人参（根）生物转化研究

【摘要】人参(PanaxginsengC.A.Mey)是五加科(Araliaceae)人参属(Panax)植物，根据栽培方式和生长环境的不同，主要有野山参和栽培参(园参)。人参皂苷(ginsenoside)为人参的主要活性成分，人参的各种药理活性均与其有关。已分离鉴定的人参皂苷有70余种，其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf和Rg1等在人参中含量较高，占人参总皂苷95%以上，为人参中固有人参皂苷。固有人参皂苷经水解后失去配位糖基，得到Rh1、CK、PPD和PPT等，其在人参中含量极少或几乎不含有，被称为稀有人参皂苷。人参皂苷所含糖基越少，其生物利用度越高，药理活性越强。野山参经数十年的生长，经土壤中微生物及自身皂苷酶长期水解作用，含有多种稀有人参皂苷，但较少而不易得。而园参生长年限短，稀有人参皂苷含量低，同剂量药理效果不及野山参；为提高园参的药用价值，即提高其稀有人参皂苷含量，研究者不断探索新的方法以改善这一问题，其中较常见的处理方法有物理法、化学法和生物转化法。物理法，即将人参热处理，使人参皂苷部分糖基被降解，得到稀有人参皂苷Rg3等。如红参的制备：即将鲜参洗净，蒸制4h，70℃烘干8h，50℃彻底烘干。但物理法转化生成的稀有人参皂苷种类和含量有限，高温长时间蒸制易造成人参皂苷成分的流失。化学方法，包括酸水解法和碱水解法，如采用盐酸水溶液或碱性甘油浴等降解人参皂苷为稀有人参皂苷，反应转化率高，但转化条件不易控制，副产物多。生物转化法，包括酶解法和微生物转化法，酶解法，酶的专一性强，定向转化率高，但制备不同产物需多种酶协同作用；微生物转化法，利用微生物分泌的丰富酶系，对人参总皂苷彻底水解，得到不同产物。筛选得到对人参皂苷具有高转化率且安全的微生物是生物转化法的关键。生物转化法较其他方法，反应条件温和，可控性强，产物更安全。本实验从国家食品药品监督管理局中规定可用于食品的21种微生物中筛选得到转化能力较强的组合益生菌菌株，实现其对人参皂苷的高转化率。优化其生长所需培养基组成和接菌时培养基pH值，确立最佳生长温度和培养时间；然后，以软化后人参为底物与组合益生菌菌株联合发酵培养50h，益生菌高效转化人参皂苷成分。发酵后参液呈酸性，pH为3.3，达到发酵终点，烘干，即得生物转化参。实验检测结果显示，生物转化参除含有固有人参皂苷Rc、Rd、Re和Rf外，还含有新生成稀有人参皂苷Rh1、CK、PPD和PPT。以AngilentTCC18(250mm×4.6mm，5μm)为色谱柱，以甲醇：水=80：20为流动相，检测波长：203nm，测得PPD含量占生物转化参总皂苷3.62%，PPT含量占18.53%，人参皂苷Rh1和CK含量占总皂苷11.27%。生物转化参原人参二醇型人参皂苷对肿瘤细胞HeLa和A549的增殖抑制情况表明，生物转化参原人参二醇型人参皂苷对肿瘤细胞HeLa和A549有较好的抑制作用，并呈剂量依赖性，其24h内半数抑制浓度IC50分别为25.35μg/ml和26.46μg/ml。48μg/ml生物转化参原人参二醇型人参皂苷作用肿瘤细胞24h后，镜下观察，空白组肿瘤细胞形态呈梭形或不规则形贴壁生长，实验组肿瘤细胞变圆，变小，折光性增强，且悬浮于培养液表面，出现凋亡小体，表明肿瘤细胞大量死亡。目前，鲜有报道利用益生菌对人参进行生物转化制备生物转化参，本研究为人参的益生菌生物转化制备生物转化参提供了理论依据。
【作者】宋艳；
【导师】孙德军；
【作者基本信息】吉林大学，生物医学工程，2014，硕士
【关键词】人参；稀有人参皂苷；皂苷元；益生菌；生物转化参；

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