人参山药挤压膨化工艺优化及其理化性质研究

采用双螺杆挤压膨化工艺制备人参、山药膨化制品,并研究其最佳工艺条件及其膨化前后理化性质的变化。以生晒参、山药饮片为实验材料,将生晒参粉与山药饮片粉按1∶1比例混合,在单因素的基础上,以膨化制品的径向膨化率为考察指标,根据L9(3~4)正交表进行正交试验,确定人参、山药复合粉挤压膨化的最佳工艺参数,并对膨化前后的营养品质、物理化特性、有效成分进行比较分析。结果显示:人参、山药复合挤压膨化的最佳工艺参数为:螺杆转速为250 r/min,Ⅲ区温度160℃,物料水分含量24%,在此条件下得到疏松多孔的膨化制品,产品径向膨化率达到最大值为2.43。人参、山药复合粉挤膨化后与膨化前营养化学成分相比,粗灰分含量差异不大(P>0.05),粗脂肪、TDF、IDF、粗蛋白质、可溶性蛋白质、总淀粉、支链淀粉含量均降低(P<0.05);可溶性膳食纤维、直链淀粉均有提高(P<0.05),分别提高了12.96%、18.03%。膨化后与膨化前物理特性比较,糊化度、WSI、WAI均有提高;人参、山药复合粉基本营养化学成分与物理特性相关性分析表明,膨化前后的糊化度变化率与淀粉含量变化率、支链淀粉含量变化率呈显著负相关(P<0.05),WAI值的变化率与IDF呈极显著正相关(P<0.01),WSI值与支链淀粉、脂肪、TDF、IDF含量变化率呈显著负相关(P<0.05)。膨化前后人参总皂苷由5.50%下降到5.15%,差异显著(P<0.05)。结论:通过挤压膨化技术的应用,使人参、山药复合粉的理化性质得到了改善,为进一步研究奠定理论基础。

人参不定根诱导、增殖及皂苷积累的研究

目的:建立人参Panax ginseng C.A.Mey.不定根诱导体系并优化液体培养增殖条件。方法:以MS为基础培养基,通过正交试验,研究生长素NAA和IBA对人参不定根诱导的影响;考察不同NAA、IBA浓度及其组合浓度对人参不定根生长和皂苷含量的影响。结果:诱导人参不定根最佳外植体类型为种胚,最佳固体培养基为MS+NAA 0.6 mg/L+IBA 1.0 mg/L+蔗糖3%+琼脂0.8%,其诱导率为88.4%,诱导时间为18 d。在不定根液体增殖培养中,IBA比NAA更有利于不定根的生长。分别添加NAA 2.0 mg/L、IBA 1.0 mg/L和NAA 1.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L时,不定根生物量及皂苷产量均较高,其中以二者组合对人参不定根增殖效果最好,最佳培养基为MS+NAA 1.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L+蔗糖3%。结论:建立了由人参不同外植体直接诱导不定根的方法,在短期内可获得大量不定根材料,为人参次生代谢产物的生产提供了新的药源。

基于仿生手段和气质联用技术研究炮制方法对五味子滋味和气味的影响

目的利用两种仿生手段联合气相色谱-质谱联用(GC-MS)联用技术,表征不同炮制方法下五味子滋味和气味的变化。方法制备醋蒸、酒蒸、盐炒和蜜炒的4种五味子炮制品。采用电子舌测定五味子样品的滋味,利用电子鼻和顶空气相质谱仪器分析五味子样品的气味。采用主成分分析法对数据进行分析。结果表明电子舌能够检测到五味子的酸、涩、苦、咸及甜味,其中酸味为主。经炮制后甜味消失、酸味有明显降低,酒蒸制后涩味明显增加,盐制后咸味变化较大。电子鼻传感器响应结果说明样品中含有芳香类成分、含硫化合物、氮氧化物及短链烷烃,其中醋五味子的气味与其他炮制品的差异较大。GC-MS共鉴定出32种化合物,包括烷烃类、醇类、醚类和萜烯类,其中萜烯类含量较高,有衣兰烯、花柏烯、雪松烯、香柑油烯等。挥发性成分的总相对含量经蒸制处理后均有降低,尤其是醋制品,但倍半萜类成分有所升高。经盐炒后炮制品中单萜含量升高,而蜜炒后总相对含量及分布基本不变。结论五味子经过蒸、炒等炮制方法处理后,滋味和气味都会受到影响。醋、酒、盐和蜂蜜等辅料的添加对滋味的影响较大。该研究通过探索五味子在炮制过程中的气味和滋味的变化,客观阐释五味子五味俱全的科学内涵,为进一步联系五味子五味和物质基础之间的关系奠定了基础。

