JP3302853B2 - 薬用ニンジンカルスの培養方法 - Google Patents

薬用ニンジンカルスの培養方法

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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薬用ニンジンを起源植物
とするカルスの培養方法に関し、薬用ニンジンの薬効主
成分であるサポニンを高収率で生産する方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】薬用ニンジンは、広東ニンジン、竹節ニ
ンジン、三七ニンジンなど様々な種類が知られている
が、一般に汎用されているものは、“朝鮮ニンジン”と
言われる別称オタネニンジン(Panax ginse
ng C.A.Meyer)である。薬用ニンジンは、
中枢抑制、抗疲労作用の他、強壮、強精、造血および沈
静作用などの薬効を有する優れた漢薬である。
【0003】その薬効成分の主体は、ジンセノサイド
(ginsenoside)と呼ばれるトリテルペノイ
ドのサポニンとサポゲニンである。薬用ニンジンから抽
出されるサポニンは多数の成分群Ro,Ra,Rb,R
c,Rd,Re,Rf,RgおよびRhを含むが、薬効
の中心をなすものはRbとRgである。中枢神経系に対
しRb群は抑制的に、Rg群は興奮的に作用する。
【0004】現在、朝鮮ニンジンは野性のものはほとん
ど存在せず、その供給は主として栽培によりなされてい
る。朝鮮ニンジンは収穫には数年かかり、病虫害にも弱
く、しかも連作を極度にきらい一度栽培すると20年以
上も連作不能であり、生産性が著しく低い。また、その
栽培には暑い夏場でも涼しい高地の排水のよい土地を選
ぶ。さらにまた、栽培品には産地、採取時期、栽培年数
などによってサポニン含量、成分比などが一定しないと
いう問題もある。
【0005】そこで、薬用ニンジンを組織培養法により
天候その他の自然条件に影響を受けることなく供給する
ための研究が早くから行われており、薬用ニンジンの生
組織を培養して得られるカルスより抽出されたサポニン
は、栽培によって得られた天然薬用ニンジンと抽出成分
および薬効が同一であることが明らかにされている(特
公昭48−31917号、特公昭63−21470号、
特公昭63−21471号など)。
【0006】薬用ニンジン組織培養物の収量を増加させ
るために、植物組織培養用培地にカゼイン分解物などの
栄養源を単に量的に添加する方法が行われてるが、これ
は培地の組成を複雑化させるだけでなく、植物組織の培
養においては生長障害を引き起こしかねない。しかも、
ニンジンカルスの収量が増加しても細胞当たりのサポニ
ン含有量が低下する可能性がある。
【0007】また、細胞当たりのサポニンの収量を増加
させるために、細胞培養用培地にメバロン酸などのサポ
ニン生合成の中間体を添加する方法も行われているが、
生合成中間体の種類や濃度および添加する時期によって
その効果が異なるので、培地組成だけでなく培養方法ま
で複雑化してしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のような状況下に
あって、本発明は、簡単かつ効果的にサポニンの生産が
可能な薬用ニンジンカルスの培養方法の提供を目的とし
ている。本発明は、培地の組成を複雑化させることな
く、サポニンの生産量を増加させる薬用ニンジンカルス
の培養方法の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般に漢方薬
の原料などに利用されている薬用ニンジン(Panax
ginseng C.A.Meyer)の一部を切り
とり適当な条件下で培養し分裂増殖させてできる無定形
の細胞塊であるカルスを培養するに際し、特定の培養条
件下で行い、薬用ニンジンの薬効主成分であるサポニン
を高収率で生産する方法である。
【0010】薬用ニンジンの培養細胞を用いたサポニン
の製造は、培地としてカルスを増殖しかつ二次代謝産物
