综述：人参作为一种增强免疫力的食品成分及其水培栽培的发展

《Trends in Food Science & Technology》：Ginseng as an immune-enhancing food ingredient and its hydroponic cultivation development

人参气雾栽培技术通过精准控制营养、湿度和温度，显著提升人参产量与质量，降低农药依赖，促进生态农业发展。研究证实气雾栽培可缩短生长周期至3-6周，同时提高皂苷、多酚等免疫活性成分含量，满足消费者对功能性食品和可持续生产的需求。

　　

作者：张亨利（Chang Hyung Lee）、李智云（Jiyun Lee）、朴正汉允（Jung Han Yoon Park）、李基元（Ki Won Lee）

韩国水原市成均馆大学药学院，邮编16419

摘要

背景

COVID-19大流行显著增加了全球对增强免疫力的物质的需求，促使消费者寻找能够提升免疫健康的功能性食品成分。与此同时，随着全球变暖和气候变化等环境问题日益受到关注，对环保产品和可持续农业方法的需求也显著增长。人参（Panax ginseng）因其富含人参皂苷、多酚和多糖等生物活性成分而备受重视，尤其因其能够增强免疫系统并带来多种健康益处而受到特别关注。

研究范围与方法

本文从食品科学的角度批判性地审视了水培人参栽培的最新研究，探讨了如何通过精确控制的生长条件来提高人参的产量、质量和生物活性化合物的含量。通过评估现有研究，我们探讨了水培人参在功能性食品创新中的实际应用，并评估了其在资源效率和减少环境影响方面的生态优势。

主要发现与结论

研究表明，水培栽培技术通过精确控制营养、湿度和温度，可以改善人参的生长、质量和生物活性植物化学物质的浓度。这种优化的栽培环境可能增强人参的免疫增强效果，满足消费者对天然健康食品和可持续农业实践的需求。此外，水培系统减少了农药的使用，节约了水资源，并减轻了传统土壤农业带来的一些负面影响。通过将水培技术应用于人参生产，生产者可以克服传统栽培的挑战，提供具有更强免疫增强特性的高质量产品，支持更加可持续和环保的食品产业。技术的进步和对精准栽培技术的进一步研究可能会巩固水培人参作为功能性食品成分的地位，以满足全球对增强免疫力及环保产品的日益增长的需求。

引言

在COVID-19大流行期间，全球对增强免疫力的化合物的兴趣显著增加，因为消费者越来越认识到其益处（Gasmi等人，2023年）。大流行之后，人们对环境可持续性和气候变化对农业生产影响的担忧重新受到关注。这种新的关注增加了对环保产品和具有气候适应性的可持续农业方法的需求（Shabir等人，2023年）。因此，食品行业开始寻找和生产能够促进免疫健康且对环境影响较小的新型食品（Kang & Min，2012年；Lages Barbosa等人，2015年；Riaz, Rahman, Zia-Ul-Haq, Jaffar, & Manea，2019年；Velazquez-Gonzalez, Garcia-Garcia, Ventura-Zapata, Barceinas-Sanchez, & Sosa-Savedra，2022年）。 Panax ginseng在韩国、中国、日本和其他东南亚国家被视为重要的药用植物，因为它含有多种生物活性化合物，包括人参皂苷、酚类化合物和多糖（Chung等人，2016年；Ratan, Haidere等人，2021年）。然而，作为一种功能性食品成分，人参的受欢迎程度已远远超出东亚地区，反映了其在全球健康和保健市场的日益增长的影响力。其增强免疫力的特性得到了广泛认可，现代研究也阐明了其缓解癌症、糖尿病和心血管疾病等疾病的潜力（J.-H. Kim，2018年；J. D. Park, Rhee, & Lee，2005年；Riaz等人，2019年；Valdés-González, Sánchez, Moratilla-Rivera, Iglesias, & Gómez-Serranillos，2023年）。近年来，全球人参市场迅速扩张，尤其是在COVID-19之后，这得益于人们对健康意识的提高和对草药补充剂的需求增加。2020年，全球人参市场的价值约为61亿美元，预计到2026年将达到117亿美元，年均增长率为11%（GlobeNewswire，2022年）。尽管亚太地区（尤其是东亚）仍然是最大的消费市场，但北美和欧洲的人参消费量也有所增长，这反映了消费者对植物保健产品的兴趣超越了传统市场。因此，全球对人参的需求持续增长，消费者对天然健康产品的兴趣也在增加。然而，传统的土壤人参种植面临着可持续生产的重大挑战，包括长期种植/连续种植导致的土壤退化以及土壤传播疾病的压力增加。气候变化通过导致温度波动、改变适合人参种植的区域以及降低作物产量和质量，进一步加剧了这些限制（Yan, Zhang, Li, Zhang, & Huang，2024年）。随着持续变暖，植物病虫害的分布范围可能会扩大，从而增加虫害压力（Applequist等人，2020年）。在露天种植中，农业化学品残留问题依然存在；例如，与垂直农场种植的人参相比，露天种植的人参果实中检测到了多种残留物（Applequist等人，2020年；J.-E. Park等人，2019年）。此外，人参的长期种植周期加剧了这些问题，导致土地长期被占用，增加了经济风险，并影响了作物的独特特性和整体生产可行性（Chen等人，2025年）。 为了解决这些挑战，水培栽培技术作为一种创新且有前景的方法应运而生。水培技术允许植物在没有土壤的情况下生长，从而能够精确控制生长环境（Velazquez-Gonzalez等人，2022年）。这种受控环境不仅优化了水和营养的使用，还减少了或消除了对农药的需求，支持可持续农业实践。当应用于人参时，水培可以解决传统土壤种植方法的许多限制，可能带来更高的产量、更快的生长周期和更一致 olan biyolojik bile?en profilleri。通过在受控环境中调节光谱、营养供应和温度，种植者可以增加关键植物化学物质的水平，包括人参皂苷、多酚和多糖（J. E. Hwang, Suh, Kim, & Paik，2019年；Jin Yu，2016年；Y.-J. Kim, Nguyen, & Oh，2020年；J. Y. Lee等人，2020年）。与此一致的是，水培栽培的人参提取物在临床前模型中显示出良好的免疫增强活性（J. Lee, Park, Lee, & Lee，2025年）。因此，加强人参的免疫增强特性将给消费者带来更多的健康益处。此外，模块化智能农业的兴起使得可以在较小的封闭空间内建立水培设施，通常靠近城市中心。这种接近性可以降低物流成本和碳足迹，提高人参的新鲜度和保质期。这些优势符合当代消费者对透明、环保食品来源的需求，使水培栽培的人参成为功能性食品市场中一个高度适应性和可持续的选择。 基于这些观察，本文提出水培栽培技术是未来食品行业的可行解决方案。本文回顾了人参的历史意义、其主要生物活性成分以及传统栽培的局限性，并讨论了水培系统如何克服这些挑战，强调了环境可持续性、资源效率和生物活性化合物水平的提高。最后，本文探讨了水培种植的人参作为创新性的免疫增强食品成分的潜力，能够满足消费者和环境的需要。本文（1）讨论了人参的历史和文化背景及其主要生物活性成分；（2）分析了传统人参种植的局限性以及水培技术作为可持续替代方案的优点；（3）评估了水培对人参生物活性成分和免疫功能的影响，并讨论了工业应用、监管方面和市场前景；（4）总结了水培种植人参的总体潜力。