人参二醇诱导3T3-L1脂肪前体细胞凋亡及其作用机制

目的:探讨人参二醇(PD)诱导3T3-L1脂肪前体细胞凋亡作用,并阐明其可能的作用机制。方法:将3T3-L1脂肪前体细胞分为空白对照组和不同浓度PD处理组,采用CCK-8法测定0~100μmol·L^(-1)PD作用后未分化3T3-L1脂肪前体细胞及分化后成熟脂肪细胞的细胞活性。不同浓度(0、5、25和50μmol·L^(-1))PD作用于3T3-L1脂肪前体细胞,采用DAPI染色观察细胞凋亡的形态表现,流式细胞术检测3T3-L1脂肪前体细胞凋亡率和不同细胞周期细胞百分率,Western blotting法检测各组细胞中磷酸肌醇3激酶(PI3K)、磷酸化磷酸肌醇3激酶(p-PI3K)、蛋白激酶B(AKT)、磷酸化蛋白激酶B(p-AKT)、B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)和裂解的天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶3(cleaved-Caspase 3)蛋白表达水平,计算p-PI3K/PI3K和p-AKT/AKT比值。结果:CCK-8实验,与空白对照组比较,不同浓度PD处理组3T3-L1脂肪前体细胞的细胞活性降低(P<0.05或P<0.01),成熟脂肪细胞的细胞活性差异无统计学意义(P>0.05);DAPI染色实验,与空白对照组比较,不同浓度PD处理组3T3-L1脂肪前体细胞轮廓变得不规则,出现核碎裂,观察到凋亡小体与染色质碎片;流式细胞术检测,与空白对照组比较,不同浓度PD处理组3T3-L1脂肪前体细胞凋亡率升高(P<0.01),S期细胞百分率明显升高(P<0.05或P<0.01);Western blotting法检测,与空白对照组比较,不同浓度PD处理组细胞中Bax和cleaved-Caspase 3蛋白表达水平升高(P<0.05或P<0.01),Bcl-2蛋白表达水平降低(P<0.05或P<0.01),p-PI3K/PI3K和p-AKT/AKT比值降低(P<0.05或P<0.01)。结论:PD能够明显诱导3T3-L1脂肪前体细胞发生凋亡,其作用机制可能与其影响凋亡相关蛋白表达水平有关。

农田栽参土壤改良中肥料对土壤元素及酶活性的影响

为探究农田栽参土壤改良中肥料对土壤元素与土壤酶活性的影响,于2019年5月21日采集经混合肥、土地乐、腐殖酸、木醋液、益生源处理过的土壤样品,对其土壤养分与土壤酶活性进行研究。结果表明:不同肥料在土壤中发挥出不同的作用,施用混合肥的土壤SOM、ACa含量最高分别为139.51 g·kg^(-1)、848.9 mg·kg^(-1)。施用土地乐生物有机肥后土壤中AP和AMn含量最高分别为36.7 mg·kg^(-1)、126.12 mg·kg^(-1)。施用腐殖酸后土壤中AFe、电导率、AK数值最高分别为737.36 mg·kg^(-1)、59.67 mg·kg^(-1)、794.87 mg·kg^(-1)。施用木醋液与益生源菌剂后各养分均有不同程度增加;过氧化氢酶活性在混合肥处理后最低,对照处理最高。漆酶活性在腐殖酸处理后最低,木醋液处理最高。蔗糖酶活性在腐殖酸处理最低,混合肥处理最高。脲酶活性在腐殖酸处理最低,益生源处理后最高;相关性分析表明,土壤养分与土壤酶活性有密切关系,存在不同程度的相关性。五种肥料在土壤改良中都有显著效果。

