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研究生:李秀美
研究生(外文):Li, Hsiu-Mei
論文名稱:穿龍薯蕷之栽培技術、抗氧化性與安全性評估
論文名稱(外文):Studies on Cultivation Techniques, Antioxidant Effect and Safety Assessment of Dioscorea nipponica Makino
指導教授:劉新裕劉新裕引用關係
指導教授(外文):Sin-Yie Liu
口試委員:曾慶瀛林俊義廖俊旺
口試委員(外文):Chin-Yin TsengChien-Yih LinJiunn-Wang Liao
口試日期:2012-07-24
學位類別:碩士
校院名稱:中州科技大學
系所名稱:保健食品系
學門:農業科學學門
學類:食品科學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:125
中文關鍵詞:穿龍薯蕷組織培養栽培技術抗氧化抗氧化薯蕷皂苷元口服急毒性
外文關鍵詞:D.nipponicatissue culturecultivation techniquesantioxidant abilitydiosgenin concentrationoral acute toxicit
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薯蕷屬穿龍薯蕷(D. nipponica Makino)根狀莖中含有薯蕷皂苷元(Diosgenin),是合成避孕藥及生產甾體激素類藥物的重要原料,經濟價值日益重要。由於穿龍薯蕷根莖內皮金黃,被醫藥界稱作藥用黃金。已篩選MS + NAA 0.2 mg/L + BA 2 mg/L為穿龍薯蕷最佳不定芽誘導培養基,繁殖倍率可達15倍;已篩選1/2MS + NAA 2 mg/L + BA 0.2 mg/L為穿龍薯蕷最佳不定根誘導培養基,可形成特殊根莖構造。進行穿龍薯蕷無性繁殖時種薯重量可選定為5 g。經6個月栽培後,埔里地區穿龍薯蕷單株塊莖總鮮重平均為36.0g,高於員林地區之18.1 g,兩者在統計學有顯著差異(p<0.05) ,同時測得穿龍薯蕷栽培樣品薯蕷皂苷元濃度為0.24 mg/mL。穿龍薯蕷抗氧化力極佳。穿龍薯蕷對大鼠之口服急毒性LD50值大於5 g/kg body,肝腎血清酵素值天門冬酸轉氨酶(AST)、氨基丙酸轉氨酶(ALT)、尿素氮(BUN)及肌氨酸(creatinine)等項目亦無與試驗物質有關之影響;體內臟器重量包括腦、心、肝臟、腎臟、脾臟、胸腺、腎上腺、睪丸及卵巢等重量及百分比與對照組比較無明顯差異,檢查體內重要臟器均無因試驗物質引起之肉眼及組織病理變化。綜合以上試驗結果可知,穿龍薯蕷深具開發潛力,可推廣為保健及健康食品。
關鍵字:穿龍薯蕷、組織培養、栽培技術、抗氧化、薯蕷皂苷元、口服急毒性
Dioscorea rhizome from Dioscorea nipponica Makino contains diosgenin, which is an important raw material for the synthesis of contraceptives and the production of steroid hormone drugs, and having an increasingly important economic value. Dioscorea rhizome possesses golden endothelial and is called medicinal gold substance by researchers. Experiment data showed that medium of MS + NAA 0.2 mg / L + BA 2 mg / L was the best adventitious bud induction medium for D.nipponica, its reproduction rate was up to 15 times; and medium of 1/2MS + NAA 2 mg / L + BA 0.2 mg / L was the best adventitious root induction medium. Seed weight for asexual reproduction of D.nipponica was selected as 5 g. After 6 months cultivation in the Puli region in Nantou County, an average plant rhizome fresh weight of D.nipponica reached to 36.0g, higher than the yield of 18.1g at Yuanlin area in Changhua County, both had statistically significant difference (p <0.05) . Diosgenin concentration of the rhizome (0.24mg/mL) was analysed in this paper. D.nipponica also had an excellent antioxidant ability. A LD50 value of D.nipponica obtained from rat oral acute toxicity test was greater than 5 g / kg body. The serum enzyme values of liver and kidney, aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), blood urea nitrogen (BUN) and creatinine showed no related negative effects; the weight and percentage of body organs, including brain, heart, liver, kidney, spleen, thymus, adrenal, testis and ovary showed no significant difference from the control group. By these experimental results, D.nipponica was found to have a great development potential, which can be developed into healthy food.


