马铃薯龙葵素的研究进展分析研究 生物技术专业

马铃薯龙葵素的研究进展摘要：在对于马铃薯中的龙葵素基本结构、物理化学性质、主要来源、提取方法、萌芽与出现绿变之间所存在的基本关系予以综述之后，在物流销售管理和加工过程控制等诸多方面提出未来发展趋势。马铃薯中假如富含过量的龙葵素会影响到马铃薯主要性质，龙葵素的基本含量会受到来自品种特性、收获的主要时间、栽培情况以及储藏条件的各种影响。关键词：马怜薯龙葵素；性质与毒性；药用价值；提取方式；注意事项ProgressesofResearchonSteroidalGlycoalkaloidsinPotatoAbstract:Aftersummarizingthebasicstructure,physicalandchemicalproperties,mainsources,extractionmethods,andthebasicrelationshipbetweengerminationandgreeningofsolanininpotatoes,thefuturedevelopmenttrendisputforwardinmanyaspectssuchaslogisticssalesmanagementandprocessingcontrol.Ifthepotatoisrichintoomuchnightshadeelement,itwillaffectthemaincharacterofthepotato.Keywords:Maleficin;Natureandtoxicity;Medicinalvalue;Extractionmethod;Mattersneedingattention目录1龙葵素的探索研究 11.1研究背景 11.2研究意义 11.3研究内容 12龙葵素的性质与毒性 12.1什么时龙葵素 22.2马铃薯中龙葵素的含量 22.3龙葵素中毒症状及解救方法 22.3.1中毒症状 23.龙葵素的药用价值以及提取方式 23.1药用价值 23.2提取方法 23.2.1乙醇发 23.2.2乙醇-乙酸法 33.2.3混合落剂法 34.龙葵素的注意事项 35.展望 3参考文献 4致谢 51.龙葵素的探索研究1.1研究背景马铃薯是一年生的茄科类植物，主要是块茎的营养价值高，含有丰富的淀粉、蛋白质、糖类和多种维生素以及无机盐。马铃薯是我国水稻、小麦、玉米之后的第四大粮食作物，人们对它的种植面积每年也在逐渐的增加，特别是在我们发展中国家发展中国家。根据预测，到2030年我国人口将达到16亿，对粮食的总需求量为6.4亿t。所以，发展马铃薯产业，将会在解决中国粮食方面的问题上发挥重大作用。1.2研究意义马铃薯在贮藏过程中易变绿、发芽，抑制马铃薯发芽的氯苯胺等化学试剂具有毒副作用。经过研究的结果表明，但凡是变绿的马铃薯和发芽的马铃薯，其中都中含有龙葵素，而食用过多的龙葵素可导致中毒，是不容忽视的农产品质量安全问题。1.3研究的内容本课题主要研究马铃薯中龙葵素的成分和毒性药理，分辨龙葵素的性质意义。研究出龙葵素中毒的基本条件以及中毒后解解对龙葵素的毒措施等。2龙葵素的性质与毒性2.1什么是龙葵素龙葵素(Solanine)，也叫马铃薯毒，是植物体内所有糖苷生物碱的总称(TGA)，主要制毒成分是茄碱，分子式为C45H73O15N，是一种有毒的弱碱性糖苷生物碱,主要是以茄啶为糖苷配基构成的茄碱和卡茄碱,总计6种不同的糖苷生物碱。茄科植物中一般都含龙葵素。是植物为了防止动物、昆虫和微生物等一系列的侵害而所合成的次生代谢产物，一般在植物的芽、嫩叶、花以及未成熟的果实中含量比较高。目前，已经发现100多种糖苷类生物碱，大多存在于茄科和百合科植物中。龙葵素是马铃薯中的有毒物质（在茄子，未熟的西红柿中也可见），它是一种有毒的糖苷类生物碱，具有腐蚀性和溶血性（是一种甾系糖甙生物碱，能引起溶血作用、抗胆碱酯酶抑制作用和神经症状。）