β-石竹烯产生菌的筛选和提取工艺优化

为筛选出高产β-石竹烯(BCP)菌株,该研究通过顶空固相微萃取(HS-SPME)-气相色谱质谱(GC-MS)法对清香型白酒和大曲中香气成分进行检测,采用传统分离技术对大曲中产β-石竹烯(BCP)菌株进行初筛,将初筛菌株接种麸曲测定BCP含量进行复筛,并采用分子生物学技术对其进行菌种鉴定。对麸曲中β-石竹烯提取条件进行优化,并将筛选菌株进行小坛发酵应用。结果表明,该清香型原酒中β-石竹烯含量为0.02 g/L,大曲中β-石竹烯相对含量为0.85%。从大曲中初筛出5株霉菌(SDA1~SDA5),通过复筛得到β-石竹烯相对含量最高(1.04%)菌株SDA3被鉴定为戴尔根霉(Rhizopus delemar)。在提取试剂为无水乙醇、提取时间为2 h条件下,BCP含量为37.98 mg/L。与仅添加大曲相比,加入菌株SDA3强化麸曲用于小坛发酵,其产白酒中β-石竹烯的含量从13.65 mg/L提高至24.65 mg/L。

β石竹烯抑制核因子κB(NF-κB)通路下调炎症因子表达减轻小鼠全身炎症

目的研究β石竹烯(BCP)对脂多糖(LPS)诱导的小鼠全身炎症的抗炎作用机制。方法洁净级C57BL小鼠分为正常组、LPS模型组、地塞米松组、BCP组。通过腹腔注射LPS建立小鼠全身炎症模型12 h后,采用ELISA检测小鼠血清中白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和IL-6的含量,Western blot法检测脾脏组织核因子κB p65(NF-κB p65)、髓样分化因子88(MyD88)、Toll样受体4(TLR4)蛋白的表达。结果与正常组相比,LPS组IL-1β、TNF-α和IL-6的含量显著升高,脾脏组织中NF-κB p65、MyD88和TLR4蛋白的表达量也明显升高。与LPS组相比,BCP组的小鼠IL-1β、TNF-α和IL-6表达水平明显降低,脾脏组织中NF-κB p65、MyD88和TLR4蛋白表达显著降低,并且3.5μg/(L·d)BCP组抑制作用明显高于3μg/(L·d)BCP组。结论BCP通过抑制NF-κB信号通路下调炎症因子的表达发挥抗炎作用。

利用橡胶树来源β-石竹烯新合成酶构建工程酿酒酵母的研究

为了利用生物技术高效合成β-石竹烯,该研究从橡胶树(Hevea brasiliensis)中筛选并鉴定到β-石竹烯新合成酶,并构建高产β-石竹烯酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)工程菌株。结果表明,在橡胶树中筛选鉴定出一个新的β-石竹烯合成酶基因,命名为HbBACS,其与已报道的β-石竹烯合成酶相比,编码蛋白的氨基酸序列同源性和相似性均较低。利用密码子优化的该基因构建工程酿酒酵母YCAR02,其β-石竹烯摇瓶发酵产量为206 mg/L。进一步对工程酿酒酵母YCAR02进行两阶段分批补料发酵,在添加10%肉豆蔻酸异丙酯覆盖剂的条件下,5 L发酵罐中β-石竹烯产量达到8.47 g/L。橡胶树来源的新β-石竹烯合成酶活性较高,这为利用合成生物技术规模化生产β-石竹烯提供了新的思路与方法。

β-石竹烯及其衍生物的生物活性与合成研究进展

综述了β-石竹烯及其衍生物的活性及合成方法。在活性方面,β-石竹烯作为香料已经被应用于化妆品和食品添加剂中,药理研究表明β-石竹烯具有局麻作用、抗炎作用、驱蚊虫作用、抗焦虑、抗抑郁作用,β-石竹烯醇还应用于镇咳祛痰药物中,石竹烯氧化物具有镇痛和抗炎作用,抗真菌作用,还有细胞毒性等。同时还简单介绍了β-石竹烯及其部分衍生物的合成方法。

