全 文 ：黄姜中自身转化薯蓣皂苷元提取的研究
王 颖 ,富瑶瑶 ,刘廷强 ,鱼红闪 ,金凤燮＊　(大连工业大学生物与食品工程学院 ,辽宁大连 116034)
摘要　 [目的]研究黄姜中自身转化薯蓣皂苷元的提取方法。 [方法]基于黄姜中自身酶的作用 ,将黄姜在室温条件下分别保存 15和 30
d,使带有 3个糖基的薯蓣皂苷在其自身酶作用下部分转化生成无糖基薯蓣皂苷元 ,并对黄姜自身转化薯蓣皂苷元进行提取、分离、检
测 ,比较不同保存时间的提取效果。 [结果 ] 500g黄姜在室温下保存 15和 30d,经 70%乙醇浸提分别得薯蓣总皂苷 30.8和 24.7g,总皂
苷得率分别为 6.16%和 4.94%,用大孔吸附树脂AB-8分离提纯后分别得薯蓣皂苷元 6.3和 11.7g,苷元得率分别为 1.26%和 2.34%,
继后利用 D-280大孔吸附树脂脱色最终得薯蓣皂苷元分别为 4.97和 10.2g,得率分别为 0.99%和 2.04%。 [结论]保存 30d的黄姜 ,
经大孔吸附树脂分离纯化后 ,其薯蓣皂苷元是保存 15 d黄姜的 2倍 ,经HPLC检测 ,其纯度为 91%。
关键词　薯蓣皂苷元;大孔吸附树脂;高效液相色谱
中图分类号　Q946.49　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)03-01616-02
ResearchonExtractionofDiosgeninthroughItselfTransformationinDioscoreazingiberensisC.H.Wright
WANGYingetal　(ColegeofBiologyandFoodEngineering, DalianIndustryUniversity, Dalian, Liaoning116034)
Abstract　[ Objective] TheaimwastoresearchtheextractionmethodofdiosgeninthroughitselftransforminginDioscoreazingiberensisC.H.
Wright.[ Method] D.zingiberensiswaspreservedfor15and30dresp.undertheroomtemperatureconditiononbaseoftheefectofitselfen-
zymeinD.zingiberensisAndthenthediosgeninwith3 glycosylwasparttransformedintonon-glycosyldiosgeninundertheefectofitselfen-
zyme, theitselftransformeddiosgenininD.zingiberensiswasextracted, separatedandmeasuredandtheextractionefectunderthedifferent
preservetimeswerecompared.[ Result] When500gD.Zingiberensiswerepreservedfor15and30dundertheroomtemperatureresp., the
diosgeninweregotby30.8and24.7 gresp.andthetotalsaponinyieldwas6.16%and4.94%resp.throughextractingby70%ethanol;
thediosgeninwasgotby6.3and11.7gresp.andthesaponinyieldwas1.26%and2.34%afterseparationandpurificationbyusingmacro-
porousabsorptionresin;andthenthefinaldiosgeninwas4.97and10.2ganditsyieldwas0.99%and2.04%afterdecolorationbyusingD-
280macroporousabsorptionresin.[ Conclusion] ThediogenininD.zingiberensispreservedat30dwas2timesofthatpreservedat15dafter
separationandpurificationbyusingmacroporousabsorptionresin, anditspuritywas91%byHPLCdetection.
