马铃薯中糖苷生物碱的提取及其工艺条件的优化

收稿日期：2011－06－02基金项目：陕西省教育厅资助项目（08JK507）；榆林市科技局校地合作项目；榆林学院科研项目（11YK21）。

作者简介：曹艳萍（1958—），女，陕西榆林人，教授，研究方向：有机合成及天然物质应用研究。

正交试验优选马铃薯糖苷生物碱提取工艺曹艳萍1，薛成虎2，李霄2，代宏哲2（1．西北政法大学公安学院，陕西西安710063；2．榆林学院化学与化工学院，陕西榆林719000）摘要：对马铃薯中糖苷生物碱的超声提取工艺进行了研究。

以α－茄碱为对照品，通过L 9（34）正交试验，优选了工艺参数。

结果表明：选用含5%醋酸的乙醇为提取溶剂，各因素的影响依次为：提取次数＞乙醇体积分数＞料液比＞提取时间。

最优提取工艺条件是：以60%的乙醇为溶剂，提取时间30min ，料液比1：10，三级提取，粗提物得率薯芽最高为0．016g /g ，测得粗提物糖苷生物碱含量230mg /g ；薯芽、薯皮、薯肉中糖苷生物碱含量分别为3．37mg /g 、2．91mg /g 、0．68mg /g 。

关键词：马铃薯；糖苷生物碱；超声；提取工艺中图分类号：S532文献标志码：A 文章编号：1008－3871（2011）06－0006－03马铃薯（potato ）又称土豆、山药蛋，为茄科植物，是主要的粮食作物之一。

近代研究发现，马铃薯植株、块茎特别是薯芽中普遍含有一类有异味、有毒性的甾类生物碱，文献［1］中将其统称为总糖苷生物碱（total glycoalkaloids ，TGA ）。

研究表明，马铃薯TGA 包含6种不同的糖苷生物碱（α，β，γ－茄碱；α，β，γ－卡茄碱），苷元为茄啶，茄啶的“3”位与寡糖链以氧糖苷键连接。

α－茄碱是马铃薯的一种天然成分，α－茄碱和α－卡茄碱是马铃薯糖苷生物碱的主要形式［2］。

故将马铃薯糖苷生物碱称为茄碱，由于茄碱最早是在龙葵中发现的，又将茄碱称为龙葵素、龙葵碱马铃薯毒素等。

一直以来，人们认为龙葵素是有毒的，但在近期的研究中，发现糖苷生物碱除了具有抗病虫能力及其遗传育种等生态学作用外，还具有广泛的药理学活性，如抗菌抗病毒、抗疟疾、抗炎、抗肿瘤、强心、降低胆固醇及血脂等作用，有研究报道能抑制消化道肿瘤细胞的增殖，对胃癌、直肠癌有抑制作用，是一种重要的医药资源，因而马铃薯糖苷生物碱具有良好的开发、利用前景［3，4］。

马铃薯蛋白提取方法综述作者：江洪波徐鑫覃瑞李刚熊海容张丹丹来源：《安徽农业科学》2019年第03期摘要马铃薯是人们喜爱的块茎类蔬菜之一，马铃薯蛋白质含量也很丰富。

阐述了马铃薯蛋白的组成特点，对马铃薯蛋白的各种经典和最新的分离提取方法进行了综述，以期对进一步研究马铃薯蛋白提供理论依据。

关键词马铃薯;蛋白质;提取中图分类号TS201.2+1文献标识码A文章编号0517-6611（2019）03-0009-03doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.003马铃薯（Solanum tuberosum L.）又名土豆、洋芋、荷兰薯等，属于茄科茄属多年生块茎草本植物，在我国大量种植已经有500多年的历史。