Key Words : D.nipponica, tissue culture, cultivation techniques, antioxidant ability, diosgenin concentration, oral acute toxicity.

誌謝 II
中文摘要 III
ABSTRACT IV
第一章 前言 1
第一節 薯蕷屬植物的簡介 1
第二節 薯蕷屬植物的成分與藥理作用 3
第三節 穿龍薯蕷之有效成分 7
第四節 穿龍薯蕷組織培養 9
第五節 穿龍薯蕷的植物特徵與GAP栽培 10
第六節 穿龍薯蕷抗氧化性探討 14
第七節 穿龍薯蕷食品對大鼠急性毒性試驗 18
第二章 材料與方法 21
第一節 穿龍薯蕷組織培養與大量繁殖 21
第二節 穿龍薯蕷GAP生產 22
第三節 穿龍薯蕷成分分析 23
第四節 穿龍薯蕷抗氧化性探討 25
第五節 穿龍薯蕷安全性探討 33
第三章 結果與討論 38
第一節 穿龍薯蕷組織培養與大量繁殖 38
第二節 穿龍薯蕷栽培結果 40
第三節 穿龍薯蕷成分分析 44
第四節 穿龍薯蕷抗氧化性探討 47
第五節 穿龍薯蕷安全性探討 50
第四章 結論 54
第五章 附表與附圖 56
表1-1. 部分薯蕷屬植物的薯蕷皂苷元(diosgenin)含量 56
表2-1. 一般成分分析(AOAC) 57
表3-1 不同穿龍薯蕷外殖體滅菌效果之比較 58
表3-2. 不同種類培養基對穿龍薯蕷不定芽誘導的影響 58
表3-3. 培養基(5)(MS + BA 2 mg/L + NAA 0.2 mg/L)對穿龍薯蕷葉腋培養之影響 59
表3-4. 不同培養基對不定根誘導的影響 59
表3-5. 培養基(1/2MS + BA 0.5 mg/L + NAA 1 mg/L)對穿龍薯蕷葉腋培養之影響 60
表3-6. 穿龍薯蕷及薯蕷山藥一般成分分析之比較(%) 60
表3-7. 穿龍薯蕷和薯蕷山藥之元素含量比較(單位:ppm) 61
表3-8. 不同種薯重量對穿龍薯蕷根莖生產之影響 61
表3-9. 穿龍薯蕷生長調查(埔里,2012) 62
表3-10. 穿龍薯蕷生長調查(員林-中州,2012) 62
表3-11. 不同栽培地區對穿龍薯蕷生長性狀及產量之影響 63
表3-12. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之抗氧化酵素活性之比較 63
表3-13. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之脂質過氧化抑制率之比較 64
表3-14. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之捕捉DPPH自由基能力之比較 64
表3-15. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之螯合亞鐵離子能力之比較 65
表3-16. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之清除超氧陰離子能力之比較 65
表3-17. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之還原力之比較 66
表3-18. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠臨床症狀與死亡率 66
表3-19. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠體重及增重變化 67
表3-20. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠血液學變化 68
表3-21. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠白血球分類變化 68
表3-22. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠血清肝及腎臟功能指數變化 69
表3-23. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠臟器重量變化 69
表3-24. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠肉眼病理變化綜合評估 70
