薯蓣皂甙元生产工艺研究进展

薯蓣皂甙元是一种重要的医药原料,本文阐述了薯蓣皂甙元生产过程中发酵时间,温度,酶预处理和水解的酸浓度,压力,时间对薯蓣皂甙元产率的影响,对其中的提取分离工艺废水的处理工艺进行了综述,并对薯蓣皂甙元生产工艺存在的问题和前景进行了分析。     

薯蓣皂甙元ELISA定量分析方法的建立Ⅰ-薯蓣皂甙元全抗原的合成

建立薯蓣皂甙元的ELISA定量分析方法必须先合成薯蓣皂甙元的全抗原。试验利用薯蓣皂甙元3位上的-OH,在DMAP的催化下,薯蓣皂甙元与丁二酸酐反应,生成薯蓣皂甙元丁二酸单酯,用MSI、R1、H NMR1、3CNMR等方法对产物结构进行了表征。用混合酸酐法制备薯蓣皂甙元与牛血清白蛋白的结合物(DG-HS-BSA),碳二亚胺法制备薯蓣皂甙元与卵清蛋白的结合物(DG-HS-OVA),经TNBS测定,每分子结合物连接的薯蓣皂甙元分子数分别为28.0和8.8。     

盾叶薯蓣中薯蓣皂甙元提取新工艺的研究

为研究新工艺提取盾叶薯蓣薯蓣中薯蓣皂甙元的最佳实验指标,以薯蓣皂甙元得率为评价参数,采用6因素5水平的正交实验,用分光光度法对25种提取方法所得到的薯蓣皂甙元进行比较分析。结果表明,硫酸浓度对薯蓣皂甙元提取的影响最大,在实验室条件下,可采用20g样品加甲醇回流提取4h,回流速度为10min／次,用2．5mol／L的硫酸水解6h,120号溶剂汽油回流提取2h,回流速度为15min／次,能清洁快速提取盾叶薯蓣中的薯蓣皂甙元。     

盾叶薯蓣中薯蓣皂甙元不同提取方法的比较

为提高盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C.H.Wright)中薯蓣皂甙元得率,在实验室条件下,以薯蓣皂甙元含量为评价指标,采用4因素4水平的正交试验,用高效液相色谱法对16种提取方法所得的薯蓣皂甙元含量进行了比较分析.结果表明,硫酸的浓度对薯蓣皂甙元含量有极显著影响,在实验室条件下,可采用10 g样品加2.0mol·L-1硫酸200 mL水解4 h,水解物用石油醚回流提取5 h,能快速准确提取盾叶薯蓣中的薯蓣皂甙元.     

盾叶薯蓣营养器官薯蓣皂甙元含量的动态变化

利用高效液相色谱(HPLC)法对盾叶薯蓣营养器官特别造根状茎中薯蓣皂甙元含量的动态变化、品种之间的差异以及雌雄株之间的差异进行了研究。结果表明:实生苗根状茎中薯蓣皂甙元的含量,2年生高于1年生;根茎营养繁殖的2年生根状茎中皂甙元的含量高于1年生的含量;花叶品种的含量高于绿叶品种的含量;雄株的含量比雌株的含量高。在地上的缠绕茎和叶中没有检测到薯蓣皂甙元。由根茎繁殖的1年生根状茎前期皂甙元含量增加缓慢,后期增加较快;2年生根状茎盛花期含量最高,开花后期含量最低,随后含量逐渐增加。为此应在花叶品种中选择产量高、抗性强的品种作为栽培品种。合适的采挖期仍以地上缠绕茎枯萎期为宜。     

从葫芦巴种子中提取薯蓣皂甙元方法的研究

为探明葫芦巴种子中药用活性成分薯蓣皂甙元提取的最佳方法,设置了不同的酸解液浓度及酸解时间以了解葫芦巴粉酸解的适宜条件;并在酸化工艺前将脱脂的葫芦巴粉进行自然发酵或接种曲霉发酵以提高薯蓣皂甙元的提取率。结果表明葫芦巴粉酸解液最佳浓度为15%的硫酸溶液,最适宜的酸解时间为6 h。在酸化工艺前增加发酵工艺,可以显著提高有效成份薯蓣皂甙元的提取率,接霉菌发酵比直接酸化提高62%,自然发酵比直接酸化提高48%。     

薯蓣皂甙元的研究进展

我国是薯蓣资源大国,其有效成分薯蓣皂甙元是甾体激素的主要合成原料.对薯蓣皂甙元的鉴定、生物合成、提取、分离以及利用等研究进行综述.     

