全 文 ：·1486· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第10期2005年lo月
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叶黄素酯的生物转化研究
陈龙胜。忻呖，周斌
(安徽省分析测试中心，安徽合肥230031)
摘要：目的对叶黄索酯进行微生物降解。以获得游离态叶黄京。方法采用青霉菌摇瓶发酵转化法，并考察了
pH、发酵时间、接种量对转化结果的影响。结果青霉菌在pH值为6．0．接种量为2菌塞，发酵24h叶黄素酯转化
彻底，所得叶黄素纯度为91．6“，延长转化时间使叶黄素纯度增加，但是叶黄素质量浓度降低。结论青霉菌在发
酵过程中会产生能转化叶黄素酯为游离态叶黄紊的酶+发现制备叶黄索的一种新方法。
关键词，叶黄紊；叶黄素酯；生物转化；青霉菌
中图分类号：R282．15；R286．02文献标识码：A 文章编号：02532670(2005)101486—03
Biotransformationfluteinesters
CHENI。ong—sheng，XINYang，ZHOUBin
(AnhuiAnalysisandTestCenter，Hefei230031，China)
Keywords：lutein；luteinesters；biotransformation；Penicilliumsp．
叶黄素是一种优良的抗氧化剂，在预防年龄相
关性视黄斑退化．降低结肠癌发病率，预防心血管疾
病的发生等方面有着广泛应用ill。自然界中叶黄素
主要以酯形式存在于金盏菊中。目前都是通过在强
碱性甲醇溶液皂化金盏菊提取物中叶黄素酯分离得
到游离态叶黄素o]，反应产率不高，同时由于大量使
用有毒溶剂，造成极大的环境污染，也使得产品难以
达到食品标准。生物转化是利用微生物培养过程中
释放一此酶体系对外源化学成分进行结构改造，有
底物选择性高，无环境污染、反应条件温和及成本低
廉等优点。叶黄索生产工艺研究也集中在化学转
化o]。本实验通过青霉菌摇瓶发酵转化法制备叶黄
素，研究了pH值、发酵时间和接种量等发酵条件对
转化过程的影响。
l仪器与材料
HPLC色谱仪：Waters600ESystemcontro—
tier，KnauerK--2501紫外可见检测器，Shimadzu
C R6A色谱数据处理机{叶黄素对照品(Sigma公
司)，叶黄素酯由长沙华欣科技有限公司提供，青霉
菌种由中南大学矿物工程学院提供；去离子水(自
制)，甲醇、乙腈、醋酸乙酯为色谱纯，其他试剂均为
分析纯。
(诱导产酶)培养基：2．0gNH+NO。，2．0g
K2HP。，1．0KH2PO。，0．2gMgSOt，0．14g
CaCI2·2H20，0．2gNaCI，去离子水1．0L，以
triton100为分散剂，叶黄素酯溶于其中，质量浓度
为26．7mg／mL。
2方法与结果
2．1色谱条件：色谱柱：KnauerEurospher一100C18
(300nlm×3．9rflm，4．6um)}流动相；乙腈一甲醇一
醋酸乙酯(45：10：45)；体积流量：1．0mL／min；检
测波长：460mm；进样量：10止；柱温：25C。文献
譬鐾品智：眢紧量复羿划。。。。。。。，。。。。。，
作者筒介，陈龙胜(1980一)．男，安徽省安庆市人，硕士研究生，从事天然产物的提取与衔生研究。Tet：(0551t514 89
E—nlall：lormatHKy州tom·com
万方数据
中草药ChineseTraditional[andHerb lDrugs第36卷第10期2005年10月· 487·
报道“]，叶黄素及其酯类衍生物具有相同的光谱学
性质，且金盏菊中其他色素质量分数小，不会干扰叶
黄素和其酯类衍生物的测定。
2．2标准曲线的制备o]t精密称取叶黄素对照品
10mg，加入流动相超声溶解，定容至25mL，0．45
,um微孔膜滤过。用流动相依次稀释成8、16、32、48、
64mg／I。，依次进样，按上述色谱条件测定。以峰面