川产黄花蒿中桉油精、蒿酮、樟脑、石竹烯、氧化石竹烯含量的气相色谱法测定

目的:建立川产黄花蒿中桉油精、蒿酮、樟脑、石竹烯、氧化石竹烯含量的气相色谱测定方法。方法:采用岛津 GC-14B气相色谱仪,FID 检测器,DB-1石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm),氮气为载气,以十二烷为内标物进行测定。结果:在该色谱条件下,样品中桉油精、蒿酮、樟脑、石竹烯、氧化石竹烯与内标物十二烷能够较好分离,加样回收率桉油精为97.11%(RSD=3.1%);蒿酮为95.52%(RSD=4.2%);樟脑为95.64%(RSD=4.5%);石竹烯为96.81%(RSD=3.9%);氧化石竹烯为95.89%(RSD=4.6%)。结论:本法灵敏、准确,重复性好,可用于黄花蒿中挥发性成分的质量控制。

催化氧化法从重质松节油制高纯度长叶烯及环氧石竹烯

以过氧磷钼钨酸十六烷基吡啶盐(Cat-PMo2W2O24)为催化剂,质量分数30%H2O2为氧化剂,催化重质松节油中β-石竹烯氧化生成环氧石竹烯;产品结构经气质联用谱、红外光谱、1HNMR及13CNMR谱表征确认。考察了反应温度、溶剂种类、催化剂用量、反应物料比、反应时间对催化反应体系相态以及底物转化率与环氧选择性的影响,得出最优反应条件为:重质松节油2.80 g,催化剂用量为重质松节油质量的1.07%,溶剂乙酸乙酯5m L,H2O2与β-石竹烯的物质的量之比1.78,反应温度35℃,反应时间2.5 h。在该条件下,反应体系为环境友好液-液-固相转移催化反应体系,催化剂易分离回收、重复利用;β-石竹烯转化率和环氧石竹烯选择性分别高达98.1%和98.4%,而长叶烯基本不被氧化;反应结束后,反应混合物经冷却、相分离除去水相,过滤回收催化剂,减压分馏得到高纯度长叶烯(GC含量>92%)和环氧石竹烯(GC含量>95%)。

黄荆中β-石竹烯对棉蚜的毒力和作用机理

为明确泰山野生黄荆Vitexnegundo种子中的有效杀虫活性成分、杀虫作用及其毒理机制,本研究采用硅胶柱层析,GC-MS技术和生物活性追踪方法,测定了泰山黄荆种子中的杀虫活性成分;采用生物测定和生化分析法,研究了黄荆中的β-石竹烯和α-蒎烯对棉蚜Aphis gossypii的毒力及作用机制。结果表明:通过三级柱层析从黄荆中分离得到对棉蚜毒力高的馏分β-石竹烯和α-蒎烯,其含量分别达7.68%和5.45%。β-石竹烯和α-蒎烯对棉蚜的触杀毒力都较高,并以β-石竹烯的毒力最高,LD50为0.65×10-1μg/头。β-石竹烯和α-蒎烯对棉蚜均具有强烈的忌避作用,处理棉蚜24h的AFC50分别为0.80×103和0.89×103mg/L,其中也以β-石竹烯的忌避毒力最大。β-石竹烯和α-蒎烯以亚致死剂量处理棉蚜,对其繁殖力、排蜜频率和排蜜量均有显著不利影响。β-石竹烯和α-蒎烯处理棉蚜或离体酶,对乙酰胆碱酯酶、多酚氧化酶、羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶都有明显抑制作用。结果显示β-石竹烯和α-蒎烯是黄荆种子提取物中的重要杀虫活性成分,并且其致毒机制存在多样性,开发应用价值大。