表3-25. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠組織病理變化綜合評估 71
圖1-1. 薯蕷皂苷元(Diosgenin)結構圖 72
圖1-2. 自由基消除機制圖 72
圖1-3. 薯蕷皂苷(Dioscin)結構圖 73
圖1-4. 穿龍薯蕷花期( 7月) 73
圖1-5. 穿龍薯蕷中國大陸分佈圖 74
圖2-1. GAP規範標準生產流程 74
圖2-2. 穿龍薯蕷根莖和薯蕷山藥塊莖 75
圖2-3. 穿龍薯蕷和薯蕷山藥元素含量分析流程圖(ICP測定) 76
圖2-4. 組培材料及滅菌過程 76
圖2-5. 穿龍薯蕷組織培養流程 77
圖2-6. 利用HPLC分析diosgenin 流程圖 77
圖2-7. 抗氧化分析流程圖 78
圖2-8. 脂質的自由基 78
圖2-9. 抗氧化劑與DPPH自由基反應之機制 79
圖2-10. 穿龍薯蕷外觀 79
圖2-11. 動物分組與處理 80
圖2-12. 腹主動脈採血 81
圖3-1. 培養基(5)(MS + BA 2 mg/L + NAA 0.2 mg/L)對穿龍薯蕷葉腋培養之觀察1 82
圖3-2. 培養基(5)(MS + BA 2 mg/L + NAA 0.2 mg/L)對穿龍薯蕷葉腋培養之觀察2 82
圖3-3-1. 培養基(8)(1/2MS + BA 0.5 mg/L + NAA 1 mg/L)對穿龍薯蕷葉腋培養之觀察1 83
圖3-3-2. 培養基(8)(1/2MS + BA 0.5 mg/L + NAA 1 mg/L)對穿龍薯蕷葉腋培養之觀察2 83
圖3-4. 穿龍薯蕷及薯蕷山藥之一般成分分析 84
圖3-5. 穿龍薯蕷和薯蕷山藥之必需元素 85
圖3-6. 穿龍薯蕷和薯蕷山藥重金屬元素含量比較 86
圖3-7. 薯蕷皂苷元標準品 (a)和樣品(b)色譜圖 87
圖3-8. diosgenin標準品檢量線 88
圖3-10. 不同種薯重量對穿龍薯蕷根莖生產之影響 89
圖3-11. 穿龍薯蕷觀察試驗(對照: 薯蕷山藥(D.opposita)) 91
圖3-12. 埔里與員林地區2011年1~12月之氣象資料 92
圖3-13. 2012不同地區對穿龍薯蕷性狀與產量之影響 93
圖3-14. 不同栽培地區對穿龍薯蕷生長性狀及產量之影響 95
圖3-15. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之抗氧化酵素活性之比較 96
圖3-16. 薯蕷山藥及穿龍薯蕷甲醇萃取物之過氧化抑制率測定 96
圖3-17. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之捕捉DPPH自由基能力之比較 97
圖3-18. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之螯合亞鐵離子能力之比較 97
圖3-19. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之清除超氧陰離子能力之比較 98
圖3-20. 穿龍薯蕷根莖與薯蕷山藥塊莖之還原力之比較 98
圖3-21. 穿龍薯蕷抗氧化性綜合結果 99
圖3-22. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠體重及增重變化 100
圖3-23. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠血液學變化 101
圖3-24. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠白血球分類變化 102
圖3-25. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠血清肝及腎臟功能指數變化 103
圖3-26. 穿龍薯蕷口服急毒性試驗之大鼠臟器重量變化 104
圖3-27-1. 口服急毒性試驗對照組大鼠體內臟器之肉眼病理觀察(結果無異常) 105
圖3-27-2. 口服急毒性試驗劑量組大鼠體內臟器之肉眼病理觀察(結果無異常) 106
圖3-28-1. 口服急毒性試驗對照組大鼠體內臟器之組織病理觀察(結果無異常) 107
圖3-28-2. 口服急毒性試驗劑量組大鼠體內臟器之組織病理觀察(結果無異常) 108
第六章 參考文獻 109
作者簡歷 124



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