であるサポニンの生産を促進するものが望ましい。本発
明者は、まず、カルスの増殖および二次代謝産物である
サポニンの生産に適した植物生長調整物質の種類とその
組合せの検索を行ない、カルス増殖にはナフタレン酢酸
(以下、「NAA」と略称することもある。)を含む培
地がNAA単独添加した時に効果が高いこと、サポニン
生成にはジベレリン(以下、「GA」と略称することも
ある。)を含む培地がGA単独添加した時に効果が高い
ことを見いだし、その発見を基に鋭意研究して本発明を
完成させた。
【0011】本発明は薬用ニンジンを起源植物とするカ
ルスを異なる条件の培地に継代することを特徴とする薬
用ニンジンカルスの培養方法である。
【0012】上記異なる条件の培地とは、好ましくはカ
ルスの増殖に適した培地およびサポニンの生産を促進す
る培地の組合せからなる。したがって、本発明はカルス
の増殖に適した培地およびサポニンの生産を促進する培
地の組合せを使用する薬用ニンジンカルスの継代培養法
である。
【0013】これらの培地は従来から使用されている植
物組織培養用基本培地である、例えばMS液体培地(M
urasige and Skoog氏培地)を基本培
地とし、その基本培地に、カルスの増殖に適した培地
は、植物生長調節物質としてナフタレン酢酸を添加した
培地であり、サポニンの生産を促進する培地は、植物生
長調節物質としてジベレリンを添加した培地である。
【0014】本発明においては、異なる条件の2種類の
培地は、一方の培地を一次培地として、他方の培地を二
次培地として用いる。すなわち、一次培地としてカルス
の増殖に適した培地を用いる場合、二次培地としてサポ
ニンの生産を促進する培地を用いる。一次培地としてサ
ポニンの生産を促進する培地を用いる場合、二次培地と
してカルスの増殖に適した培地を用いる。
【0015】上記のとおり本発明は異なる条件の培地を
組合わせて継代培養する二段階培養法を行うものである
が、各段階で何代培養するかはサポニンの生産が良好で
ある限り特に制限がない。一次培地で1代、二次培地で
2代の合計3代培養する態様が好ましい態様として例示
される。
【0016】以下、一次培地としてNAA培地を、二次
培地としてGA培地を用いる態様について説明する。薬
用ニンジンを起源植物とするカルスを、NAA培地で培
養したあと、GA培地に継代する。サポニンの生産量を
より上げるために効果的な態様として、NAA培地で培
養し、GA培地に継代した後、さらにGA培地に継代す
る。NAA培地またはGA培地で何代培養するかはサポ
ニンの生産が良好である限り特に制限がないが、サポニ
ンの生産性および培養期間の合理性からみて、NAA培
地で1代、GA培地で2代の合計3代培養する態様が好
ましい。
【0017】一次培地から二次培地への移植に際し、一
次培地中のNAAが二次培地に悪影響を与えるどころか
好影響を与えている。各培地でカルスを培養した場合、
NAA培地の方がGA培地よりも増殖率がよいのだか
ら、カルスをNAA培地からGA培地に継代すると増殖
率は低下するはずである。しかし、実際には、NAA培
地からGA培地に継代しても増殖率が低下することはな
い。その理由として、GAにはその生理作用(細胞の伸
長、分裂の促進など)はオーキシン(例えばNAA,
2,4−D,IBAなど)の存在下で特に効果的である
という性質が挙げられる。それゆえ、サポニンの生産増
に相乗効果をもたらしていると思われる。
【0018】
【作用】上記のように二段階培養を行うことにより、サ
ポニンの生産量を高めることができる。すなわち、薬用
ニンジンカルスを従来のように同じ条件の培地で培養す
るよりも条件の異なる培地に継代して培養する方法、す
なわち二段階培養を行うことにより、天然薬用ニンジン
と同様の薬効成分であるサポニンを高収率で生産するこ
とができる。また二段階培養法において二次培地でさら
にもう一代培養して合計3代培養するとサポニンの生産
量を著しく高めることができる。
【0019】
【実施例】本願発明の詳細を実施例で説明する。本願発
明はこれら実施例によって何ら限定されるものではな