β-石竹烯生物学功能的研究进展

β-石竹烯(BCP)是大麻素受体2型(CB2)选择性激动剂,具有广泛的生物活性,如抗炎、镇痛、神经保护、抗肿瘤、防治肝损伤等,具体表现为减少炎症过程中促炎性细胞因子形成、降低Akt、环氧化酶的蛋白表达产生抗炎作用;通过兴奋CB2受体及激活内源性阿片镇痛系统发挥镇痛作用;通过激动脊髓等中枢系统的CB受体,减轻脑缺血再灌注损伤,对神经变性疾病具有神经保护作用;对多种肿瘤细胞具有细胞毒性,能抑制肿瘤的生长转移并促进癌细胞凋亡;通过抑制肝HMG-CoA还原酶活性、下调TLR4和RAGE信号等途经减轻肝损伤、保护肝脏免受脂质损伤。BCP还具有抗糖尿病、防治骨质疏松、调节血脂等作用,且安全性较高。

β-石竹烯通过作用于HMGB1/TLR4/NF-κB通路减轻小鼠局灶性脑缺血再灌注损伤

目的:研究β-石竹烯(β-caryophyllene,BCP)对脑缺血再灌注损伤(Cerebral ischemia-reperfusion,CIR)小鼠的保护作用及可能的机制。方法:将C57BL/6小鼠随机分组为假手术组(Sham)、模型组(CIR)、β-石竹烯组(62、124、248mg/kg)。采用线栓法建立小鼠CIR损伤模型,缺血1 h,再灌注24 h后,进行神经行为学评分和脑梗死体积测定;TUNEL法观察CIR后缺血区神经细胞的死亡情况;Western blot法检测脑组织中TLR4和NF-κB(p65)蛋白表达情况;免疫组织化学法检测缺血侧脑NF-κB(p65)的表达;ELISA法检测CIR小鼠血清中HMGB1和缺血侧脑组织中IL-1β、TNF-α的含量变化。结果:与模型组相比,BCP(248 mg/kg)可明显改善小鼠神经功能,减少脑梗死体积,降低缺血区神经元的死亡率(P<0.01);降低血清中HMGB1浓度、TLR4的蛋白表达量(P<0.01),抑制炎症通路NF-κB的激活并减少TNF-α、IL-1β的释放(P<0.01)。结论:BCP能够减轻CIR诱导的小鼠脑组织损伤,其保护作用可能是通过抑制HMGB1/TLR4/NF-κB介导的炎症反应。

β-石竹烯对斑翅果蝇雌成虫行为的影响

斑翅果蝇Drosophila suzukii是浆果类植物的主要害虫,为了明确β-石竹烯对斑翅果蝇定向和产卵行为中的作用,本研究测定了雌虫对β-石竹烯的触角电位(EAG)反应、嗅觉行为反应及产卵选择反应。结果表明,斑翅果蝇雌虫对不同剂量的β-石竹烯(0.01,0.1,1,10,100μg)均有EAG反应,已交配雌成虫的EAG反应值随β-石竹烯剂量升高而升高(P<0.05),但是各剂量间未交配雌成虫EAG反应值不存在显著差异(P>0.05)。斑翅果蝇在Y型嗅觉仪中对不同剂量的β-石竹烯(0.01,0.1,1,10,100μg)选择结果表明:低剂量的β-石竹烯对雌成虫具有引诱效果,高剂量的β-石竹烯具有驱避效果。斑翅果蝇对不同剂量β-石竹烯(0.1,1,10μg)的产卵选择反应表明:β-石竹烯在低剂量(0.1μg和1μg)下,对雌成虫产卵行为表现为引诱效果,高剂量(10μg)下对其表现为产卵驱避效果,且随剂量升高,单雌累积产卵量呈下降趋势。总之,β-石竹烯可用来调控斑翅果蝇的定向和产卵行为。