Keywords　 Diosgenin;Macroporousabsorptionresin;HPLC
基金项目　国家自然科学基金资助项目(30470055);辽宁省教育厅创
新团队项目(2007T006)。
作者简介　王颖(1985-),女 ,内蒙古赤峰人 ,硕士研究生 , 研究方向:
生物制药。 ＊通讯作者 ,教授。
收稿日期　 2009-11-10
　　黄姜(DioscoreazingiberensisC.H.Wright)为盾叶薯蓣的
根茎 ,多年生缠绕草本 ,有地下块茎 ,有较高的药用和化工价
值 ,是一种市场需求比较稳定的药材 [ 1] 。随着野生资源濒于
枯竭 ,黄姜基本转向了人工种植 。黄姜广泛生长于秦巴山区
及周围地区 ,丹 、汉江流域是黄姜的主要种植区和加工区 ,是
陕西南部和湖北北部贫困山区主要的农副产品 。除上述两
省外 ,河南 、四川 、湖南 、云南 、贵州 、山西和江西等省(区)的
黄姜生产也形成了一定的规模 [ 2] 。黄姜中的薯蓣皂苷具有
消炎 、祛痰 、平喘 、增加冠脉流量 、降低血脂 、改善心血管功能
及抗菌 、抗病毒等药理活性 [3-7] 。黄姜根茎含薯蓣皂苷元
(diosgenin)[ 8] ,又名皂素。薯蓣皂苷元是目前世界上合成
300多种甾体激素和避孕药的原料 ,是合成甾体激素的主要
原料之一。由于甾体激素类药物的临床疗效独特 ,而且薯蓣
皂苷的开发 、利用为获得经济的天然甾体原料开辟了途径 。
因此 ,人们逐渐开始重视黄姜的资源开发 ,不断地探索薯蓣
皂苷元的提取工艺 [ 9] 。黄姜为经济作物用名 ,其药用名为穿
山龙 。大连工业大学生物与食品工程学院实验室已经进行
了以新鲜穿山龙为原料提取薯蓣皂苷的研究 ,试验表明 ,新
鲜穿山龙中基本不含薯蓣皂苷元 ,其主要成分为 3糖基皂
苷 ,即 3-O-{α-L-鼠李糖 -(1※4)-[ α-L-鼠李糖-(1※2)] -(β-
D-吡喃葡萄糖基)-薯蓣皂苷元 [ 10] 。因此 ,笔者利用黄姜中
自身酶的作用 ,将黄姜在室温条件下保存一段时间 ,使带有 3
个糖基的薯蓣皂苷在其自身酶作用下部分转化生成无糖基
薯蓣皂苷元 ,进而提高黄姜中活性成分薯蓣皂苷元的含量 ,
并对黄姜自身转化薯蓣皂苷元进行提取 、分离 、检测 。
1　材料与方法
1.1　供试材料与仪器　黄姜 ,产地陕西咸阳;薯蓣皂苷元标
准品 ,产地陕西;薄层层析板 SilicaGel60-F254(德国 Merck
公司);大孔吸附树脂(南开大学化工厂);高效液相色谱仪
Waters2695 SeparationsModule(美国 Waters公司)。
1.2　方法
1.2.1　不同保存时间黄姜原料中薯蓣皂苷元的提取及比
较。将黄姜在室温条件下保存 ,利用其自身酶使部分薯蓣皂
苷转化为薯蓣皂苷元。分别取已经保存 15和 30d的黄姜根
茎 ,干燥粉碎 。加入 8倍体积浓度为 70%的乙醇浸泡 72 h,
浸泡液用纱布过滤后再用滤纸过滤 ,接着把滤渣用 5倍体积
70%的乙醇进行 2次浸泡 , 48 h用纱布过滤 ,再用滤纸过滤 ,
滤渣用 4倍体积 70%的乙醇进行 3次浸泡。将 3次浸泡液
合并 ,减压浓缩 ,将其所含的乙醇除去 ,再用水饱和正丁醇进
行萃取 ,加热干燥得到黄姜总皂苷粗品 。然后用 AB-8大孔
吸附树脂柱脱糖并分离纯化薯蓣皂苷元 ,其操作步骤为:树
脂※预处理※上样※吸附※洗脱※收集洗脱液※回收 、浓缩
※干燥※成品。最后 ,再用 D-280大孔吸附树脂除去薯蓣皂
苷元中的色素 ,即得薯蓣皂苷元纯品 ,并比较 2种黄姜原料
得薯蓣皂苷元的得率。
1.2.2　薯蓣皂苷元的薄层层析(TLC)检测。将薄层层析板
在 110 ℃烘箱中烘 30 ～ 60 min,然后用微量点样器吸取标准
品及样品点样于薄层层析板上 ,每次点样次数依照样品浓度
确定 ,点样后风干。将点好样品的薄层层析板放入层析缸 ,
