Physicochemical properties and biological activities of polysaccharides from the peel of Dioscorea opposita Thunb.extracted by four different methods

Polysaccharides are the important biologically active components found in the peel of Dioscorea opposita Thunb.(DTTP).The influences of 4 extraction methods,namely hot water extraction(W),acidic extraction(HA),hot-compressed water extraction(HCW)and enzyme-assisted extraction(EAE),on the yields,physicochemical properties,hypoglycemic and antioxidant activities of polysaccharides from DTTP were studied and compared.Among these DTTP polysaccharides,DTTP-HA was outstanding in several respects.DTTP-HA was the most water soluble;it had the highest total carbohydrate content(85.08%),the highest uronic acid(13.20%)and the highest thermal stability.DTTP-HA and DTTP-W possessed a triple-helix structure.These 4 kinds of polysaccharides have the same types of monosaccharides,but in different molar percentages.Extraction method had a significant impact on the microstructures of the extracted polysaccharides.DTT-HA exhibited irregular structure with many holes.Among the 4 extracted methods,the DTTP-HA and DTTP-W initially exhibited higher hypoglycemic and antioxidant activities.The better bioactivities of DTTP-HA may be related to the above factors.The findings indicated that acid extraction is an effective method to extract polysaccharides with high biological activities from DTTP.

基于UPLC-Q/TOF-MS/MS和生物信息学探讨铁棍山药皮中化学成分的药用和营养价值

目的:系统分析并识别出铁棍山药皮中的化学成分,探讨其药用和营养价值。方法:采用超高效液相色谱-飞行时间串联质谱技术(UPLC-Q/TOF-MS/MS)对铁棍山药皮中的化学成分进行分析,根据化合物一级、二级质谱信息,与参考文献和数据库进行比对,确认所含化合物。利用生物信息学方法,对潜在活性成分进行靶点预测、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,发挥作用的重要靶点筛选以及其作用机制的探讨。结果:从铁棍山药皮中共鉴别出33种化合物,其中芹菜素、金合欢素、甘草素、山药素Ⅰ等化合物为铁棍山药皮中潜在的发挥功效的重要化合物,通路富集分析表明铁棍山药皮主要作用于细胞信号通路、癌症和代谢类等疾病相关通路。结论:本研究基于UPLC-Q/TOF-MS/MS结合生物信息学方法,为铁棍山药皮的成分识别、活性物质筛选、潜在药用和营养价值及进一步的开发利用提供了重要参考。

无硫护色剂对鲜切铁棍山药片酶促褐变的影响及其PPO特性研究

在4℃贮藏期间,通过前期实验筛选的无硫护色剂(0.25%柠檬酸+0.1%植酸+0.25%氯化钙)对鲜切铁棍山药片褐变抑制效果明显,贮藏期较亚硫酸钠处理的延长2d,较蒸馏水对照延长4d,其显著抑制PPO活性上升,而对POD活性上升没有抑制作用。PPO的最适pH为6.0,最适反应温度为35℃,最适底物(邻苯二酚)浓度为0.07mol/L,与邻苯二酚具极强的亲和力。研究认为,本实验筛选的无硫护色剂可在铁棍山药饮片鲜加工中替代亚硫酸钠护色。

CaCl_2处理对铁棍山药块茎采后品质的影响

试验研究了CaCl2处理对铁棍山药采后贮藏过程中块茎品质的影响。结果表明：块茎含水量快速下降是其品质降低的关键因素。用适宜浓度（0．1％-21．0％）的CaCl2处理，可明显抑制贮藏期间铁棍山药块茎含水量的下降，使块茎褐变率大大降低，可溶性蛋白和可溶性总糖含量维持在较高的水平，而较高浓度（2．0％）的CaCl2处理则作用相反。

铁棍山药片护色工艺与无硫护色剂的筛选

为了解决铁棍山药片加工过程中的褐变问题,寻找安全有效的无硫护色剂,在对其护色工艺(厚度及处理方式)研究的基础上,以柠檬酸、乙酸、植酸、次氯酸钠、EDTA二钠、氯化钙对铁棍山药片进行单一和复合护色处理,并研究其护色效果。结果表明:经0.25%柠檬酸+0.1%植酸+0.25%氯化钙处理的山药片感官质量最好,可替代含硫护色剂,护色工艺关键是将铁棍山药切成2mm左右厚的薄片,室温下在含0.25%柠檬酸和0.1%植酸的溶液中浸泡2h后,放入0.25%氯化钙溶液中浸泡1h,40℃烘干。