盾叶薯蓣营养器官薯蓣皂甙元含量的动态变化

利用高效液相色谱(HPLC)法对盾叶薯蓣营养器官特别是根状茎中薯蓣皂甙元含量的动态变化、品种之间的差异以及雌雄株之间的差异进行了研究。结果表明：实生苗根状茎中薯蓣皂甙元的含量,2年生高于1年生;根茎营养繁殖的2年生根状茎中皂甙元的含量高于1年生的含量;花叶品种的含量高于绿叶品种的含量;雄株的含量比雌株的含量高。在地上的缠绕茎和叶中没有检测到薯蓣皂甙元。由根茎繁殖的1年生根状茎前期皂甙元含量增加缓慢,后期增加较快;2年生根状茎盛花期含量最高,开花后期含量最低,随后含量逐渐增加。为此应在花叶品种中选择产量高、抗性强的品种作为栽培品种。合适的采挖期仍以地上缠绕茎枯萎期为宜。     

薯蓣皂甙元分离工艺的研究及其综合利用

采用“分离法加工薯蓣植物”的工艺技术是将薯蓣根茎带水磨碎,在水中筛分,将各有用成分分开后,分别采用适宜的方法加工利用。本文报道利用薯蓣植物盾叶薯蓣（ＤｉｏｓｃｏｒｅａｚｉｎｇｉｂｅｒｅｎｓｉｓＣ．Ｈ．Ｗｒｉｇｈｔ）和穿龙薯蓣（ＤｉｏｓｃｏｒｅａｎｉｐｐｏｎｉｃａＭａｋｉｎｏ）制取薯蓣皂甙元（Ｄｉｏｓｇｅｎｉｎ）和药用酵母粉（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｓｉｃｃｕｍ）的方法。     

薯蓣皂甙元丁二酸单酯氨基酸盐的合成及其动物实验——薯蓣皂甙元衍生物的研究I

以薯蓣皂甙元丁二酸单酯为原料,经过与氨基酸缩合,合成了5个新化合物,4—L—(N—丁二酸—2—基)胺基—4—氧代丁酸薯蓣皂甙元酯二钠盐(1),4—(N—乙酸—2—基)胺基—4—氧代丁酸薯蓣皂甙元酯钠盐(2),4—L(N—(5—胍基)戊酸—2—基)胺基—4—氧代丁酸薯蓣皂甙元酯醋酸盐(3),4—(N—(3—咪唑-4—基)丙酸—2—基)胺基—4—氧代丁酸薯蓣皂甙元酯醋酸盐(4),4—(N—戊二酸—2—基)胺基—4—氧代丁酸薯蓣皂甙元酯二钠盐(5),并对其进行了结构鉴定,同时发现这5个化合物对大鼠都具有抗心肌梗死活性。     

用盾叶薯蓣生产薯蓣皂苷元预发酵与水解条件优化

采用RP-HPLC法检测薯蓣皂苷元,对薯蓣皂苷元提取过程中影响产率的多种因素,分预发酵、水解2部分分别用单因素和正交设计的方法进行优化.结果表明:40℃预发酵16 h,加6%浓H2SO4,料液比为1∶6,温度为121～126℃,水解5 h,产率高达3.62%,说明预发酵与水解条件优化可以提高盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C. H. Wright)生产薯蓣皂苷元的产率.     

高效转化黄姜皂苷为薯蓣皂苷元菌株的筛选及转化条件优化

薯蓣皂苷元是甾体激素类药物重要的生产原料,在制药工业中有广泛应用。传统的生产方法是黄姜酸解法,污染严重。为寻找更清洁高效的生产方式,从本实验室保藏的菌株中筛选出一株赤霉菌Gibberellaintermedia WX12(层出镰孢菌Fusarium proliferatum的有性阶段),能将黄姜中的皂苷转化为薯蓣皂苷元。采用统计学实验设计方法对其转化培养基进行研究,优化的转化培养基配方为(g/L):葡萄糖20.6;酵母膏5.0;氯化钠1;磷酸二氢钾3;硫酸锌1.5;黄姜酶解物3。采用以上优化参数,薯蓣皂苷元的得率提高到(31±0.3)mg/g干黄姜,较优化前提高了3倍。这是目前关于赤霉菌转化黄姜中皂苷的首次报道。     

Chemodifferentiation of diosgenin in Dioscorea composita

Diosgenin was isolated from different parts of a three-year-old plant of Dioscorea composite. The amounts (% on a dry wt basis) present were: tubers, 3.6; vine internodes and nodes with their leaves from first 20 nodes from the tubers, 1.6; similarly from intermediate 20 nodes, 0.039 and from upper 20 nodes, 0.03. The amounts (% on a dry wt basis) from tissue culture of nodal explants were: 30-day-old callus, 0.89; 90-day-old callus, 1.61; emergent shoots, 2.5; regenerated roots, 0.08.     

