首页分享利用西洋参不定根工业化生产皂苷的关键技术

利用西洋参不定根工业化生产皂苷的关键技术

来源：花匠小妙招时间：2025-05-10 14:32

西洋参（Panax quinquefolius）为五加科人参属的多年生草本植物，原产于美国和加拿大，又称美国参、花旗参。

现代医学及药理学研究表明，西洋参具有抗氧化、抗疲劳、提高免疫力、促进血液循环、抗肿瘤等诸多功效，在药品及保健食品领域均有广泛的应用。

西洋参自从20世纪80年代在山东文登引种成功后，种植面积逐渐扩大。目前，我省威海文登地区是全国西洋参的主产区之一。

西洋参栽培周期较长，生长环境复杂。西洋参种植受地理环境、季节等因素的限制，并且病虫害严重、农药残留、连作障碍等问题使得大田栽培难以满足市场对西洋参及皂苷的需求。而利用生物反应器规模化生产不定根及皂苷不仅是解决西洋参资源问题的有效途径，而且对改善西洋参生产过程中的生态环境破坏等问题具有重要的实践意义。

相对于毛状根，不经菌感染只是通过植物生长调节剂诱导不定根生产次生代谢物的研究受到越来越多的重视。研究反应器中西洋参不定根的培养条件及培养机制是工业化生产皂苷及其他有效物质的基础。本项目在前期实验建立的西洋参不定根摇瓶培养体系的基础上，通过优化反应器中的培养条件及诱导培养方式，提高不定根的生物量及总皂苷的含量，优化西洋参不定根中总皂苷的提取工艺，并采用DPPH自由基和·OH清除能力比较分析了不定根总皂苷与3年生栽培西洋参的抗氧化活性，从而有效促进利西洋参不定根生产皂苷及开发抗氧化活性产品的产业化进程。

本研究考察了在5L小型生物反应器培养西洋参不定根的过程中，不定根浓度、蔗糖浓度、接种量、MeJA浓度和诱导时间对不定根总皂苷含量及增殖倍数的影响，确定了在5L小型生物反应器中西洋参不定根的培养条件。确定了在反应器中采用“培养+诱导”的培养方式，第一个阶段在优化的培养条件下培养35天，第二个阶段加入茉莉酸甲酯诱导培养5天来促进总皂苷的积累。

采用本发明“培养+诱导”的培养方式生产的不定根，40天收获后，增殖倍数达到29.36倍，总皂苷含量达到3.02%。结果表明，通过“培养+诱导”的培养方式既能显著提高不定根中总皂苷的含量，又可以消除茉莉酸甲酯对不定根生长的抑制作用。在单因素试验的基础上，选取乙醇浓度、提取温度、液料比3个因素，以总皂苷得率为响应值，采用Box-Behnken中心组合试验设计3因素3水平的响应面试验，并采用DPPH自由基和·OH清除能力评价不定根总皂苷的抗氧化活性，对试验数据进行多元回归拟合，建立了总皂苷得率与因素间的回归方程，确定了西洋参不定根总皂苷的最佳提取工艺条件，该条件下西洋参不定根总皂苷的得率为3.01±0.02%。

体外抗氧化活性实验表明，西洋参不定根总皂苷与3年生栽培西洋参总皂苷的DPPH自由基和·OH清除能力没有显著性差异。

研究结果为利用进一步扩大培养西洋参不定根工业化生产皂苷及抗氧化活性产品提供了理论依据。