2015年我国马铃薯播种面积和产量均居世界第一位，分别达 552.36万hm2和 9 708万t。

然而我国马铃薯主要以鲜食为主，仅约 15% 用于加工业[1-3]。

马铃薯一般作为淀粉生产的主要原料，其蛋白成为副产品。

但马铃薯蛋白由于其功能特性良好，必需氨基酸含量高，营养价值丰富，因此极具开发潜力。

随着食品工业的发展，如何合理开发利用马铃薯蛋白质资源，对于减少环境污染、适应国家马铃薯主粮化战略需求具有重要的指导意义。

笔者对马铃薯蛋白的分离提取方法进行了综述，以期为进一步研究马铃薯蛋白提供理论依据。

1马铃薯蛋白的组成新鲜马铃薯块茎蛋白质含量为1.7%～2.1%，马铃薯蛋白质按分子量大小分为高分子量蛋白质、糖蛋白、蛋白酶抑制剂3部分[4-9] 。

目前后两者研究较多，而前者研究较少。

糖蛋白约占马铃薯块茎总蛋白含量的40%，不仅必需氨基酸含量较高，而且兼具抗氧化活性和酯酰基水解活性，在防御害虫和真菌病原体方面起重要作用，也可作为具有乳酯酶和β-1，3-葡聚糖酶活性的佐证。

此外马铃薯糖蛋白还具有凝胶性、起泡性、乳化性等其他优良功能特性，同时，糖蛋白具有加工功能特性，比较适用于食品加工业，成为近几十年来植物蛋白研究的热点之一。

马铃薯糖苷生物碱的研究进展梁克红;卢林纲;朱大洲;朱宏【摘要】糖苷生物碱是马铃薯体内广泛存在的一种次生代谢产物,误食能引起人和动物中毒,但同时具有多种生物活性,有药用价值.从化学结构、分布、生物功能及合成途径等方面对马铃薯糖苷生物碱进行论述,为今后合理利用糖苷生物碱提供参考.%Steroidal glycoalkaloids were naturally occurring, secondary plant metabolites that are found in pota-toes. It could cause human and animal poisoning, and also had a variety of biological activity. The potato steroidal glycoalkaloids were discussed from the aspects of chemical structure, distribution, physical activity and synthesis pathway. The results provided a reference for the rational use of steroidal glycoalkaloids in the future.【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2017(038)021【总页数】5页(P195-199)【关键词】马铃薯;糖苷生物碱;生物活性;合成途径【作者】梁克红;卢林纲;朱大洲;朱宏【作者单位】农业部食物与营养发展研究所,北京100081;农业部食物与营养发展研究所,北京100081;农业部食物与营养发展研究所,北京100081;农业部食物与营养发展研究所,北京100081【正文语种】中文全世界有150多个国家和地区种植马铃薯，其产量和栽培面积仅次于水稻、小麦和玉米，是世界上第四大粮食作物[1]。

紫马铃薯花色苷提取工艺优化及稳定性、抗氧化活性分析张馨月;赵思毅;吴明阳;李益;高涛;王新惠;刘洋【期刊名称】《食品工业科技》【年(卷),期】2024(45)5【摘要】以甜菜碱为氢键受体,有机酸、糖基和醇基分别为氢键供体制备天然绿色的低共熔溶剂,基于微波辅助提取法,通过单因素实验并结合响应面分析对紫马铃薯花色苷提取工艺进行优化。

主要考察了微波时间、微波功率、溶剂含水量、溶剂摩尔比对紫马铃薯花色苷含量的影响。

同时比较低共熔溶剂与常规溶剂提取对紫马铃薯花色苷在不同温度、光照条件下的稳定性,以及DPPH、ABTS+、OH自由基清除率评价体外抗氧化能力。

结果表明,以甜菜碱和柠檬酸制备酸性低共熔溶剂,摩尔比1:2.1,含水量为28.6%,在微波功率800 W,微波时间28 s条件下,紫马铃薯花色苷含量可达到228.658±1.241 mg/100 g,较常规提取工艺含量提高了56.92%。

此外通过低共熔溶剂提取所得花色苷在不同光照、温度条件下稳定性均显著提高。

其中太阳光对紫马铃薯花色苷影响最大,避光情况下低共熔溶剂提取花色苷保存率可达90%以上,常规溶剂提取花色苷保存率为82.78%,此外,花色苷含量也随着温度的增加不断降低,二者保存率均明显下降。

抗氧化能力结果表明,低共熔溶剂提取所得花色苷抗氧化能力更强,其清除自由基能力IC_(50)值均小于常规溶剂提取。

DPPH自由基清除能力IC_(50)值从45.95μg/mL降至41.54μg/mL;ABTS+自由基清除能力IC_(50)值从17.81μg/mL至11.30μg/mL;OH自由基清除能力IC_(50)值从162.00μg/mL至22.44μg/mL。