历史与文化背景

人参在中国、韩国和日本的传统医学中已使用了两千多年，被认为是一种具有恢复活力的强效适应原（Panossian等人，2021年）。古代文献如《神农本草经》将人参描述为一种“ superior”草药，可以增强活力和延长寿命（H. J. Park, Kim, Park, Kim, & Ryu，2012年）。几个世纪以来，野生人参根已成为东亚最珍贵的药材之一。

传统人参种植的局限性

传统的土壤人参种植劳动密集、耗时且投入大，同时面临各种农艺挑战。一个根本的局限性在于人参根达到商业成熟所需的时间较长。通常需要4-6年，根部才能达到足够的大小和生化发育程度以便收获（J. E. Hwang等人，2019年）。在这段漫长的时间里，农民必须维持最佳的生长条件。

水培系统的类型

作为对土壤传播疾病、成熟时间延长和气候敏感性的直接响应，水培系统为传统土壤种植提供了有吸引力的替代方案。通过消除土壤、循环使用营养液以及精确控制光照、温度和湿度，这些系统可以加速根系发育，减少病原体压力，并提高资源利用效率（Lages Barbosa等人，2015年；Velazquez-Gonzalez等人）。

水培种植人参的生物活性成分比较

从传统种植转向水培种植时的一个主要担忧是，水培人参是否能够保持或提高人参皂苷、酚类化合物和多糖等植物化学物质的水平。多项研究表明，水培种植的人参确实可以匹配甚至超过土壤种植植物的植物化学成分。在水培系统中精确调节营养、光照强度和温度可能会诱导生理变化。

总结与展望

水培栽培的人参提供了一种更具吸引力的方法，能够提高人参成分的生产灵活性和可控性。与传统需要多年种植周期且容易受到供需波动影响的人参相比，水培生产可以在25天内至大约三到六周内收获人参产品，使生产者能够快速响应市场变化。

结论

水培人参种植系统代表了一种有前景的创新方法，解决了传统土壤种植中的许多问题。通过精确控制营养供应、温度和光照等因素，水培可以实现高质量人参的一致生产。系统选择应根据目标最终产品来确定。对于商业根茎生产，滴灌系统（基质培养）可能是一个合适的选择。

CRediT作者贡献

张亨利（Chang Hyung Lee）：概念构思；撰写初稿；审稿和编辑；调查；数据分析；监督；资金获取 李智云（Jiyun Lee）：概念构思；撰写初稿；调查；数据分析 朴正汉允（Jung Han Yoon Park）：撰写、审稿和编辑；监督 李基元（Ki Won Lee）：概念构思；撰写、审稿和编辑；监督

未引用的参考文献

Seong等人，2015年；Jin Yu等人，2016年；Kim等人，2023年；Liu等人，2022年；Ratan等人，2021年；Sang-Mi Jung等人，2021年；Seo-Young Jeon等人，2021年；Simon-Kucher，2024年；Yoon-Jeong Kim等人，2024年；Yoon Pyo Choi等人，2020年

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数据可用性

本文未使用任何数据。

CRediT作者贡献声明

张亨利（Chang Hyung Lee）：概念构思、撰写初稿、审稿和编辑、调查、数据分析、监督、资金获取 李智云（Jiyun Lee）：概念构思、撰写初稿、调查、数据分析 朴正汉允（Jung Han Yoon Park）：撰写、审稿和编辑、监督 李基元（Ki Won Lee）：概念构思、撰写、审稿和编辑、监督

资助

本工作得到了韩国国家研究基金会（NRF）的资助（由韩国政府（MSIT）提供，项目编号RS-2024-00333238）。

致谢

我们感谢Crimson Interactive Korea & Co. Ltd.的Enago编辑品牌对英文语法和拼写的修订。同时感谢Yohye Lee在准备图表方面的帮助，以及庆北国立大学的Jae-Ho Shin教授提供的建设性意见。