积(y)为纵坐标，叶黄素的质量浓度(x)为横坐标，
绘制标准曲线，得回归方程y一16．231+11648X，
r一0．999。
2．3转化率(R)的计算t按下式计算。
R一(JvJJ一ⅣL。)／(NE。一．Ⅳb)
Ⅳ“r转化开始时溶液中叶黄索物质的量，Ⅳ旷转化结束时溶
液中叶黄索物质的量⋯NE转化开始时溶液中叶黄紊酯类衍
生物物质的量，Ⅳn转化结束时溶液中叶黄素酯类衍生物物
质的量
2．4转化条件对转化效果的影响
2．4．1pH值对转化效果的影响：取100mL含叶
黄素培养基3份，置于250mL药瓶中，分别以HCI
和NH。·H。O调发酵液的pH值为6．0、7．0、8．0，
在26℃置于摇床上发酵，在4、8、12、24h取发酵液
进行分析。见图1。可以看出酸性条件有利于转化，
在碱性条件下，转化不能进行。提示这个转化过程是
通过细胞培养过程释放出的酶对底物进行转化，而
弱酸性条件有利于酶展开其空间构型，发挥对叶黄
素酯水解的催化作用。碱性条件下叶黄素的质量分
数降低是因为叶黄索降解造成的。
o 5 lo 15 20 25
1 pH6·O 2-pHf·03PHg·0
圈1 pH值对叶黄素麓转化的影响
Fig．1EffectofpHvalueonthetransformation
oflutelnesters
2．4．2接种量对转化效果的影响：取100mL含叶
黄素培养基3份，置于250mL药瓶中，分别以Hcl
调节pH值为6．0，分别接种2、4、6菌塞，置于摇床
上发酵，在4、8、12、24h取发酵液迸行分析。结果见
图2。可以看出接种量在4～12h对转化速度影响较
大，而在4h前和12h后对转化速度的影响不大。
提示在反应开始发酵液中青霉产酶的质量浓度低，
对叶黄素酯的转化速度过慢，转化产物累计效果差
别不大；而在4～12h，酶的质量浓度升高，催化作
用增强，转化速度非常大，因而接种量的影响比较明
显；12h后转化产物质量浓度增加对转化过程产生
反馈抑制作用，降低了反应速度，产物累计变化差异
不明显。
l o
O8
o6
≈
04
82
00
o lo 20 30 40 50
，，h
1-6茁塞24苗塞32菌塞
1—6bacteriaplugs2-4bacteriaplugs3-2bacteriaplugs
田2接种■对转化速度影响
Fig．2Effectofquantityofincubation
ontransformationvelocity
2．4．3转化时间对转化效果的影响：取i00mL含
叶黄素培养基i份，置于250mL药瓶中，以Hcl调
节pH值为6．0，接种2菌塞，置于摇床上发酵，在
10、20、30、40、50h取发酵液进行分析。结果见图3。
可以看出，叶黄素的质量浓度随着发酵时间一直增
长，但叶黄索的质量浓度却在12～24h出现最大
值，此后随着发酵时间增加反而会导致叶黄素质量
浓度的降低。比较叶黄索的生成和衰减速度，可以看
出青霉对叶黄素酯和叶黄素的降解具有选择性，对
叶黄素降解能力较弱，而对酯转化能力非常强。
々
曼
、
懈
粗
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田3叶黄素的质■浓度与转化时间的关系
Fig·3Relationshipbetweencontentofluteinand
andtransformatlontime
3讨论 ’
由于天然产物活性物质稳定性差，化学转化法
收率不高，甚至可能完全得不到目标产物，且大量化
万方数据
·1488· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第10期2005年10月
学试剂的使用会带来溶剂残留和环境污染等问题。
微生物转化法对天然产物进行结构修饰，是通过生
物酶对底物作用，获得更高活性、低不良反应的目标
产物。本研究表明，青霉菌培养过程所产酶能对叶黄
索酯选择性降解，并能将其转化为游离态叶黄素，通
过反应前后叶黄素及其酯的峰面积计算，叶黄素的
质量分数可达到91．6％。
本实验研究了微生物转化法制备叶黄素的可能