い。以下実施例に用いた薬用ニンジンカルスは、4年生
朝鮮ニンジンを水洗、表面殺菌後、無菌的に切断した組
織片を生長調整物質として2,4−ジクロロフェノキシ
酢酸(2,4−D) 1ppm、カイネチン(Kine
tin) 0.1ppmを添加した寒天MS培地に置床
し、暗所下25℃でカルス誘導した。誘導されたカルス
はインドール酪酸(IBA) 1.0ppm、カイネチ
ン 0.1ppmを添加した寒天MS培地で継代し、
2,4−ジクロロフェノキシ酢酸を除去した。実験に供
するカルスは、継代培地の生長調整物質の影響をなくす
ため、予め一次培地と同一の培地で前培養したものを用
いた。
【0020】実施例1 MS液体培地を基本培地とし、植物生長調整物質として
NAA2ppm添加したものを一次培地、GA2ppm
添加したものを二次培地とした。上記培地は100ml
のエルレンマイヤーフラスコに30ml入れ、高圧滅菌
した。これに2gの薬用ニンジンカルスを移植し、80
r.p.mの回転振盪機にて25℃で3週間暗所培養を
行った。培養後、カルスは脱塩水で洗浄した後凍結乾燥
し、その重量を乾燥重量とした。
【0021】サポニンの抽出方法は以下のとおりであ
る。凍結乾燥したカルスは乳鉢で粉砕し、メタノール5
0mlを加え、40〜50℃で3時間温浸した。これを
2回繰り返し、メタノール抽出物を得た。これを50m
lの脱塩水に溶解して分液ロートに入れ、エーテル50
mlで2回洗浄した。水層(下層)を水飽和n−ブタノ
ール50mlで2回、さらにn−ブタノール飽和水で2
回抽出し、水飽和n−ブタノール層(上層)を得た。こ
れを溶媒溜去、減圧乾燥することにより、粗サポニンを
得た。
【0022】この粗サポニンと天然のサポニンおよびG
insenoside−Rb,Ginsenosid
e−Rgの標品を薄層クロマトグラフィーで展開した
(展開溶媒:n−ブタノール:酢酸エチル:水=4:
5:1)ところ、この粗サポニンはRf値、パターン共
に天然品と全く一致した。
【0023】さらに、高速薄層クロマトスキャナーによ
り検量曲線を作成し、Ginsenoside−Rbグ
ループとGinsenoside−Rgグループの含量
を求めた。そして各グループの合計を総サポニン量とし
た。また、この値より乾燥重量当たりのサポニン量を求
めた。
【0024】一次培地で2代培養したものと、一次培地
で1代、二次培地で1代の合計2代培養したものを比較
した。培養の結果を図1に示した。一次培地から二次培
地に移植することにより総サポニン量が1.3倍、乾燥
重量当たりのサポニン量が1.5倍に増収した。
【0025】実施例2 培地、植物生長調整物質の種類とその濃度およびその他
の培養条件を実施例1と同一にした。そして、一次培地
で3代培養したものと、一次培地で1代、二次培地で2
代の合計3代培養したものを比較した。その結果を図2
に示した。一次培地で1代、二次培地で2代培養するこ
とにより、総サポニン量が1.5倍、乾燥重量当たりの
サポニン量が1.7倍に増収した。
【0026】実施例1と実施例2を対比した結果を図3
に示した。一次培地で培養後、二次培地で1代培養する
よりも2代培養する方法が、よりサポニンの増収効果が
みられた。
【0027】実施例3 MS液体培地を基本培地とし、植物生長調節物質として
NAA5ppm添加したものを一次培地、GA0.00
1ppm添加したものを二次培地とし、一次培地で3代
培養したものと、一次培地で1代、二次培地で2代の合
計3代培養したものを比較した。結果を図4に示した。
一次培地で1代、二次培地で2代培養することにより、
総サポニン量が3.7倍、乾燥重量当たりのサポニンが
2.3倍に増収した。
【0028】実施例4 MS液体培地を基本培地とし、植物生長調節物質として
GA2ppm添加したものを一次培地、NAA2ppm
添加したものを二次培地とし、一次培地で2代培養した
ものと、一次培地で1代、二次培地で1代の合計2代培
養したものを比較した。結果を図5に示す。一次培地か
ら、二次培地に移植することにより総サポニン量が1.
