全 文 ：第 22 卷　第 1 期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2002年　1 月
Vol.22　No.1　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH Jan., 　2002
吸附剂及培养基组成对香荚兰细胞悬浮培养产生香兰素的影响
曹孟德1　李家儒2　秦东春1　王君健3
(1 郑州大学医学院 , 郑州　450052)
(2 武汉大学生命科学院 , 武汉　430072)
(3 华中理工大学生物工程系 , 武汉　430074)
摘　要　本文报道了培养基的组成及添加吸附剂对香荚兰细胞悬浮培养产生香兰素的影响。结
果表明 , 添加吸附剂活性炭及 XAD-2后 , 香荚兰细胞产生的香兰素含量明显增加 , 而且活性
炭的效果优于 XAD-2;香荚兰细胞在全组成的 MS 培养基中香兰素含量均低于由矿物质盐组
成培养基中的含量。可以考虑采用二步培养法来培养香荚兰细胞及产生香兰素 。
关键词　香荚兰;香兰素;吸附剂;细胞培养
EFFECTSOF ABSORBENTS AND COMPOENTSOFMEDIUMONVANILLIN
BIOSYSTHESIS IN CELL CUTURESOF VANILLA PLANIFOLIA
CAO Meng-de1　LI Jia-ru2　QIN Dong-chun1　WANG Jun-jian3
(1.The Medical college of Zhengzhou University , Zhengzhou 450052)
(2.Department of Bio logy , Wuhan University , Wuhan 430072)
(3.Bioengineering Department , Huazhong Univ ersity of Science and Technology , Wuhan 430074)
Abstract　This paper reported the effects of absorbents and composi tion of medium on vanillin
biosynthesis in cell cultures of Vani lla plani fonia.It w as show n that the abso rbents XAD-2 and
activated charcoal had a marked increasing effect on the accumulation of vanillin , and the activated
charcoal had more marked increasing ef fect than XAD-2;and that the contents of vanillin of Vanil-
la planifonia cells cultured on the complete MS medium were lower than that on the medium com-
posed of mineral salts .It w as suggested that two -step culture should be taken during the produc-
tion of vanillin of Vanilla planifonia cells in batch suspension culture.
Key words　Vanil la plani fonia;vanillin;abso rbent;cell culture
　　香荚兰是世界上用得最广的香料 , 其主香成分
香兰素含量较低 , 仅占香荚兰豆干重的 2 ～ 3%。
由于香荚兰生长发育及其后期生香处理的特殊性与
复杂性 , 香兰素含量不高 , 因此 , 仅靠从天然香荚
兰制备浸提物或天然香兰素是难以满足市场需要
的 , 而且价格昂贵 , 为一般消费者难以接受 。为
此 , 借助植物组织培养技术来生产天然香兰素或许
可以解决上述问题。国外已在此方面作了一些尝
试[ 1～ 4] , 国内则未见报道 。本文在前述工作的基
础上进一步探讨了吸附剂及培养基组成对香荚兰细
胞悬浮培养产生香兰素的影响[ 5 ～ 8] 。
1　材料与方法
1.1　实验试剂
第一作者简介:曹孟德 (1964-), 男 , 博士 , 副教授 , 主要从事植物生物化学研究。
收稿日期:2001-10-29
香兰素标准品及吸附剂 XAD-2:Sigma 化学
试剂公司出品;其他试剂均为国产分析纯。
1.2　方法
香荚兰细胞的悬浮培养 、 香兰素的提取及检测
均参照文献[ 5 ,6]进行 。
2　结果
2.1　吸附剂对香兰素产生的影响
香荚兰细胞在附加吸附剂 XAD-2或活性炭
(AC)各 3g/L 、 NAA 1.0mg/L 、 6-BA 0.1g/
L 、 3%蔗糖的 MS 培养基中培养 11天时香兰素含
量见表 1 、表 2 。
表 1　吸附剂对香荚兰细胞培养产生香兰素的影响
Table 1 Effect of different absorbents on vanillin