性，为生产叶黄素提供一个新思路，但由于转化体系
与化学方法完全不同，其后续分离纯化工作还有待
进一步研究。
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麦冬多糖的单糖组成研究
林晓，徐德生。，冯怡，沈岚
(上海中医药大学中药学院．上海201203)
麦冬为百合科沿阶草属植物麦冬Ophiopogon
japonicus(Thunb．)Ker—Gawl．的干燥块根，具有
养阴生津、润肺清心的功能，可用于热病伤律、心烦
口渴等症。药理学研究表明，麦冬及其制剂具有一定
的抗心肌缺氧、抗心肌缺血作用，临床用于治疗冠心
病、心绞痛取得一定疗效。麦冬含有箱体皂苷、高异
黄酮、多糖、氨基酸等成分。小鼠“Rb心肌营养血流
量实验表明，麦冬皂苷、麦冬总多糖可能是麦冬抗心
肌缺血的主要有效部位口]，相对分子质量小于1×
1∥的麦冬多糖有较显著的抗心肌缺血作用C2]。通过
测定多糖全水解后水解液中的单糖种类和数量可以
对多糖的组成有所了解，目前常用0．5～2mol／L硫
酸或三氟乙酸进行全水解，且一般不对水解程度进
行监测。由于单糖在酸性条件下会脱水成糠醛，且不
同种类单糖的反应速率不同，若水解条件下不合适
或水解时闻过长，都会造成在确定单糖组成比例时
产生误差或错误。因此，本实验采用HPGPC—ELSD
法监测多糖水解程度，比较了两种全水解条件下麦
冬多糖的单糖组成。
l仪器与试药
Agilent1100高效液相色谱仪，PL--ELS1000
蒸发光散射检测器(英国Polymer公司)，Lc一5A
液相色谱泵，cTo一2A柱温箱，RF一530荧光检测
器(日本岛津公司)，N2000色谱数据工作站(浙江太
学智能信息工程研究所)，ShodexSugarKS一802色
谱柱(日本昭和电工株式会社)。
浙麦冬(产地；浙江慈溪)，经上海中医药大学生
药教研室鉴定。DEAESepharoseTMFastFlow，
SephadexG25(PharmaciaBioteehAB，Uppsala，
瑞典)}盐酸胍(上海化学试剂公司)；果糖、葡萄糖、
半乳糖、甘霸糖、木糖、阿拉伯糖和鼠李糖对照品为
Fluka产品。
2实验方法
2．1麦冬总多糖的提取：取干燥麦冬块根1kg，压
扁，永煎3次(每次加10倍量水，每次煮沸0．5h)，
合并水提液并减压浓缩至1g／mL，加乙醇至乙醇体
积分数为80％，静置过夜，倾去上清液，沉淀冷冻干
燥，即得(得率约为药材的25％)。
2．2麦冬多糖(POJ)的分离纯化，取麦冬总多糖，
稀释15倍，1X10‘相对分子质量膜超滤，压力为
o．3MPa，取相对分子质量小于1X 04部分，依次
上DEAESepharose柱和SephadexG25柱，水洗
脱，蒽酮一硫酸法检测，合并峰位，冷冻干燥，即得(得
率约为总多糖的35％)。
摧霎品髯；蒙04矗；茹4～)，男，福建蒲田人，博士，讲师，主要从事中西药药荆学研究
。通讯作者徐德生Teli(021)51322493E—mail：duotang@163．corn
万方数据
叶黄素酯的生物转化研究
作者： 陈龙胜， 忻旸， 周斌， CHEN Long-sheng， XIN Yang， ZHOU Bin
作者单位： 安徽省分析测试中心,安徽,合肥,230031
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2005,36(10)
被引用次数： 4次

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10. 杨云裳.许建国.张应鹏.李春雷.YANG Yun-shang.XU Jian-guo.ZHANG Ying-peng.LI Chun-lei 响应曲面法优
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本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zcy200510018.aspx