层析缸中展开剂为V(氯仿)∶V(甲醇)∶V(水)=7.0∶2.5∶0.5。
展开后 ,取出吹干溶剂 ,喷 10%H2SO4水溶液后 ,加热显色。
责任编辑　王淼　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(3):1616-1617, 1645
1.2.3　薯蓣皂苷元的高效液相色谱(HPLC)检测。高效液
相色谱:色谱仪 ,美国 Waters2695 SeparationsModule;检测
器 ,美国 Waters2996 PhotodiodeArayDetector;色谱柱 , C-18
HypersilODS25μm(4.6mm×150mm);工作温度:20℃;柱
温:35 ℃;流速:1.0 ml/min;样品进样量:10 μl;检测波长:
270 nm。流动相:乙腈∶水 =7∶3,均为色谱纯 。样品预处理:
取样品及标准品各 1 mg,分别溶于 1 ml色谱甲醇中 ,进样前
用 0.45 μm微孔滤膜过滤 ,并经超声处理 。
2　结果与分析
2.1　薯蓣皂苷元的提取
2.1.1　不同保存时间黄姜中薯蓣总皂苷的提取。由表 1可
见 ,保存 30 d的黄姜为原料提取的薯蓣皂苷比保存 15 d的
黄姜为原料提取的薯蓣皂苷少 ,推测其原因是随着保存时间
的增长 ,在其自身酶的作用下带有 3个糖基的薯蓣皂苷转化
为无糖基的薯蓣皂苷元的量增加 ,糖基的减少造成薯蓣总皂
苷质量的减小 。
表 1　不同保存时间对黄姜醇提薯蓣总皂苷的影响
Table1　Efectsofdiferentstorageperiodondiosgeninobtainedby
ethanolfromD.zingiberensis
保存时间∥d
Storageperiod
薯蓣皂苷质量∥g
Diosgeninquality
薯蓣皂苷得率∥%
Diosgeninyield
15 30.8 6.16
30 24.7 4.94
2.1.2　不同保存时间对 AB-8大孔吸附树脂分离提纯黄姜
中薯蓣皂苷元的影响。由表 2可见 ,随着保存时间的增长 ,
苷元得率增加 ,说明了在其自身酶作用下 ,随着保存时间增
长薯蓣皂苷转化为薯蓣皂苷元的量增加。
表 2　AB-8大孔吸附树脂分离薯蓣皂苷元
Table2　DioscinobtainedbyAB-8macroporousabsorbitiveresin
保存时间∥d
Storageperiod
薯蓣皂苷质量∥g
Diosgeninquality
薯蓣皂苷得率∥%
Diosgeninyield
15 6.3 1.26
30 11.7 2.34
2.1.3　不同保存时间下黄姜经 D-280大孔吸附树脂脱色 。
由表 3可知 ,经大孔吸附树脂分离纯化后 ,保存 30 d黄姜为
原料得薯蓣皂苷元的量是保存 15 d黄姜为原料得薯蓣皂苷
元的量的 2倍 ,选取保存 30d的黄姜为原料提取的薯蓣皂苷
元做进一步检测。
表 3　 D-280大孔吸附树脂脱色得薯蓣皂苷元
Table3　 DioscinobtainedbyD-280macroporousabsorbitiveresin
保存时间∥d
Storageperiod
薯蓣皂苷质量∥g
Diosgeninquality
薯蓣皂苷得率∥%
Diosgeninyield
15 4.97 0.99
30 10.20 2.04
2.2　薯蓣皂苷元的薄层层析检测(TLC)　由图 1可知 ,经
醇提法 ,大孔吸附树脂法提取得到的黄姜薯蓣皂苷元在 TLC
上显示为单点 ,比较纯净 ,进一步采用 HPLC法检测其纯度。
2.3　薯蓣皂苷元的高效液相色谱检测(HPLC)　由图 2可
知 ,保留时间为 18.441 min处为黄姜薯蓣皂苷元。根据图
注:标为薯蓣皂苷元标准品;1为黄姜中提取薯蓣皂苷元。
Note:Biao.Diosgeninstandard;1.DiosgeninextractedfromD.zingi-
berensis.