茉莉酸甲酯和水杨酸对西洋参愈伤组织生长和皂苷形成的影响

本文旨在探究不同诱导子对西洋参愈伤组织生长、相关酶活性及其人参皂苷含量的影响,在西洋参愈伤组织中,应用HPLC检测了添加诱导子茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和水杨酸(salicylic acid,SA)后西洋参愈伤组织皂苷生物合成的变化。结果显示,MeJA抑制生长,但SA对其生长影响较小;2种诱导子均可以显著激活西洋参愈伤组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量;培养基中MeJA浓度为100μmol/L时,愈伤组织中总皂苷含量和产量均达到最大值,人参皂苷Rg_(1)、Re、Rb_(1)、Rc的含量最高,在SA诱导子试验组中,当SA浓度为300μmol/L时,西洋参愈伤组织中总皂苷含量和产量均达到最大值,人参皂苷Rb_(1)的含量最高。结果表明,在西洋参愈伤组织中添加适当浓度MeJA和SA诱导子会提高人参皂苷化合物含量,其中以MeJA诱导人参总皂苷的效果最好,同时也会影响西洋参愈伤组织的生长量。说明在培养过程中添加外源诱导子,有利于提高西洋参愈伤组织中皂苷含量。

基于色谱技术分析干燥方法对五味子物质基础的影响

目的探讨色谱方法检测五味子经不同干燥处理后物质基础含量和种类的差异。方法以五味子为实验材料,经烘干、晒干、阴干、真空烘干的方式处理得到4种干燥品。采用UPLC-MS法测定五味子中木脂素类、核苷类成分;GC-MS法测定五味子中脂肪酸类成分、香气成分。结果不同干燥方法处理后五味子中物质基础存在一定差异,经阴干法干燥后,五味子中总木脂素与香气成分的含量最高,为2.63%和68.79%;脂肪酸含量经晒干法处理后的含量相对较高为20892.47mg·kg^(-1);4种方法对核苷类成分没有明显的影响。结论传统阴干法可较大程度上保证五味子的内在有效成分含量。从五味子中物质基础角度来讲,不同有效成分对干燥方法的要求不同。最佳干燥方法的选择应根据物质基础、现有条件和药材品质等方面的因素来决定。研究结果可为五味子产地初加工的品质控制和合理应用提供参考。

低温影响药用植物次生代谢产物积累研究进展

药用植物中发挥防病治病功能的有效成分是药用植物区别于其他作物最主要的特征,有效成分主要是药用植物生长过程中积累的代谢产物,分为糖与苷类化合物、苯丙素类化合物、黄酮类化合物、萜类化合物等,温度是调节药用植物次生代谢及有效成分积累的重要环境因子,近年来研究发现低温处理可诱导药用植物次生代谢产物生物合成过程中关键基因的表达,促使药用植物次生代谢产物得到更多的积累,并且这些次生代谢产物还能作用于药用植物本身,在低温胁迫下发挥重要的防御作用。本研究简要介绍了低温对不同类型药效成分积累的积极影响,并从分子角度阐述了药用植物响应低温有效成分生物合成过程中的关键基因的研究进展,总结了恰当的低温处理对药用植物栽培与生产过程中的诸多益处,最后展望了药用植物响应低温的研究方向。