铁棍山药试管苗快繁培养基的优化

研究了不同植物生长调节剂(TDZ、6-BA、KT和NAA)浓度及其组合对铁棍山药试管苗快繁的影响,结果表明:KT和NAA组合时,在MS+KT 2mg·L-1+NAA 0.02mg·L-1培养基中试管苗高度达7.67cm,但繁殖系数只有2.67;在KT和NAA组合的基础上再添加TDZ后,在MS+KT 2mg·L-1+NAA 0.02mg·L-1+TDZ 0.02mg·L-1培养基中试管苗繁殖系数提高到6.00,试管苗健壮且生长旺盛;在比较不同细胞分裂素(KT,6-BA和TDZ)与NAA组合对试管苗快繁的影响时发现,6-BA与NAA组合最不适合试管苗的生长,KT与NAA组合中的试管苗生长缓慢,繁殖系数低,TDZ与NAA组合的培养基中有类原球茎形成.因此,综合以上研究结果,本实验认为KT、TDZ和NAA组合的培养基(MS+KT 2mg·L-1+NAA 0.02mg·L-1+TDZ 0.02mg·L-1)更适于铁棍山药试管苗的快繁.

CaCl_2对铁棍山药块茎采后几种与膜脂过氧化相关的生理指标的影响

铁棍山药块茎采后经0.1%～1.0%(W/V)的CaCl2溶液处理后,其含水量增加,相对电导率减小,丙二醛(MDA)含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,超氧阴离子(O2-·)产生速率下降;而浓度为2.0%的CaCl2溶液则促进铁棍山药块茎贮藏后期SOD活性下降,对含水量增加和相对电导率、MDA含量以及O2-·产生速率下降的效果不稳定。

铁棍山药苯丙氨酸解氨酶特性及褐变控制

以铁棍山药(Dioscorea opposita Thunb.cv.Tiegun)为试材,采用分光光度法研究了其与褐变相关的山药苯丙氨酸解氨酶(PAL)的特性以及不同抑制剂对PAL活力的影响。结果表明,在试验范围内铁棍山药PAL的最适p H为8.6,不耐碱,更不耐酸;最适温度为50℃,有一定的高温耐受性,即使在80℃条件下保温30 min仍有约12%的活力残存;L-半胱氨酸盐酸盐和柠檬酸对铁棍山药PAL活力具有明显抑制作用,植酸对PAL的抑制作用不明显,而氯化钠能促进PAL活力。为有效抑制PAL引起的鲜切铁棍山药片的褐变,应在酸性(p H<2.0)、低温(<20℃)或高温(>80℃)条件下进行山药切片的加工和贮藏,鲜切片的无硫护色剂应首选L-半胱氨酸盐酸盐,其次是柠檬酸。

He-Ne激光辐照铁棍山药贮藏保鲜的研究

用工作波长632.8 nm、功率为2.5 mW的He-Ne激光器辐照铁棍山药,30 min后,其芦头芽萌发受抑,山药茎含水量、可溶性总糖和可溶性蛋白含量分别从70.203 9%下降到66.615 4 4%、从72.213 25 mg.g-1下降到25.878 88 mg.g-1、从508.539 4μg.g-1下降到258.423 1μg.g-1,丙二醛(MDA)和超氧阴离子含量分别从0.62 mmol.g-1变为8.033 122 mmol.g-1、从32.997 13μg.g-1变为35.536 42μg.g-1,贮藏前期的超氧化物歧化酶(SOD)活性从494.864 U.g-1变为1 105.85 U.g-1,贮藏后期的SOD活性从1 105.85 U.g-1变为959.167 U.g-1。

基于叶绿体DNA变异的怀山药鉴定体系构建

通过对20个怀山药和20个其他品种山药叶片总DNA序列比对发现,怀山药在叶绿体DNA片段trnQ-rps16上有210 bp的长度变异,同时在叶绿体DNA片段psbM-trnD上有1个特异碱基突变位点,会导致其他品种山药样品HinP1I酶切位点丢失。根据2个叶绿体DNA片段的序列差异构建怀山药鉴定体系。使用trnQ-rps16和psbM-trnD特异引物分别对山药总DNA进行扩增,trnQ-rps16扩增产物进行凝胶电泳检测,psbM-trnD扩增产物经HinP1I酶切后电泳检测,将检测结果与样品进行比较。采用该体系对29个怀山药以及62个其他品种山药进行检测,均得到正确结果。对20个随机采集的市售山药根状茎样品检测,发现17个为怀山药,3个为其他品种山药,该结果与实际山药品种一致,表明该怀山药鉴定体系适用于怀山药的识别,具有简便快速、结果准确以及适用性广的特点。