图 1　薯蓣皂苷元 TLC图
Fig.1　ThediosgeninonTLC
谱 ,黄姜薯蓣皂苷元的纯度约为 91%,纯度较高。
图 2　薯蓣皂素的 HPLC检测图谱
Fig.2　ThediosgeninonHPLC
3　结论
将黄姜在室温条件下分别保存 15和 30 d,利用其自身
酶将黄姜中薯蓣皂苷部分转化为薯蓣蓣皂苷元 , 500 g室温
保存 15 d的黄姜和 500 g室温保存 30 d的黄姜经 70%乙醇
浸提分别得薯蓣总皂苷 30.8和 24.7 g,总皂苷得率分别为
6.16%和 4.94%。用大孔吸附树脂 AB-8分离提纯后分别得
到 6.3和 11.7 g黄姜薯蓣皂苷元 ,苷元得率分别为 1.26%和
2.34%。又利用 D-280大孔吸附树脂脱色 ,最终得薯蓣皂苷
元分别为 4.97和 10.2 g,得率分别为 0.99%和 2.04%。经
比较 ,经大孔吸附树脂分离纯化后 ,保存 30 d黄姜为原料得
薯蓣皂苷元的量是保存 15d黄姜为原料得薯蓣皂苷元的量
的 2倍 ,说明在其自身酶作用下 ,随着保存时间增长 ,薯蓣皂
苷转化为薯蓣皂苷元的量增加 ,继续增长保存时间预计可以
继续提高黄姜中自身转化薯蓣皂苷元的量。试验选取保存
30 d的黄姜提取的薯蓣皂苷元经 TLC检测 ,确定提取物为薯
蓣皂苷元单点 ,经 HPLC检测其纯度为 91%。试验利用黄姜
自身酶水解薯蓣皂苷转化生成薯蓣皂苷元 ,且苷元得率 、纯
度均较高 ,为薯蓣皂苷元的生产开辟了新途径 ,具有较高的
工业化价值。
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(下转第 1645页)
161738卷 3期　　　　　　　　　　　　　　　　王 颖等　黄姜中自身转化薯蓣皂苷元提取的研究
图 3　三叶半夏丛生芽
Fig.3　 TheclusteredshootsofP.ternata
3　结论与讨论
(1)综上所述 ,在不同激素浓度配比处理中 ,同一外植体
丛生芽的诱导率不同 ,在用一激素浓度配比培养条件下 ,不
同外植体芽的诱导率不同。正交试验结果表明:MS+1.5
mg/L6-BA+0.1mg/LIAA+0.3 mg/LNAA为叶片诱导丛
生芽分化的最佳激素浓度配比 , MS+1.0 mg/L6-BA+0.2
mg/LIAA+0.3mg/LNAA为叶柄诱导丛生芽分化的最佳激
素浓度配比。
　　(2)不同激素中 , 6-BA的浓度对叶片 、叶柄的丛生芽影
响较大 ,而生长素 NAA和 IAA则次之。对于不同的外植
体诱导半夏丛生芽的结果可知 ,叶柄效果最好 ,叶片次之 。该
表 5　不同培养基对生根的影响
Table5　Effectofdiferentmediumontherooting
培养基编号
Mediumcode
IBA浓度∥mg/L
Hormone(IBA)ratio
接种苗
Inoculatedplants
生根株数
Numberofrootplants
生根率∥%
Rootingrate
14d后根系生长情况
Rootgrowsituationafter14d
J1 0.1 20 15 75 根量少 ,细长
J2 0.3 20 20 100 根量多 ,且多数粗壮
J3 0.5 20 18 90 根量中 ,较粗壮
J4 0.7 20 16 80 根量少 ,较细长
图 4　植株形成的不定根
Fig.4　AdventitiousrootofP.ternata
试验所建立的半夏组织培养快速繁殖体系为半夏的优良品
种快繁和商品化生产提供了理论依据 ,也是进行基因工程的
前提和基础 。
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164538卷 3期　　　　　　　　　　　　　　　　程霞英等　三叶半夏组织培养研究