rDNA-ITS序列分析方法在药用植物研究中的应用

rDNA-ITS序列分析,是一种基于对核糖体RNA基因(Ribosomal DNA,rDNA)内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)进行PCR扩增、测序的多态性序列分析方法,该方法在植物种质资源鉴定、中药材鉴定和品质评价、遗传多样性与亲缘关系等方面具有广阔的应用前景。本研究介绍了rDNA-ITS序列分析技术的原理与技术路线,回顾了该方法在药用植物分类、品种鉴别、亲缘关系鉴定等方面的应用,提出了3条对r DNA-ITS序列分析技术的利用建议,分别为建立药用植物指纹图谱库,探索药用植物基因与生态环境因子关系以及鉴定中药材道地性分析。

种子萌发过程中GA与ABA的作用机制研究进展

种子的休眠与萌发是由胚胎生长势与种皮施加的约束力之间的平衡所决定的,不同种子的萌发不同步,促进萌发所需的刺激变化很大,在发芽之前,种子需要经历吸水、重新激活代谢活动和胚胎组织再分化,以动员储存在种子中的营养物质并启动分生组织活动。从干燥种子到幼苗的过渡对不同的环境条件高度敏感,特别是光、温度和水。这种对环境信号的响应是由一种或多种激素共同调控的,各种植物激素通过高度复杂的相互作用方式来调节种子的萌发,其中赤霉素(gibberellin,GA)与脱落酸(abscisic acid,ABA)在调节种子萌发中的作用尤为关键。本研究综述了GA与ABA在分子水平上控制种子休眠的机制,并探讨了它们与其他激素相互作用的方式,最后展望了植物激素在种子萌发上研究的发展方向。

DNA流式细胞术及其在植物基因组大小与倍性检测中的研究与应用

流式细胞术在植物分子生物学和倍性育种研究中发挥着重要作用。例如:基因组大小的测定、植物转基因检测、染色体倍性分析、多倍体程度估测等。其中基因组大小及其倍性是研究生物基因多样性的基础。流式细胞术可以大量并快速准确的检测出待测样品基因组大小及倍性,其主要原理是荧光染料与DNA双链分子可发生特异或非特异结合,通过检测到的荧光强度可计算出样品DNA含量。本研究主要综述了流式细胞术测定植物基因组大小和倍性的原理、关键技术及其在相关测定研究中的应用,为进一步利用流式细胞术进行基因组大小的测定和倍性鉴定的研究提供相关资料。

氮元素对土壤及人参生长发育的影响

氮元素是植物生长的大量必需营养元素之一,是构成生命体的基础元素,植物体内的多种生理生化过程也需要氮元素的参与,氮元素对土壤营养和土壤酶活、土壤微生物丰度和多样性都有影响。施入氮肥对土壤营养的影响会因为土壤环境,植被种类不同而产生不同的影响;在人参地条件下,磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶都受到氮素的影响;长期施入氮肥使土壤中真菌含量增加,即使人参的连作障碍与土壤中微生物结构有很大关系,但是一些放线菌可以抑制人参病原菌的生长,还有助于人参的生长和成分的积累;人参地适量施入氮肥有助于皂苷的合成和人参的生长发育。本研究从氮素对土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物以及氮素对人参生长发育的影响等方面进行总结。

基于色谱技术分析不同生长期五味子的物质基础

该研究以6个生长期的五味子为研究对象,采用UPLC,GC及MS色谱技术检测其所含物质基础的种类和含量变化,包括木脂素、核苷、香气成分和脂肪酸类成分。从性状上来看,不同生长期五味子的质地、颜色、味等均不相同。从物质基础上来看,UPLC-MS同时检测12种木脂素类成分,8月末9月初样品中总木脂素的质量分数较高,其中,五味子醇甲最高达0.67%±0.01%,五味子醇乙、当归酰戈米辛H和五味子乙素次之,总趋势随五味子成熟则含量上升。UPLC检测13种核苷类成分,7月末样品总核苷含量最高,其中尿苷、鸟苷含量较高,成熟后降低。香气成分和脂肪酸采用GC-MS检测,共鉴定出53种香气成分,在8月末样品中香气成分总含量最高,其中,衣兰烯含量较高,香柑油烯次之;脂肪酸共检出24种,8月份果实基本成熟,样品中脂肪酸含量最高,其中,亚油酸含量居首位,油酸次之。综上,五味子果实的成熟程度与各类物质基础的含量和种类相关,生长期对五味子的品质有不同程度的影响,应根据目标成分含量变化规律,确定适宜的采收时间。同时,该研究结果可为五味子物质基础的质量评价提供参考。

