一种提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的方法

本发明属于生物，更具体的说是涉及一种提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的方法。

背景技术：

1、东北刺人参为长白山区具有极高药用价值的五加科刺人参属的一种多年生灌木，是国家二级和吉林省一级保护植物。由于东北刺人参野生资源逐年减少、栽培体系尚未建立等问题，使其植物材料严重不足，导致产品开发受到了阻碍。利用生物反应器不定根培养手段，可在短期内大规模生产东北刺人参植物材料。在培养过程中，诱导子的添加是解决目标产物含量低下的金钥匙。

2、在利用生物反应器对东北刺人参不定根进行生产的过程中，常使用诱导子来提高不定根中活性物质(如黄酮、酚等)的含量。其中茉莉酸甲酯已被证明能够有效提升东北刺人参不定根中有效活性物质的含量。然而，茉莉酸甲酯的价格昂贵，它的使用成为不定根培养中生产成本提高的重要原因，给规模化生产造成极大的负担。因此，选用经济高效的诱导子并确定其最佳使用方法对不定根的商业化生产尤为重要。酵母提取物是以食用酵母为原料,采用自溶、酶解、分离、浓缩等现代生物高新技术，将酵母细胞内的蛋白质、核酸等进行降解后精制而成的一种棕黄色可溶性膏状或浅黄色粉状纯天然制品。作为一种价格低廉的高效诱导子，酵母提取物可通过影响植物体内关键酶活性进而影响活性物质的合成。但对于其适宜的处理方法仍需要进一步的优化。

3、因此，如何提供一种提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的缺点和不足，本发明提供了一种提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的方法，通过利用价格低廉的酵母提取物(酵母提取物)作为诱导子，探究出适宜的诱导子浓度、处理时期及处理时长对黄酮与酚类物质积累及抗氧化活性的影响，确定最佳的诱导子使用方法，为今后东北刺人参不定根用于商业化生产抗氧化相关产品提供了理论依据。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的方法，包括如下步骤：将东北刺人参不定根20g和3l初始培养基接种于5l生物反应器中，采用1/2ms 3l+3mg/liba+40g/l蔗糖，ph＝5.8，通气量为75ml/min；培养15天后，补料ms+3mg/l iba+60mg/l蔗糖至5l，通气量为100ml/min，在25℃下进行补料培养；补料培养20天后，添加75mg/l的酵母提取物，继续培养4天后收获不定根，对不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性进行检测。

4、进一步的，所述酵母提取物在添加前经过了0.22μm滤膜过滤。

5、上述技术方案的有益效果是：选择0.22μm滤膜过滤可以达到除菌99.99％的要求，避免了在高温灭菌条件下出现酵母提取物活性失活的现象。

6、进一步的，一种筛选提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的培养条件的方法，包括如下步骤：

7、(1)酵母提取物浓度的筛选

8、将东北刺人参不定根20g接种于生物反应器中，采用1/2ms 3l+3mg/l iba+40g/l蔗糖，ph＝5.8；培养15天后，补料ms+3mg/l iba+60mg/l蔗糖至5l，通气量为100ml/min，在25℃下进行补料培养；补料培养30天后，于无菌状态下取出不定根并收集培养基，在7个三角瓶中分别注入100ml培养基、高压灭菌；将酵母提取物浓度分别设置为25mg/l、50mg/l、75mg/l、100mg/l、125mg/l、150mg/l，对照为0mg/l，分别加入7个三角瓶中，然后接种不定根10g，在振荡器上培养8天后收获不定根，检测黄酮和酚含量及抗氧化活性，确定酵母提取物浓度为75mg/l；

