Hyoscyamus niger（Black Henbane）バブルカラムとスプレーバイオリアクターで栽培された毛状の根におけるトロパンアルカロイドの生産

Hyoscyamus nigerの毛むくじゃらの根培養は、シェイクフラスキ、バブルカラムバイオリアクター、およびハイブリッドバブルカラム/スプレーバイオリアクターで栽培され、アルカロイド産生について評価されました。後者は最高のアニソダミン含有量（0.67 mg/g乾燥wt）を与えましたが、スコポラミン、ヒョスシアミン、クスコヒグリン濃度は、バブルカラム反応器で最も高かった（それぞれ5.3、1.6および26.5 mg/g乾燥WT）。両方のバイオリアクターは、スコポラミン（1および0.98 mg/l日）とクスコヒグリン（5および5.4 mg/l日）の同様の生産性を示しましたが、アニソダミンの生産性は、ハイブリッドバイオリアクター（HB）（0.02および0.07 mg/L Lで3.5倍高くなりました。それぞれ日）。メチルジャスモン酸による誘発は、HBで成長した根でスコポラミンの生産性を146％増加させましたが、DMSOによる透過化により、成長培地におけるスコポラミン、ヒセアミン、アニソダミン、およびクスコヒグリン濃度が4、5、25、および28倍増加しました。Amberlite XAD-2を使用したin situ抽出は、50日後にハイブリッド反応器でスコポラミンの生産性を2倍にしました。

Hairy root cultures of Hyoscyamus niger were cultivated in shake-flasks, a bubble-column bioreactor and a hybrid bubble-column/spray bioreactor and evaluated for alkaloid production. The latter gave the highest anisodamine content (0.67 mg/g dry wt) whereas scopolamine, hyoscyamine and cuscohygrine concentrations were highest in the bubble-column reactor (5.3, 1.6 and 26.5 mg/g dry wt, respectively). Both bioreactors gave similar productivities of scopolamine (1 and 0.98 mg/l day) and cuscohygrine (5 and 5.4 mg/l day), but anisodamine productivity was 3.5-fold higher in the hybrid bioreactor (HB) (0.02 and 0.07 mg/l day, respectively). Elicitation with methyl jasmonate increased scopolamine productivity by 146 % in roots grown in the HB whereas their permeabilization with DMSO caused 4-, 5-, 25- and 28-fold increase in scopolamine, hyoscyamine, anisodamine and cuscohygrine concentrations in the growth medium. In situ extraction with Amberlite XAD-2 doubled scopolamine productivity in the hybrid reactor after 50 days.