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穿山龙为穿龙薯蓣Dioscorea nipponica Makino的干燥根茎,富含甾体皂苷类成分,主要被现代制药工业用作原料来生产薯蓣皂苷元(Diosgenin),该化合物是合成肾上腺皮质激素、性激素等甾体激素类药物的重要前体化合物。传统工业上多采用直接酸水解法生产薯蓣皂苷元,产生的酸废水会造成严重的环境污染,且药材中的淀粉和纤维素未得到充分利用,造成资源浪费。本论文研究建立了高效、环保的薯蓣皂苷元制备技术,并对经提取皂苷后的穿山龙药渣进行了综合利用,主要研究内容如下:(1)建立了HPLC-UV法分析薯蓣皂苷元的条件,即色谱柱Agilent XDB-C18(4.6 mm L.×150 mm ID.,5μm);流动相:乙腈-水(85:15);流速:1 mL/min;波长:203 nm;洗脱时间:15 mins;柱温:35℃;进样量:20μL,在此条件下,进行了方法学考察,结果表明,薯蓣皂苷元与各干扰成分可以达到基线分离(R>1.5);在0.01211~1.550 mg/mL浓度范围内薯蓣皂苷元峰面积和浓度的线性关系良好,相关系数(r~2)为0.9999;精密度实验RSD分别为1.87%、1.93%和1.96%(n=6);重复性实验RSD=1.63%(n=6);供试品溶液在48 hrs内稳定,RSD=1.32%;平均加样回收率处于97.91%~100.01%范围内且RSD<2%;检测限(S/N=3)为0.58μg,定量限(S/N=10)为1.93μg。由此可知,本章所建立的HPLC分析薯蓣皂苷元含量的方法是稳定、可靠的。(2)构建了加压双相酸水解法从穿山龙中萃取薯蓣皂苷元的技术,并采用Box-Behnken响应面实验设计对加压双相酸水解条件(温度、反应时间和硫酸浓度)进行了优化,得到最佳水解条件,即温度140℃、反应时间1.8 hrs、硫酸浓度6μL/mL。验证实验结果表明,薯蓣皂苷元得率为1.87%,与理论预测值相比,其相对误差为3.21%。与直接酸水解法相比,加压双相酸水解法所得薯蓣皂苷元产率增加了85.1%,硫酸消耗量减少了92.5%;同时得到淀粉和纤维素等副产物,明显提高了薯蓣皂苷元的萃取效率并且有利于穿山龙资源的合理利用。(3)建立了加压萃取联合加压双相酸水解法从穿山龙中萃取薯蓣皂苷元的技术,并通过单因素实验考察和正交实验优化,得到最佳萃取条件,即萃取温度140℃、萃取液体积350 mL、乙醇浓度60%和萃取时间80 mins。与传统方法相比,薯蓣皂苷元得率提高了53.77%,并且可以获得淀粉和纤维素等副产物;此外,薯蓣皂苷元得率虽然较加压双相酸水解法略低,但时间消耗大幅降低,萃取效率明显提升。随后,采用加压萃取联合加压双相酸水解法从十三个产地穿山龙中获取薯蓣皂苷元,发现东北地区张广才岭和小兴安岭产穿山龙薯蓣皂苷元含量较高,其次为秦岭产穿山龙;而泰山和洛阳产穿山龙薯蓣皂苷元含量较低。最后,通过配对t检验结果表明,与传统方法相比,加压萃取联合加压双相酸水解法法制备薯蓣皂苷元的产率显著提高(P<0.01)。(4)以硅胶柱层析和制备高效液相色谱法等技术对穿山龙中甾体皂苷类成分进行了提取、分离与纯化,化合物结构通过ESI-MS、NMR等波谱方法鉴定,共计得到4个单体化合物,分别为原薯蓣皂苷(I)、原纤细薯蓣皂苷(II)、薯蓣皂苷(III)和伪原薯蓣皂苷(IV)。测定了十三个产地穿山龙中四种甾体皂苷的含量,发现有较大差异;其中,吉林桦甸产穿山龙中原薯蓣皂苷含量最高;陕西秦岭产穿山龙中原纤细薯蓣皂苷含量最高;黑龙江张广才岭产穿山龙中薯蓣皂苷含量最高;黑龙江小兴安岭产穿山龙中伪原薯蓣皂苷含量最高。以四种甾体皂苷含量为依据,对十三个产地穿山龙进行单因素方差分析;可以看出,在显著水平α=0.05时,十三个产地的穿山龙中四种甾体皂苷含量存在极显著性差异(P<0.001)。对穿山龙中四种甾体皂苷含量进行相关性分析,结果表明四种甾体皂苷含量在显著水平α=0.01情况下存在显著正相关(P<0.05)。最后,根据四种甾体皂苷的含量,对十三个产地穿山龙进行系统聚类分析,可将十三个产地穿山龙分为三类:第一类为张广才岭、小兴安岭和五常市,其四种甾体皂苷含量明显高于其他产地,质量最佳;第二类为桦甸市、吉林市、延安市、承德市、白山、秦岭和通化市产穿山龙,其所含四种甾体皂苷的含量较高,质量次之;葫芦岛、泰山和洛阳市产穿山龙归为第三类。(5)将提取皂苷后的穿山龙药渣(SDR)进行综合利用,制备了可生物降解薄膜,并对SDR薄膜的形态和光谱学性质进行表征及抗菌性能研究。结果表明,制备的SDR薄膜均匀紧实,厚度为0.0924 mm,可有效阻挡波长小于375 nm紫外光的透过;SDR的加入量对薄膜的含水量、溶胀度和总可溶物质具有不同程度的影响;抗菌性能测试结果表明SDR薄膜对大肠杆菌有较明显地抑制作用。由此可见,利用提取皂苷后的穿山龙药渣制备的SDR薄膜在作为食品、饲料及光敏性物质的包装膜材方面具有较好的应用前景。