9、(2)酵母提取物处理时期的筛选

10、根据步骤(1)的结果，将东北刺人参不定根20g接种于生物反应器中，采用1/2ms3l+3mg/l iba+40g/l蔗糖，ph＝5.8；培养15天后，补料ms+3mg/l iba+60mg/l蔗糖至5l，通气量为100ml/min，在25℃下进行补料培养；将酵母提取物处理时期分别设置为补料培养20天后、补料培养25天后、补料培养30天后，于无菌状态下取出不定根并收集培养基，在3个三角瓶中分别注入100ml培养基、高压灭菌、加入75mg/l酵母提取物、接种不定根10g，作为实验组；同时设置3个三角瓶为对照组，与实验组的区别在于未添加酵母提取物；在振荡器上培养8天后收获不定根，检测黄酮和酚含量及抗氧化活性，确定酵母提取物处理时期为补料培养20天后；

11、(3)酵母提取物处理时长的筛选

12、根据步骤(2)的结果，将东北刺人参不定根20g接种于生物反应器中，采用1/2ms3l+3mg/l iba+40g/l蔗糖，ph＝5.8；培养15天后，补料ms+3mg/l iba+60mg/l蔗糖至5l，通气量为100ml/min，在25℃下进行补料培养；补料培养25天后，于无菌状态下取出不定根并收集培养基，设置10个三角瓶为实验组，分别注入100ml培养基、高压灭菌、加入75mg/l酵母提取物、接种不定根10g，将酵母提取物处理时长分别设置为1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天、8天、9天、10天；同时设置10个三角瓶为对照组，与实验组的区别在于未添加酵母提取物；分别在振荡器上培养后收获不定根，检测黄酮和酚含量及抗氧化活性，确定酵母提取物处理时长为4天。

13、进一步的，所述振荡器的转速为120r/min。

14、上述技术方案的有益效果是：设置了适宜的振荡转速，能够有效避免转速过低溶氧不足导致影响植物生长，或者转速过高产生剪切力严重影响植物生长的现象。

15、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、本发明利用价格低廉的酵母提取物(酵母提取物)作为诱导子，极大提高了东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性，并探究出适宜的酵母提取物浓度、处理时期及处理时长对黄酮与酚类物质积累及抗氧化活性的影响，确定最佳的酵母提取物使用方法，旨在为今后东北刺人参不定根用于商业化生产抗氧化相关产品提供理论依据。

技术特征：

1.一种提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的方法，其特征在于，包括如下步骤：将东北刺人参不定根20g和3l初始培养基接种于5l生物反应器中，采用1/2ms3l+3mg/l iba+40g/l蔗糖，ph＝5.8，通气量为75ml/min；培养15天后，补料ms+3mg/l iba+60mg/l蔗糖至5l，通气量为100ml/min，在25℃下进行补料培养；补料培养20天后，添加75mg/l的酵母提取物，继续培养4天后收获不定根，对不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的方法，其特征在于，所述酵母提取物在添加前经过了0.22μm滤膜过滤。

3.一种筛选提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的培养条件的方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种筛选提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的培养条件的方法，其特征在于，所述振荡器的转速为120r/min。

技术总结
本发明属于生物技术领域，提供了一种提高东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性的方法。包括如下步骤：将东北刺人参不定根20g和3L初始培养基接种于5L生物反应器中，采用1/2MS3L+3mg/LIBA+40g/L蔗糖，pH＝5.8，通气量为75mL/min；培养15天后，补料MS+3mg/LIBA+60mg/L蔗糖至5L，通气量为100mL/min，在25℃下进行补料培养；补料培养20天后，添加75mg/L的酵母提取物，继续培养4天后收获不定根，对不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性进行检测。本发明利用价格低廉的酵母提取物作为诱导子，极大提高了东北刺人参不定根中黄酮和酚含量及抗氧化活性，并探究出适宜的酵母提取物浓度、处理时期及处理时长，为今后东北刺人参不定根用于商业化生产抗氧化相关产品提供了理论依据。

技术研发人员：廉美兰,金美玉,朴炫春,吴晓晗,张可鑫,郝悦君
受保护的技术使用者：延边大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12