虎杖中虎杖苷的微生物发酵转化研究

虎杖中虎杖苷的微生物发酵转化研究

摘要:从中药材虎杖中筛选到一株具有转化虎杖苷能力的根霉菌株T-34,利用该菌株产生

的B-葡萄糖苷酶能将虎杖苷转化为白藜芦醇.虎杖的液体发酵动力学研究结果显示:根霉菌

T-34能够直接利用虎杖煮提液中的碳源、氮源等作为其生长所需的营养,并且产生的B-葡萄糖苷酶与底物虎杖苷的转化具有相对应的关系,用HPLC测得虎杖苷的转化率达98%.

关键词:微生物转化;虎杖;虎杖苷;白藜芦醇;B-葡萄糖苷酶

Biotransformation of polydatin fromPolygonum cuspidatum

byRhizopussp. T-34

Abstract:, isolated by strain-screening test, could transform polydatin into resveratrol

during fermentation ofPolygonum cuspidatumin this experiment. Kinetics of fermentation was studied to

follow the transformation process, and the results suggested could utilize carbon re-

source, nitrogen resource and etc directly as its nutrition, furthermore,B-glucosidase produced by the strain

was correspondingly related to the transformation of polydatin, and the transformation rate of polydatin could

reach 98%.

Key words:microbial transformation,Polygonum cuspidatum,polydatin, resveratrol,B-glucosidase

1 引言

虎杖始载于5名医别录6,为蓼科植物虎杖的干

燥根茎,主要有效成分为二苯乙烯类和蒽醌类化合

物,前者包括白藜芦醇及其糖苷[1].据报道白藜芦

醇具有抑制肿瘤、抗氧化、抗自由基、抗血栓、抗过

敏、抗动脉粥样硬化和具有冠心病、缺血性心脏病、

高血脂症的防治作用,白藜芦醇已被列为抗心血

管、抗癌最有前途的药物之一[2].干燥虎杖根茎中

白藜芦醇含量仅为%~% ,而虎杖苷含量

约为2%左右[3],虎杖苷可在肠道中被糖苷酶分解

释放出白藜芦醇,发挥其药理作用[4].目前有研究

用酸水解法对虎杖苷进行分解[5],但是酸碱会造

成环境污染,降低产量,因此不宜用化学法进行水

解.也有用改性纤维素酶直接对虎杖苷进行分

解[6],但成本较高、工艺较为复杂,不利于推广应

用.本项研究采用微生物发酵法转化虎杖苷,即没

有强烈的酸碱反应发生,又无需粗提苷,有效的避

免了上述两种方法存在的缺陷.因此利用专一微

生物进行发酵是提高虎杖中白藜芦醇含量的有效

2008年4月

第45卷第2期

四川大学学报(自然科学版)

Journal of Sichuan University (Natural Science Edition) Apr. 2008

途径之一.

2 材料和方法

材料

2.1.1 仪器和试剂虎杖购于成都同仁堂药房,

并经成都中医药大学药用植物鉴定室鉴定为蓼科

植物虎杖的根茎.白藜芦醇标准品(购于成都思科

华有限责任公司),高效液相色谱仪(美国Waters

公司),Tu-1800紫外可见分光光度计(北京普析通

用仪器有限责任公司),GBRT全自控10L发酵罐

(烟台高新区海洋生物工程研究所).

2.1.2 培养基初筛平板:主要成分为%

NaNO3, 0. 1% K2HPO4, 0. 05% KCl, 0. 05%

MgSO4, % FeSO4, 1%虎杖苷.

发酵培养基(复筛培养基):主要成分为虎杖

煮提液.

方法

2.2.1 菌种的筛选取自然长菌的虎杖粉1 g,加

入20 mL的无菌水,摇匀,静置片刻,取上清液

mL梯度稀释,各吸取 mL于初筛平板上按常

规涂布方法30e培养3~4 d,挑选长势良好的单

菌落,得到青霉,黄曲霉,木霉,根霉等四十株菌种,

保藏待用.将初筛菌种接入复筛培养基中,32e,

170 r/min摇床中发酵3 和HPLC法检测

发酵产物.

2.2.2 TLC检测法见文献[7] .

2.2.3 HPLC检测法高效液相色谱仪测定白藜

芦醇和虎杖苷的色谱分析条件:色谱柱C18柱

(416@150 mm);柱温25e;流动相是甲醇:水为

40B60;流速1 mL/min,进样量20LL;检测波长

305 nm.根据标准样的峰面积和进样浓度作回归

曲线,白藜芦醇的回归方程为y=@108x+

1121@104,相关系数R=,在20@10-6g/

mL~100@10-6g/mL范围内和峰面积成线性关

系;虎杖苷的回归方程为y=

@105,相关系数R=,在20@10-6g/mL~

100@10-6g/mL范围内和峰面积成线性关系.

2.2.4 发酵动力学研究采用GBRT全自控发

酵罐10 L进行发酵罐培养,发酵罐装培养液量为

8 L,接种量为5%,孢子悬液浓度为?

@108cfu/mL,发酵温度为32e,转速为300 r/