在几个结构性的困难。
| 困难 | 具体表现 |
| 生长周期长 | 从种植到采收需要数年时间 |
| 栽培条件苛刻 | 对土壤、遮阴、病害管理要求高,连作障碍明显 |
| 野生资源稀缺 | 野生资源已难以支撑商业化利用 |
| 目标成分含量低 | 主要活性成分在植株中占比有限,且受生长年限影响 |
这几项叠加的结果是人参原料成本高、供应受周期约束、批次一致性难以保证。因此产业上一直在寻找替代性的生产方式,生物技术路线是其中最主要的方向,具体分为两支:一支是用微生物发酵人参材料,另一支是用组织培养直接生产人参的细胞或组织。
发酵路线此前已经讨论过,其核心在于微生物的糖苷酶对皂苷的转化。而组织培养路线的思路不同:它试图让人参细胞或组织在离体条件下直接生长并合成目标成分。
二、三条技术路线的差别
| 路线 | 培养对象 | 特点 |
| 愈伤组织培养 | 脱分化的细胞团 | 诱导容易,但皂苷合成能力常不稳定 |
| 不定根培养 | 诱导产生的不定根 | 分化程度较高,皂苷合成能力相对较好 |
| 毛状根培养 | 发根农杆菌转化形成的毛状根 | 生长快、激素自养、遗传相对稳定 |
愈伤组织是最容易建立的,但从生产角度看有明显短板:脱分化状态下,与次生代谢相关的途径往往表达不足,目标皂苷的合成能力可能偏低,且长期继代后容易下降。
不定根与毛状根属于分化程度更高的培养物,代谢特征更接近真实根系,因此在以皂苷为目标的体系中更受重视。其中毛状根是由发根农杆菌侵染后诱导形成的,其形成机制是细菌将自身的一段 DNA 转入植物细胞并整合表达。这一转化带来两个对生产非常有利的特性。
三、毛状根:为什么它被反复研究
毛状根之所以在人参等药用植物的研究中反复出现,主要因为它同时解决了几个生产上的痛点。
激素自养。普通植物组织培养通常需要在培养基中添加外源植物生长调节剂来维持生长与分化,这既增加成本,也带来残留问题。毛状根由于整合了外源基因,自身即可合成所需的生长调节物质,培养基中无需添加,这在成本与残留控制上都是优势。
生长速率高。毛状根在适宜条件下增殖快,分枝多,生物量积累效率优于普通根培养。
遗传与代谢相对稳定。相比愈伤组织长期继代易发生体细胞无性系变异,毛状根在继代中的稳定性通常更好,目标成分的合成能力更容易维持。
可在反应器中放大。毛状根可在液体培养中生长,适合采用气升式或搅拌式反应器进行规模化培养,这是走向工业化的必要条件。
当然它也有局限:建立转化体系需要专门技术与时间,不同转化株系之间的产物能力差异明显,需要筛选优良株系;此外大规模培养中的传质、剪切敏感性与污染控制都是工程上的挑战。
四、与发酵法的对照
把两条路线放在一起看,差别会更清楚。
| 维度 | 人参组织培养物 | 乳酸杆菌/人参根发酵产物滤液 |
| 生产主体 | 人参自身的细胞或组织 | 微生物作用于人参材料 |
| 产物核心 | 人参细胞合成的成分 | 原植物成分加微生物转化产物 |
| 皂苷特征 | 以人参自身合成的皂苷为主 | 可能含较多转化后的稀有皂苷 |
| 关键变量 | 株系、培养基、反应器条件 | 菌株酶活性、发酵条件 |
| 产物形态 | 组织本身或其处理物 | 滤液 |
这张表说明两条路线的产物定位并不相同。组织培养的目标更接近「在工厂里种出人参组织」,追求的是人参自身的成分谱;发酵的目标则更接近「用微生物改造人参成分」,追求的是转化产物。
因此选型时的关键问题是:产品需要的是人参原型成分,还是转化后的稀有皂苷?这两个目标指向不同的原料,不能用同一个标准衡量,也不能互相替换。
五、条目形态:组织培养物不是提取物
这一点在沟通中经常出错,值得单独强调。
本条目的 INCI 名称为 PANAX GINSENG TISSUE CULTURE,即人参组织培养物。从这个名称看,其形态是培养获得的组织本身或其直接处理物,而不是经过溶剂提取、纯化后的提取物。
形态差异带来几个实际影响。其一,它可能含有组织细胞壁的成分,包括纤维素、半纤维素、果胶以及结合态的多糖,这些在提取物中通常含量很低。其二,它可能含有细胞内的蛋白等成分,颜色与气味特征与精制提取物不同。其三,如果形态为固体或悬浊态,其在配方中的分散与稳定性需要专门设计。
采购时必须先确认形态:是干粉、湿组织、匀浆还是悬浮液。不同形态的添加方式、分散工艺与质控项目完全不同。以提取物的方法来评价组织培养物,会得出错误结论。
六、成分谱与栽培参的差异
组织培养物与人参栽培根在成分上的关系,需要谨慎表述。