因此紫色马铃薯花色苷含量、稳定性和抗氧化活性与其提取溶剂的选择密切相关,本提取工艺的研究为紫马铃薯花色苷的利用开发提供了新思路。

【总页数】10页(P187-196)【作者】张馨月;赵思毅;吴明阳;李益;高涛;王新惠;刘洋【作者单位】成都大学食品与生物工程学院;达州市农业科学研究院;成都农业科技中心【正文语种】中文【中图分类】TS205【相关文献】1.响应面法优化紫马铃薯中花色苷的提取工艺2.紫马铃薯花色苷的超声辅助提取工艺优化3.黑豆种皮花色苷酶法辅助提取工艺优化及其抗氧化活性分析4.响应面法优化黑米花色苷提取工艺及其抗氧化活性研究5.响应面法优化紫茎泽兰中花色苷的提取工艺及其抗氧化活性研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

转基因技术研究马铃薯中糖苷生物碱综述作者：姜长青吴浩昊来源：《农家科技下旬刊》2018年第07期摘要：随着马铃薯转基因研究的进展，国内学者对马铃薯中糖苷生物碱研究取得了很多成果。

本文主要根据2012到2017五年间转基因技术研究马铃薯糖苷生物碱的研究成果进行较为系统的综述，内容涉及糖苷生物碱的研究现状、作用、前景等以及运用转基因技术调节糖苷生物碱的实验分析。