水稻β-石竹烯合成酶基因OsCAS的克隆鉴定、原核表达及其遗传转化

为阐明水稻β-石竹烯在调节水稻、害虫及其天敌相互关系中的作用,克隆鉴定了一个水稻β-石竹烯合成酶基因OsCAS,并对其原核表达与遗传转化进行研究.该基因的cDNA全长1731 bp,包含一个1728 bp的开放阅读框,编码一个由576个氨基酸组成的蛋白,预测分子量66.5 kDa.系统进化树分析表明,水稻OsCAS基因编码蛋白的氨基酸序列与同为单子叶植物玉米的β-石竹烯合成酶氨基酸序列同源性达99%,而与其他植物(拟南芥、青篙、黄瓜)的同源性仅51%.褐飞虱为害和茉莉酸处理能明显上调OsCAS基因的表达水平.同时原核表达了OsCAS基因,并利用农杆菌转化系统获得OsCAS基因过量表达和RNAi的水稻品系,为分析OsCAS基因的生化与生物学功能奠定了基础.

β-石竹烯+双戊烯+α-蒎烯体系气相色谱分析

以FID为检测器、HP-5毛细管为色谱柱,在二阶程序升温363.15 K→5 K/min383.15 K→10 K/min443.15 K、进样口与检测器温度均为523.15 K、高纯氮气为载气、分流比50∶1和进样量0.2μL条件下,对重质松节油主要组分β-石竹烯、双戊烯和α-蒎烯进行气相色谱分析。采用面积校正归一法对样品组成进行定量分析,考察了面积校正归一法的精密度与回收率,比较了面积校正归一法与面积归一法分析结果与样品实际组成的偏差。结果表明:β-石竹烯和α-蒎烯相对于基准物双戊烯的相对质量校正因子分别为1.001 2和0.989 9;β-石竹烯、双戊烯和α-蒎烯的相对标准偏差小于1.09%,加标回收率在99.55%~100.25%;面积校正归一法与面积归一法定量结果最大相对偏差分别为0.57%与1.10%。

β-石竹烯的研究进展

综述近年β-石竹烯的研究进展,β-石竹烯及其衍生物在医药领域将有广阔的应用前景,并将为以后相关化合物的研究打下基础。

(E)-β-法尼烯和(-)-β-石竹烯在桃蚜-七星瓢虫化学通讯中的相互作用

为了探明(E)-β-法尼烯和(-)-β-石竹烯在瓢虫和蚜虫化学通讯中的意义,在Y形嗅觉仪中测试了桃蚜和七星瓢虫对(E)-β-法尼烯和(-)-β-石竹烯单剂及一系列混剂的行为反应。结果表明,(E)-β-法尼烯和(-)-β-石竹烯单剂对七星瓢虫成虫均有引诱作用,剂量阈值均为20μg。二者混合测试时,5μg(-)-β-石竹烯能抑制20μg(E)-β-法尼烯对七星瓢虫的引诱作用,但随着(-)-β-石竹烯添加量继续增加,混合物会重新变为引诱作用。与此相似的是,5μg或10μg剂量的(E)-β-法尼烯能显著抑制20μg(-)-β-石竹烯对七星瓢虫的引诱作用,但更高(E)-β-法尼烯剂量加入时,混合物也会重新恢复引诱功能。2种烯烃均对桃蚜有驱避作用,(E)-β-法尼烯的最低有效驱避剂量为0.4μg,(-)-β-石竹烯仅在最大剂量(20μg)测试时才有极显著驱避作用。20μg和40μg的(-)-β-石竹烯添加量可以抑制0.4μg(E)-β-法尼烯对桃蚜的驱避作用,更高添加量会使混合物重新恢复驱避活性。当(-)-β-石竹烯剂量固定为20μg时,(E)-β-法尼烯以供试任何剂量混入均会产生行为学中性混合物。两种烯烃均能引诱七星瓢虫,驱避桃蚜,但以特定比例混合对两种昆虫均会变成行为学中性混合物。