FPOA诱导人乳腺癌MCF-7细胞凋亡的作用

研究了从红缘拟层孔菌中分离纯化的3-乙酰氧基-8,24-羊毛甾二烯-21酸(FPOA)对人乳腺癌细胞MCF-7细胞增殖的抑制作用及诱导凋亡的作用机理。采用MTT法检测细胞抑制增殖的能力,通过Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡情况,采用蛋白质印迹法分析凋亡相关蛋白的表达情况。结果表明,MCF-7经FPOA处理后培养12、24、48 h,细胞毒活性明显,IC50值分别为62.36,27.06和23.36#g/mL。经质量浓度为50μg/mL的FPOA处理24 h后,细胞凋亡率达到39.58%。蛋白检测发现,Cytochrome c和Caspase-3的含量明显升高,Bcl-2/Bax的表达明显降低。说明FPOA能够调节凋亡相关蛋白(Cytochrome c,Caspase-3,Bcl-2和Bax)的表达量,从而介导凋亡;推测FPOA诱导MCF-7细胞凋亡的作用机制与线粒体途径相关。

玉竹根茎转录组分析及其甾体皂苷生物合成途径探究

甾体皂苷是玉竹的主要有效成分,是玉竹降血糖、调节免疫力和消炎作用的物质基础。为解析玉竹中甾体皂苷生物合成途径,本研究通过分析玉竹根茎转录组数据,筛选出参与甾体皂苷骨架合成的82个Unigenes,通过RT-qPCR分析,验证了其中的17个Unigenes;通过系统进化树分析,鉴定出OSC基因家族中的环阿屯醇合酶和羊毛甾醇合酶。这些发现可用于玉竹甾体皂苷生物合成途径关键酶基因功能和调控机制的进一步研究,有助于黄精属其他植物甾体皂苷生物合成途径的研究。

西洋参鲜花蕾化学成分分离鉴定

目的 研究西洋参鲜花蕾的化学成分。方法 采用硅胶柱色谱、MCI树脂交换柱色谱、反相C柱色谱、半制备液相色谱等技术手段对西洋参新鲜花蕾的化学成分进行系统分离,根据理化性质和波谱数据进行结构鉴定。结果 从西洋参新鲜花蕾中分离得到21个单体化合物,分别鉴定为人参花皂苷A(1)、人参花皂苷B(2)、西洋参皂苷Ⅲ(3)、拟人参皂苷F_(11)(4)、人参皂苷Re(5)、人参皂苷Rd(6)、人参皂苷Rg_(1)(7)、拟人参皂苷RT_(5)(8)、人参皂苷Rc(9)、人参皂苷Rg_(2)(10)、人参皂苷20(R)-Rg_(2)(11)、人参皂苷Rb_(1)(12)、人参皂苷Rh_(1)(13)、人参皂苷Rb_(2)(14)、人参皂苷Rb_(3)(15)、人参皂苷20(R)-Rh_(1)(16)、竹节参皂苷Ⅳa(17)、人参皂苷Rh_(4)(18)、人参皂苷F_(2)(19)、人参皂苷Rg_(3)(20)、人参皂苷20(R)-Rg(21)。结论 化合物1、2、18为首次从西洋参中分离得到,化合物11、16、17为首次从西洋参花蕾中分离得到。