并且能溶于水。龙葵素主要存在于发芽变绿的马铃薯块茎、芽和山药中。有好多因误食发芽变绿的马铃薯、山药造成人、猪、牛、马、羊等因而葵素中毒多有报导，大多数为群发性人畜中毒。由于食入龙葵引起的中毒主要以羊为多见，其次为牛、马等。图1.1龙葵素的化学结构2.2马铃薯中龙葵素的含量马铃薯中各个部分的龙葵素含量差别较大，绿叶中含0.25%，芽内含0.5%，花内含0.73%，果实内含1.0%，成熟的块茎内含0.004%，皮内含0.01%。在完整良好的署块内只含有微量的龙葵素，用于家饲喂养一般不会引起中毒；龙葵素在醋酸里加热可破坏掉它的毒素，对人体没有危害。最典型的就是陕西关中民间的醋熘洋芋这种家常菜，吃起来不仅美味可口，而且在烹饪的过程中就已将其毒素破坏掉。马铃薯在贮存时如果储存不当就会引起发芽或皮肉变绿发紫，这时则证明龙葵素的含量增加，如发芽的薯块可由正常的0.004%提高到0.08%，增加20倍；芽内由0.5%提高到4.76%，增加近10倍；霉坏的薯块可达0.58%～1.84%，提高145～460倍；储存时间太久也会引起龙葵素含量的增加，贮存到第二年7月，可增加到0.11%，贮存一年半后可增加到1.30%。2.3龙葵素的中毒症状及解救方法2.3.1中毒症状中毒症状分为三种：首先这种毒素能刺激胃粘膜，吸收后有溶解血球和麻痹呼吸中枢神经的作用。通常土豆中龙葵素的含量极少，食用不会使人中毒，只有当土豆发芽、变绿、腐烂时，龙葵素才急剧增加，100克土豆芽里龙葵素的含量高达100毫克，比正常土豆里的含量高50—60倍。1) 消化系统症状：恶心、上吐下泻、口腔及咽喉部瘙痒过度腹泻导致人体脱水和血压下降。2) 神经系统症状：耳鸣，头晕目眩，瞳孔放大，呼吸困难。严重时可导致抽搐和昏迷甚至中枢麻痹而死亡。3)胃肠系统症状。除引起肠源性青紫病外,还有致畸胎作用，导致脑畸形和脊柱裂。2.3.2解救方法1)中毒较轻者可大量饮用淡盐水、绿豆浊汤、甘草汤等解毒;2)中毒比较严重的患者应该立即用手指、筷子等东西刺激咽喉后壁催吐，然后用2%~5%浓茶水和鞣酸反复洗胃，再口服一定量（20g）的硫酸镁来导致泻。3)适当饮用些食醋，也有解毒作用。4)呼吸衰竭者应进行人工呼吸，昏迷可针刺人中、涌泉穴急救。3龙葵素的药用价值以及提取方法3.1药用价值经过许多的研究发现，龙葵素的抗肿瘤作用和抑制癌细胞的生长有明显的效果。并且在汉斯出版社《食品与营养科学》期刊上也曾发表过一篇相关的文章，上面虽说龙葵素对正常细胞有一定的毒性作用，但尤其对于肿瘤细胞等具特好的抑制作用。（1）抗胃癌：少量的龙葵素，可以减少胃液的分泌，有缓解痉挛的作用，可有效的缓解胃痛，龙葵素中所含有的纤维素比较细嫩，对肠胃粘膜无刺激作用，有缓解疼痛及减少分泌的作用。常食健康的土豆已成为防治胃癌的辅助有效治疗法。（2）抗胰腺癌：曾在研究小鼠胰腺癌肿瘤模型的中发现，龙葵素可以减少肿瘤的大小和相对的重量，并切能够抑制MMP-2/9、同时还可对胰腺癌进行抑制。（3）抗肺癌作用：龙葵素可以用来诱导多种肺癌细胞凋亡，同时也可通过诱导让它发生自噬而导致死亡的结果，主要是通过激活内质网的应激反应，来抑制AKT/MTOR信号通路，使其细胞内的活性氧升高从而来诱导癌细胞发生自噬。（4）抗前列腺癌：龙葵素可以减少前列腺癌细胞中的MMP-2/9，并且可以升高金属蛋白酶抑制剂(TIMP-1/2)的表达，它主要抑制了PI3K、AKTF和ERK的磷酸化。因此，龙葵素在抑制前列腺癌细胞的过程中，浸润可能主要是通过阻断EMT以及降低MMPs活性从而来实现对它的抑制。3.2提取方法主要采用素外比色法分别测定了用乙醇法、乙醇一乙酸法和混合落剂法提取的马转薯中龙费素的提取率。结果表明乙醉一乙酸法是提取龙葵素的最佳方法。