响应面分析法优化依兰香提取β-石竹烯工艺

在单因素试验基础上,以压力、时间、温度为响应因子,以β-石竹烯提取率为响应值,采用响应曲面法进行工艺优化预测,对依兰香中β-石竹烯的超临界CO2提取工艺进行优化。试验表明,影响β-石竹烯提取率的各因素的影响力由大到小顺序为压力、温度、时间,最佳提取工艺条件为提取压力369 MPa、提取温度60℃、提取时间4 h,此时β-石竹烯提取率为0.903 8%。验证试验结果与模型预测值基本相符,表明该工艺可用于依兰香中β-石竹烯的提取。

青银注射液中桉油精、蒿酮、樟脑、石竹烯含量的气相色谱法测定

目的:建立青银注射液中桉油精、蒿酮、樟脑、石竹烯含量的气相色谱测定方法。方法:采用安捷伦6890NGC气相色谱仪,FID检测器,SE—30石英毛细管柱(30 m×0．25 mm,0．25μm),氮气为载气,以十二烷为内标物进行测定。结果:在该色谱条件下,样品中桉油精、蒿酮、樟脑、石竹烯与内标物十二烷能够较好分离,加样回收率桉油精为96．87%(RSD=3．6%);蒿酮为98．34%(RSD=2．1%),樟脑为97．50%(RSD=3．1%);石竹烯为98．62% (RSD=2．5%)。结论:本法灵敏、准确、重复性好,可用于青银注射液中的质量控制。

气相色谱法测定积雪草挥发油中石竹烯的含量

目的:建立毛细管气相色谱法测定积雪草挥发油中石竹烯含量的方法。方法:色谱柱:HP-5Ms石英毛细管柱(30m×0.25mm);FID检测器;柱温:初温90℃(保持5min)以10℃/min升至170℃(保持5min)以40℃/min升至250℃(保持2min);进样器温度:235℃;检测器温度:270℃;载气:N2;流速:1.2ml.min-1;分流比:1∶10;内标:萘。结果:石竹烯在0.02255～0.3608mg.ml-1范围内具有良好的线性关系(r=0.9999),平均回收率为99.26%。结论:本方法简便、快速、准确,可作为积雪草挥发油质量控制方法之一。

GC-MS法测定香茅草中石竹烯氧化物的含量

研究了香茅草中石竹烯氧化物的含量测定方法。选择GC-MS联用仪,HP-5MS石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm),70~160℃程序升温;EI离子源,载气为He,分流比5∶1。结果表明:石竹烯氧化物进样浓度在0.01~0.10mg/m L范围内,与峰面积呈良好的线性关系(r=0.999 5),平均回收率为100.50%,RSD为2.63%(n=6)。由此表明,采用GC-MS法对香茅草中石竹烯氧化物进行测定,方法简便、快速、准确且重复性好。

乙醛、丙醛和反式石竹烯在黄瓜发育和贮藏过程中的变化

采用固相微萃取(SPME)气相色谱(GC)法,对黄瓜在20 ℃下贮藏和果实发育过程中乙醛、丙醛和反式石竹烯的含量变化进行了分析。结果表明,反式石竹烯在果实贮藏3 d后全部消失,而在发育过程中其含量并不随发育天数的变化而变化。乙醛和丙醛则随着果实发育和贮藏天数的增加而逐渐减少,丙醛的变化趋势更为明显。

三氯化铝催化异构重质松节油中β-石竹烯的研究

采用三氯化铝催化剂催化异构重质松节油中的β-石竹烯,考察不同反应温度、反应时间和催化剂用量对异构效果的影响。结果表明,三氯化铝催化异构重质松节油中的β-石竹烯的最佳反应条件为:催化剂用量为原料质量的5%,反应时间为3 h,反应温度为150℃。在该条件下β-石竹烯的含量由原来的13.96%降低到0.97%。通过该反应极大地降低了β-石竹烯的含量,而长叶烯含量基本保持不变。