功能性堆肥对山药生长、品质及产量的影响

为了探讨功能性堆肥对山药生长、品质及产量的影响,以铁棍山药为试材,研究了40、60、80 t/hm^2的堆肥添加量对山药的茎粗、光合速率、品质、产量以及土壤理化性质、酶活性、根际微生物菌落数量的影响。试验结果表明,施用功能性堆肥后,山药茎粗、叶绿素含量增加,光合速率增强,水分含量降低,蛋白质、淀粉、可溶性总糖和灰分含量显著提高;土壤中碱解N、速效P和速效K含量显著提高,p H值降低,EC值增加,微生物数量增加,酶活性提高,其中最适宜堆肥用量为80 t/hm^2。

铁棍山药多糖抗疲劳及耐缺氧作用研究

目的探讨铁棍山药多糖成分对体力疲劳的缓解作用。方法配制不同浓度的山药多糖溶液,将50只小鼠随机分为山药多糖低、中、高3个剂量组(50,100,200 mg/kg)和空白对照组,分别每天灌胃给药,给药14 d后检测小鼠负重游泳时间以及缺氧存活时间,测定血清尿素、肝糖元含量,明确铁棍山药多糖的抗疲劳和耐缺氧作用。结果铁棍山药多糖能有效延长小鼠的游泳时间和耐缺氧时间,降低运动后血清尿素的增量,显著增加运动小鼠肝糖原的储备。结论一定剂量的山药多糖对小鼠有明显的抗疲劳抗缺氧作用。

高效液相色谱法同时测定怀山药中4个山药素化合物

目的：建立HPLC法同时测定怀山药不同部位（块茎、皮、茎叶、零余子）中4个山药素化合物（山药素Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）的含量。方法：采用Aglient HC-C18（4.6 mm×250 mm,5μm）色谱柱,以甲醇（A）-水（B）为流动相,洗脱梯度（0~20 min,50%A;20~65 min,50%A→65%A）,流速1.0 m L·min-1,检测波长274 nm,柱温30℃,进样量20μL。结果：4个山药素化合物在60 min内得到良好的分离,在给定的浓度范围内,4个山药素化合物呈现良好的线性（r≥0.999 9）、精密度（RSD≤0.93%）、稳定性（RSD≤0.62%）和重复性（RSD≤3.2%）,回收率在91%~102%之间。其中怀山药的零余子和茎叶中均含有4个山药素化合物,山药皮中含有3个山药素化合物（山药素Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ）,块茎中含有2个山药素化合物（山药素Ⅰ、Ⅲ）。结论：经方法学验证,本文建立的方法为怀山药质量标准研究、产品质量控制以及山药素类化合物的化感研究打下了基础。

铁棍山药微型块茎遗传转化体系的建立

怀山药(Dioscorea opposita)遗传转化是对其进行基因功能分析和遗传改良的基础,但目前国内外尚未见相关报道。以怀山药优良品种铁棍山药(D. opposita cv.‘Tiegun’)的微型块茎为受体材料,对影响遗传转化的因素进行优化,建立了由根癌农杆菌介导的山药遗传转化体系。过表达质粒载体p CAMBIA1301-DoSERK2含GUS标记基因和潮霉素(Hyg)抗性筛选基因,沉默质粒载体pART27-DoSERK2含卡那霉素(Kan)抗性筛选基因。根癌农杆菌抑制剂特美汀(Tim)的最佳浓度为500mg·L^(–1);再生芽和生根时, Hyg的最佳浓度分别为15和20 mg·L^(–1), Kan的最佳浓度分别为120和160 mg·L^(–1)。对转化植株进行PCR和GUS组织化学检测,结果显示外源基因已整合到铁棍山药转基因株系的基因组中并在细胞中表达。该研究建立了一套取材便利的铁棍山药遗传转化方法,对其它品种山药的转化也具有参考价值。

不同栽培模式下铁棍山药的质量评价

目的:评价4种不同栽培模式下铁棍山药的质量。方法:在沙土地打孔、垆土地打孔、垆土地未打孔及沙土地未打孔模式下栽培山药,并对各栽培模式下的山药浸出物、多糖、淀粉和尿囊素进行含量测定,比较各栽培模式下铁棍山药的质量。结果:浸出物含量:垆土地打孔山药的含量显著较高,相比沙土地打孔山药高出13.50%;多糖含量:垆土地打孔山药较高,相比垆土地未打孔山药高出42.17%;淀粉含量:垆土地打孔与垆土地未打孔山药均较高,相比沙土地打孔山药分别高出54.73%、51.53%;尿囊素含量:沙土地打孔山药较高,相比垆土地打孔山药高出28.30%。经变异系数权重法分析,垆土地打孔山药质量较优,沙土地打孔山药质量较差。结论:在选择铁棍山药时,优选垆土地打孔栽培的山药。