关键词：马铃薯；糖苷生物碱；转基因；RNAi；sgts2014年东方网报：美农业部批准种转基因土豆比普通土豆在抗癌、运输上更有优势。

随后在2016年日本育出转基因土豆：不发芽可长期存储。

英国也在马铃薯抗病高产方面取得了巨大进步。

而这些成果或多或少的涉及了马铃薯中的糖苷生物碱。

糖苷生物碱，又称幽醇类糖着生物碱，是存在于茄科和百合科植物的一类重要次生代谢物，可以保护植物自身免受病虫害袭击，具有广泛的生理生态效应。

因此，如何通过转基因手段改变马铃薯中糖苷生物碱的含量具有广阔的发展前景。

马铃薯中糖苷生物碱的研究同时引起了国内外学者的高度关注和研究兴趣。

为了全面了解近五年学者关于马铃薯中糖苷生物碱的研究，笔者主要通过CNKI中国期刊全文数据库，以“马铃薯糖苷生物碱”为主题，进行模糊匹配检索。

收集了相关文献资料约20余篇进行综述。

一、为什么要转基因？转基因也叫基因工程，就是通过人工合成特定作用的DNA转入到特定的生物体中，以达到一定目的的过程。

农业生产中为获得优良的种子，常用两种方法：一种就是生物技术育种——转基因，还有一种是常规育种。

由于马铃薯中糖苷生物碱的特殊性，常规育种还不能做到维持叶片中的生物碱水平的同时做到减少块茎中生物碱水平以降低毒性。

所以只能通过转基因手段从分子水平研究改变。

二、Sgt家族酶马铃薯的SGAs的形成过程有三个阶段。

第三阶段的反应物为环阿乔醇，它有两个代谢途径，当走糖基化途径时形成SGAs。

此途径中末端茄啶糖基转移酶（sgt家族酶）是SGAs合成的关键酶。

马铃薯中糖苷生物碱的提取研究薄丽丽;孙晓彦;林浩;戴明婧;牛继平;张金文;王蒂【摘要】[目的]优选马铃薯中糖苷生物碱的提取方法和条件.[方法]以新鲜的马铃薯皮为样品,采用乙酸提取-氨水沉淀、超声波辅助酸水提取-氨水沉淀、甲醇提取-氨水沉淀、双溶剂法提取、多溶剂混合提取、酸醇提取-氨水沉淀及乙酸和亚硫酸钠提取-氨水沉淀7种方法对马铃薯中的糖苷生物碱进行提取,通过单因素试验考察提取温度、超声时间、酸浓度对提取效果的影响,优化马铃薯中糖苷生物碱的提取方法与条件.[结果]7种提取方法中,以超声波辅助酸水提取-氨水沉淀法的提取效果最好；最佳提取条件为温度30℃,超声时间20 min,酸度25％.[结论]不用有机溶剂而直接加一定浓度的酸并辅助以超声波振荡的提取方法具有操作简单、提取周期短、提取效果较好的特点.%[Objective] The study aimed to optimize the extraction methods and conditions of the glycoalkaloids in potato. [Method] With the fresh potato peel was the tested material, 7 extraction methods including the acetic acid extraction-ammonia precipitation, ultrasonic auxiliary acid extraction-ammonia precipitation, methanol extraction-ammonia precipitation, double solvent extraction, mixed solvent extraction, acid alcohol extraction-ammonia precipitation, and acetic acid and sodium sulfite extraction- ammonia precipitation were used to extract the glycoalkaloids in potato. The effects of the extraction temperature, ultrasonic time and acid concentration on the extraction effect were investigated through the single factor test to optimize the extraction methods and conditions of the glycoalkaloids in potato.[Result] Among the 7 extraction methods, the method of ultrasonic auxiliary acidextraction-ammonia precipitation could get best extraction effect. Among 3 extraction conditions, the extraction temperature of 30 ℃ was suitable, the ultrasonic time of 20 min was suitable and the acidity of 25% was the best. [Conclusion] The extraction method of directly adding the some concn. Of acid combined with the ultrasonic oscillating without using the organic solvent showed the characteristics of simple operation, short extraction cycle and good extraction effect.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】2页(P1448,1492)【关键词】马铃薯;糖苷生物碱;提取【作者】薄丽丽;孙晓彦;林浩;戴明婧;牛继平;张金文;王蒂【作者单位】甘肃农业大学作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃兰州730070;甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】S532糖苷生物碱是马铃薯的次生代谢产物，在其芽、幼叶、花、未成熟块茎以及成熟薯皮组织中含量较高，对抵御病原菌和病虫害等对植物的侵害有一定的作用［1］，对某些真菌、细菌等病原微生物有一定的抑制和杀灭作用，可作为植物抗毒素开发利用［2］，也可作为开发绿色农药的原材料。

生物碱的提取和分离技术生物碱是指天然产物中含有碱性官能团（如胺基）的化合物。

它们广泛存在于植物、动物及微生物中，并具有多种生理活性和药理作用。

对生物碱的提取和分离技术研究具有重要的科学意义和应用价值。

为了从原料中提取和纯化生物碱，通常需要进行以下几个重要步骤：1. 原料选择：选择含有目标生物碱的植物、动物或微生物，并确保原料的来源和品质，以提高生物碱的产量和纯度。

2. 原料预处理：对原料进行粉碎、干燥和预处理等处理，以提高生物碱的析出率和溶出性，使其更易被提取。

3. 提取方法选择：根据生物碱的性质和目标物的需求，选择合适的提取方法。

常用的提取方法包括水提取、乙醇提取、热水提取、蒸馏提取等。

水提取法是最常用的提取方法，适用于具有稳定性的生物碱。

而乙醇提取法适用于极性生物碱的提取。

4. 提取工艺优化：通过改变提取剂的性质、浓度、温度、时间等条件，优化提取工艺，以提高生物碱的提取效果。

5. 提取液处理：对提取液进行脱色、去杂质、去溶剂等处理，以获得更纯净的生物碱。

6. 分离和纯化技术：根据生物碱的物化性质，选择适当的分离和纯化技术。

常用的分离和纯化技术包括结晶法、凝胶过滤法、色谱法、薄层色谱法、高效液相色谱法等。

序列薄层扫描法是常用的分离和鉴定方法。

7. 结晶和晶体工艺：通过结晶和晶体工艺，进一步提高生物碱的纯度和晶体形态，以满足药物制剂的要求。

生物碱的提取和分离技术是一门综合性的科学，需要结合化学、生物学、工程学等多学科的知识和技术，研究与应用领域广泛。

随着科技的不断发展，对于高效、低能耗的生物碱提取和分离技术的研究也越来越重要，这将有助于推动生物医药产业的发展和进一步探索新型天然药物。