formation in batch suspension culture of V.plani-
fol ia cells
组别
Group
对照组
Control
XAD-2(3g/ L) AC(3g/ L)
香兰素 (mg/ L)
Vaillin (mg/ L) 7.29 12.74 14.33
表 2　活性炭用量对香兰素产生的影响
Table 2.Effect of concentrations of activated char-
coal in MSmedia on vanillin production of V.plan-
ifolia cells in batch suspension culture
活性炭浓度 (g/ L)
Concentration of active
carbons/ (g/ L)
香兰素产量/ (mg/ L)
Outputs of vanillin/ (mg/ L)
0 7.29
1 11.24
3 14.33
10 18.36
40 30.78
2.2　培养基的组成对香兰素含量的影响
将香荚兰细胞接种到表 4设计的培养基中培
养 , 分别在 0.3 、 6 、 9 、 11 、 14 、 17天取样分别
测定香兰素含量。
　
　　表 3 培养香荚兰细胞的培养基组成
Table 3 Effect of different media compositions on vanill in
formation of V.planifolia cel ls in batch suspension culture
组别 Group Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
组成 MS 培养基成分(components of MS
culture medium)
NAA1.0mg/
L
6-BA
0. 1mg/ L
3%sucrose
NAA1.0mg/
L
6-BA
0. 1mg/ L
3%sucrose
0.6g/ L
CaCl2·2H2O
3.0g/ L NaCl
NAA
1.0mg/ L
6-BA
0.1mg/ L
3%sucrose
0.6g/ L
CaCl2·2H2O
3.0g/ L NaCl
NAA
1.0mg/ L
6-BA
0.1mg/ L
3%sucro se
AC 10g/ L AC 40g/ L AC 10g/ L AC 40g/ L
pH 5.8 5.8 5.8 5.8
Vanillin 最 大 值
(mg/ L) (Vanillin
Max.)
18.36 30.78 27.12 52.14
达到 最 大 值 天 数
(day s w hen Vanillin
contents was Max.)
11 11 14 14
3　讨论
3.1　吸附剂对香兰素产生的影响
由表 1可知培养基添加吸附剂后 , 香荚兰细
胞产生的香兰素含量明显增加 , 活性炭的效果优于
XAD-2 , 在操作过程中 XAD -2 使用时不大方
便 , 主要是摇瓶过程中 , 由于其漂浮在培养基表
面 , 易于附着在瓶壁上 , 而且活性炭的使用使培养
基呈黑色造成了一定程度的暗培养环境 , 或许对香
兰素的产生更为有利 。另外 , 活性炭的用量对香兰
素的产生亦有不同的影响 , 从表 2可知 , 随着活性
炭用量的增加 , 香兰素的产量亦在增加 。这或许是
由于活性炭等吸附剂吸附了香兰素 , 缓解或解除了
香荚兰细胞因香兰素等产物的积累达到平衡后所产
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生的反馈抑制作用 , 进而有利于向形成产物方向的
生化反应进行。由此可见通过向培养基中加入吸附
剂可刺激培养细胞对产物的合成 , 进而达到提高产
物产量的目的 , 类似的现象在用XAD-2树脂回收
九连小檗 (Berberis jul ianae)细胞培养液回收药
根碱试验中亦存在[ 9] 。
3.2　培养基的组成对香兰素含量的影响
表 3结果表明 , 在整个培养周期中 , 香兰素含
量的最大值分别约为 18.36mg/L 、 30.78mg/ L ,
27.12mg/ L 和 52.14mg/L。香荚兰细胞在全组
成的 MS 培养基中 (Ⅰ 、 Ⅱ)中香兰素含量均低于
由矿物质盐组成的培养基 (Ⅲ 、 Ⅳ)中的含量 , 因
此 , 可以考虑采用二步培养法来培养香荚兰细胞及
产生香兰素。陈士云等[ 10]发现新疆紫草 (Arnebia
euchroma (Royle)Johnston)细胞在两步培养过程
中的第一步培养细胞生长迅速 , 与接种量相比 , 干
重增加 5倍 , 但色素合成较少 , 外泌至培养基中的
色素量为 58mg/ L , 胞内含量为 134mg/L , 当换入
M -9培养基后 , 细胞生长明显减缓 , 细胞内色素
含量上升很快 , 到培养结束后 , 胞内色素含量达
1300mg/L , 培养液中色素含量为 60mg/L。香荚兰
细胞培养产生香兰素的情况与此类似。
参　考　文　献
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