盾叶薯蓣环阿屯醇合酶基因克隆与表达

利用巢式PCR和RACE技术从盾叶薯蓣中克隆了阿屯醇合酶的cDNA(定名为DZCAS).结果表明,该cDNA的开放读码框为2 280 bp,编码759个氨基酸的多肽,分子量为86 924 Da,等电点为6.39.氨基酸序列比对表明盾叶薯蓣阿屯醇合酶与其他植物阿屯醇合酶的相似性超过70%,含有环阿屯醇合酶共有的保守序列.利用氧化鲨烯环化酶基因缺陷型酵母表达DZCAS,并用高效液相色谱和液质联用仪检测酵母细胞中环阿屯醇合成情况,证明DZCAS编码环阿屯醇合酶.RT-PCR分析表明,DZCAS在盾叶薯蓣幼叶中表达量最高,其次是在地下幼嫩块茎中,而地上幼茎表达量最低.     

盾叶薯蓣元素组成特点及其与土壤营养元素的关系研究

盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis Wright)根状茎与地上部分各元素的含量明显不同,根状茎中含镍、铁、磷、铝量远高于地上部分,镁、钙、锰量远低于地上部分;盾叶磐蓣对钾、锌、铁等元素的吸收量大于农作物;根状拳与地上部分的比值(R2／U2)较大;大量元素在根状茎中的含量(A)及地上部分含量(B)的大小排序差别较大,微量元素含量A、B值的大小排序完全一致。盾叶薯蓣根状茎的皂素平均含量为2．87％,皂素含量与土壤有机质、全氮、全磷、全钾、有效铁、有效锌含量关系密切。薯蓣皂素含量高的盾叶薯蓣集中分布在大巴山北坡东段化龙山脉一线。     

优化黄姜中甾体皂甙元测定的研究

对传统的黄姜中甾体皂甙元的测定方法进行了改进。提取甾体皂甙元时采用微量样品以氯仿浸提代替传统的回 流抽提法,以Liebemann-Barcharad试剂显色,用分光光度法测定。测定结果准确,高效低成本且步骤简单,应用广泛。     

盾叶薯蓣叶片形态多样性研究

盾叶薯蓣不同单株、同株不同部位叶片形态变异较大。利用数量分类和统计的方法,以11个居群的82个盾叶薯蓣单株为材料,对各居群叶片的7个形态特征值进行了测量,并以此计算出5个导出值。统计表明,各个特征值变异很大,相对标准误差均超过了0.2;UPGMA法将82份单株聚为3个大类群,第一组为长叶型,第二组为宽叶型,第三组为普通型,大部分叶片属于第三组。同株不同部位叶片形态差异比较结果表明,基部和中部叶片差异较大,而中部和上部叶片形状接近。同一单株不同部位叶斑纹和叶尖类型相同。     

Production of diosgenin from Dioscorea zingiberensis tubers through enzymatic saccharification and microbial transformation

In order to develop a clean and effective approach for producing the valuable drug diosgenin from Dioscorea zingiberensis tubers, two successive processes, enzymatic saccharification and microbial transformation, were used. With enzymatic saccharification, 98.0% of starch was excluded from the raw herb, releasing saponins from the network structure of starch. Subsequently, the treated tubers were fermented with Trichoderma reesei under optimal conditions for 156 h. During microbial transformation, glycosidic bonds, which link β-d-glucose or α-l-rhamnose with aglycone at the C-3 position in saponins, were broken down effectively to give a diosgenin yield of 90.6 ± 2.45%, 42.4% higher than that obtained from bioconversion of raw tubers directly. Scaled up fermentation was conducted in a 5.0-l bioreactor and gave a diosgenin yield of 91.2 ± 3.21%. This is the first report on the preparation of diosgenin from herbs through microbial transformation as well as utilizing other available components in the raw material, providing an environmentally friendly alternative to diosgenin production.     

盾叶薯蓣环阿屯醇合酶全长基因的克隆与分析

环阿屯醇合酶(cycloartenol synthase,CAS)是薯蓣皂甙元生物合成途径中的第一个关键酶.以基因组DNA为模板,利用染色体步行和长距离PCR方法首次克隆了盾叶薯蓣CAS全长基因.序列分析比较结果表明,盾叶薯蓣CAS全长基因为7 192 bp,由18个外显子和17个内含子组成.外显子总长为2 280 bp,编码759个氨基酸,最长的外显子为198 bp,最短的为47 bp;内含子总长4 912 bp,最长的内含子为1 551 bp,最短的为68 bp.Southern blot杂交分析表明,CAS基因在盾叶薯蓣基因组中为单拷贝.