3.2.1乙醇法在马铃薯的嫩肉嫩芽上准确的称取40g马铃薯薯皮、，分别将它置于500ml的圆底烧瓶中，并且用95%的乙醇回流四个小时，然后冷却，过滤，过滤的液体旋转蒸发让它变为膏状，再然后用5%硫酸将它溶解，过滤的液体用高浓度的氨水来调节pH值，当pH值为10~11后离心10分钟，取出沉淀部分重复用1%氨水洗涤，相继离心2次，就可以得出样品。3.2.2乙醇—乙酸法在马铃薯的嫩肉嫩芽上准确的称取40g马铃薯薯皮、，分别将它置于500ml的圆底烧瓶中，分别在里面加入乙醇-乙酸混合液(体积比为100:30)，用磁力搅拌器将其搅拌（15min）,然后过滤.将过滤的液体和样品装入索氏脂肪抽提器中，调节温度至55~65度，将其水浴抽提16小时，然后将过滤的液体减压旋转回收至青状，再用5%硫酸来溶解它的残留物，再过滤，在过滤的液体中加入高浓度氨水调节pH值为10-11，然后冷冻离心，再将沉淀的部分用1%氨水洗涤至洗涤液澄清，使沉淀部分干燥，就可得出样品3.2.3混合落剂法在新鲜的样品中分别准确称取40g马铃薯薯皮、著肉、薯芽，将其分别置于500mL的圆底烧瓶中，分别加入体积比为500:300:200的乙醇、乙腈、冰乙酸的混合提取液，搅拌浸提（20min），过滤残渣时再用相同比列体积的提取液浸提2次(时间同上)，然后合并它们的过滤液体，将其旋转蒸发约18mL，在浓缩液中加入8mL的冰乙酸，然后用12~20mL提取液并将其转移到离心杯中，超声波处理5分钟，快速智能冷冻离心20分钟，取上清液，加80mL的高浓度氨水，调节水温度70度保温30分钟，4度下静置6~8小时，然后充分沉淀，沉淀洗涤（同上）3次后用1%氨水洗涤，离心，洗涤，直至洗涤液澄清.取出沉淀部分晒干，就可得出样品.3.3龙葵素的注意事项（1）所以为了避免龙葵素中毒，吃土豆时，要把芽、芽眼、变绿、腐烂部分去除，并用水浸泡，烹饪时加些醋，并彻底做熟.一旦发生龙葵素中毒，急救的方法是摧吐，严重的应立即送医院救治。（2）孕妇不能食入过多的龙葵素，不然则会导致胎儿发生畸形。（3）在我们吃土豆时，只要吃到使舌头发麻的应立即停止食入，以防中毒。（4）切记，发芽部位比较多的应该扔掉。4展望随着科学技术的进步，许多在我们看来是有毒有害的物质，如今都可以被我们所利用。龙葵素现如今不仅仅是一种有毒物质，同时是一种宝贵的资源，它取材方便，可利用空间大，有抗肿瘤，植物抗虫害，等等医疗和农业上的应用，相信在科技越来越发达的未来，会有更多的物质被挖掘出新的利用方式。龙葵素在植物抵御病虫害、抑制真菌、调节种群结构以及维系种群间协同进化等方面发挥着重要作用，且龙葵素具有保健药用价值。随着分子生物学和分析化学的发展，龙葵素研究重点将在龙葵素结构组成、合成与代谢机理、在植物防御中的作用机制、药理与毒理以及低龙葵素含量新品种选育等方面，并预期可取得重要研究进展。参考文献[1]钟源，肖文军，马蕊，李政泽.正交试验优化马铃薯龙葵素提取技术[J].食品科学,2013,(10):6-10[2]李美，熊兴耀，胡新喜，刘明月.马铃薯龙葵素的研究进展[J].湖南农业科学,2012,(23):84-88[3]任志远.一起马铃薯龙葵素引起的食物中毒[J].疾病监测杂志,2008,第23卷(5):267[4]张薇，熊兴耀.马铃薯龙葵素提取方法的比较[A].2006年中国作物学会马铃薯专业委员会学术年会暨学术研讨会[C],2006[5]马铃薯龙葵素的研究进展[J].湖南农业科学(上半月学术刊),2012,(12)[6]邓孟胜，张杰，唐晓，杨兰淅，王宇，祝渊智，余丽萍，王西瑶.马铃薯中龙葵素的研究进展[J].分子植物育种,2019,(7):2399-2407[7]刘春华，李春丽，尹桂豪.马铃薯及其制品中龙葵素的研究进展[J].安徽农业科学杂志,2010,(7):3519-3520[8]张薇，熊兴耀，李霞.马铃薯中龙葵素的提取方法[J].湖南农业大学学报（自然科学版）,2006,(6):665-667[9]张舵.马铃薯中龙葵素提取方法的研究