一方面,培养组织具备合成人参皂苷的遗传基础,检测到的皂苷种类与栽培参有重叠。另一方面,离体培养条件下缺少完整植株的调控与生长年限的积累,各皂苷之间的比例、以及总含量都可能与栽培参不同。此外,培养组织中还可能含有培养条件诱导产生的成分。
因此,用人参研究文献中的成分数据来要求或描述组织培养物,并不恰当。正确做法是对培养物本身建立成分谱,并以指纹图谱控制批次一致性——这与我们在人参发酵产物上给出的建议是一致的:把指标从单一含量转向谱。
七、宣称边界:人参身份带来的约束
人参在中国属于传统中药材,同时被收录于相关药典,这个身份对化妆品宣称构成明确约束。
核心原则是:化妆品不能宣称医疗作用,也不能借助中药材的身份暗示疗效。具体到人参,应避免使用与药用功效相关的表述,不应把传统药用记载作为功效依据,也不宜用「草本配方」之类的说法暗示安全性或疗效上的特殊保障。
此外,人参的口服研究文献数量庞大,涉及免疫、抗疲劳、代谢等多个方向。这些研究对理解成分有价值,但因为暴露路径完全不同,不能用于支撑外用产品的功效。口服研究与外用人体功效评价应各自独立评估。
八、质控与选型要点
采购时应明确索取:培养物的具体形态与处理方式、皂苷的种类与含量及其测定方法、指纹图谱数据、株系信息与继代代次管理、残留培养基与外源物质水平、以及常规的微生物、重金属与农残指标。
需要特别关注的两项是株系信息与代次管理。株系决定了产物的合成能力,代次关系到长期稳定性,这两项是判断批次一致性的关键,也是供应商之间差异的主要来源。
配方层面,若形态为固体或不溶组分较高,应重点验证分散工艺、色泽影响与体系稳定性;含多糖与蛋白的组织类原料还需要重新评估防腐体系的有效性。
优科观察:人参的两条生物技术路线,本质上是两种产业思路的差别——组织培养是「在工厂里种人参」,发酵是「用菌改造人参成分」。目标不同,产物不同,评价标准也不同。优科生物在评价这类原料时,会先确认产品需要的是原型成分还是转化产物,再决定走哪条路,而不是先选技术再找用途。乳酸杆菌/人参根发酵产物滤液是另一条路线的详细展开,两者可对照阅读。了解优科生物的原料筛选与技术支持。
常见问题解答
人参组织培养物和人参根发酵产物滤液是一回事吗?
不是。组织培养物的生产主体是人参自身的细胞或组织,追求人参自身的成分谱;发酵产物滤液是微生物作用于人参材料,追求转化后的稀有皂苷。两者在产物核心、关键变量与产物形态上都不同,选型取决于需要原型成分还是转化产物。
什么是毛状根培养?它有什么优势?
毛状根由发根农杆菌侵染后诱导形成,细菌将自身一段 DNA 转入植物细胞并整合表达。其优势包括:激素自养,培养基无需添加外源生长调节剂;生长速率高、分枝多;相比愈伤组织,继代中遗传与代谢更稳定;可在气升式或搅拌式反应器中放大培养。
人参组织培养物是人参提取物吗?
不是。其 INCI 名称为 PANAX GINSENG TISSUE CULTURE,形态是培养获得的组织本身或其直接处理物,未经溶剂提取纯化。因此可能含有细胞壁多糖、蛋白等提取物中含量很低的成分。采购时必须先确认是干粉、湿组织、匀浆还是悬浮液,不同形态的评价与处理方式完全不同。
组织培养物的成分和栽培人参一样吗?
不能等同。培养组织具备合成人参皂苷的遗传基础,检测到的皂苷种类与栽培参有重叠;但离体条件缺少完整植株调控与生长年限积累,各皂苷比例与总含量可能不同,还可能含有培养条件诱导的成分。应对培养物本身建立指纹图谱并以谱控制批次一致性。
人参相关宣称有什么限制?
人参属传统中药材并收录于相关药典,化妆品不能宣称医疗作用,也不能借中药材身份暗示疗效,不应以传统药用记载作为功效依据。此外人参的口服研究文献虽多,但因暴露路径完全不同,不能用于支撑外用产品的功效。
参考资料
- 国家药品监督管理局.《已使用化妆品原料目录》Ⅰ(序号 5490 人参(PANAX GINSENG)组织培养物;序号 5669 乳酸杆菌/人参根发酵产物滤液)
- 国家药品监督管理局.《化妆品功效宣称评价规范》
- 国家药品监督管理局.《化妆品标签管理办法》
- 蒋敏,史劲松,李峰,等.化妆品用特色植物资源的生物发酵研究与应用[J].中国日化科技,2025(1):079–085
- 王茜,何聪芬,于笑乾,等.中国化妆品发酵原料应用及安全监管现状[J].环境卫生学杂志,2022,12(6):436–442.DOI 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2022.06.007