6倍、乾燥重量当たりのサポニン量が1.9倍に増収し
た。
【0029】実施例5 MS液体培地を基本培地とし、植物生長調節物質として
GAを2ppm添加したものを一次培地、NAAを5p
pm添加したものを二次培地とし、一次培地で3代培養
したものと、一次培地で1代、二次培地で2代の合計3
代培養したものを比較した。結果を図6に示す。一次培
地で1代、二次培地で2代培養することにより、総サポ
ニン量が3.0倍、乾燥重量当たりのサポニン量が2.
7倍に増収した。
【0030】
【発明の効果】簡単かつ効果的にサポニンの生産が可能
な薬用ニンジンカルスの培養方法を提供することができ
る。培地の組成を複雑化させることなく、サポニンの生
産量を増加させる薬用ニンジンカルスの培養方法を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に示す培養方法で薬用ニンジンのカル
スを2代培養した時のサポニンの生産量を示すグラフで
ある。
【図2】実施例2に示す培養方法で薬用ニンジンのカル
スを3代培養した時のサポニンの生産量を示すグラフで
ある。
【図3】薬用ニンジンのカルスを培養するにあたり、培
養方法と継代数を変えた時のサポニンの生産量を示すグ
ラフである。
【図4】実施例3に示す培養方法で薬用ニンジンのカル
スを3代培養した時のサポニンの生産量を示すグラフで
ある。
【図5】実施例4に示す培養方法で薬用ニンジンのカル
スを2代培養した時のサポニンの生産量を示すグラフで
ある。
【図6】実施例5に示す培養方法で薬用ニンジンのカル
スを3代培養した時のサポニンの生産量を示すグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−244838(JP,A) 特開 平1−235518(JP,A) 特開 平1−16582(JP,A) 特開 平8−38164(JP,A) 山田康之外編「現代化学 増刊5 植 物バイオテクノロジー」(1986年4月25 日),株式会社東京化学同人,p.97− 104 食品と容器,33(2),73−78 (1992) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 5/00 - 5/28 JICSTファイル(JOIS)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薬用ニンジンを起源植物とするカルスを
    カルスの増殖に適した植物生長調整物質を含有する培地
    およびサポニンの生産を促進する植物生長調整物質を含
    有する培地からなる群より選ばれる異なる条件の培地に
    継代することを特徴とする薬用ニンジンカルスの培養方
    法。
  2. 【請求項2】 カルスの増殖に適した植物生長調整物質
    を含有する培地が、基本培地に植物生長調節物質として
    ナフタレン酢酸を添加した培地であり、サポニンの生産
    を促進する植物生長調整物質を含有する培地が、基本培
    地に植物生長調節物質としてジベレリンを添加した培地
    である請求項1の薬用ニンジンカルスの培養方法。
  3. 【請求項3】 一方の培地を一次培地として、他方の培
    地を二次培地として用いる請求項1または2の薬用ニン
    ジンカルスの培養方法。
  4. 【請求項4】 一次培地および/または二次培地でもう
    一代以上培養して合計3代以上継代する請求項3の薬用
    ニンジンカルスの培養方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100398749B1 (ko) * 2000-09-15 2003-09-19 (주)파낙시아 생물공학적인 기술에 의한 산삼 묘목의 대량생산방법
KR100479803B1 (ko) * 2002-04-08 2005-03-30 홍림통산(주) 약효가 증가된 특수가공처리 인삼 추출물을 함유하는뇌졸증의 예방 및 치료를 위한 조성물
KR100950865B1 (ko) * 2007-11-21 2010-04-05 주식회사 운화 뿌리 비대를 통한 산삼 조직배양 묘목의 토양 순화율 증대방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
山田康之外編「現代化学 増刊5 植物バイオテクノロジー」(1986年4月25日),株式会社東京化学同人,p.97−104
食品と容器,33(2),73−78(1992)

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