β-香树脂醇是一种五环三萜化合物，也是其它齐墩果烷型三萜如甘草次酸，大豆皂甙等生物合成的骨架，常温常压下为白色固体粉末，该物质具有抗炎,抗细菌和真菌，抗病毒及癌细胞防治功效，在降血糖，降血脂方面也具有良好效果。β-香树脂醇一般分离自生物体的表皮蜡质，植物的生物合成过程中，α-香树脂醇是熊果酸的前体，β-香树脂醇是齐墩果酸的前体。
图1 β-香树脂醇的性状图
合成方法
图2 β-香树脂醇的化学结构式
方法一
与其他许多萜类化合物类似，β-香树脂醇在植物体内的天然含量较低，化学合成收率亦有限，这制约了其规模化生产和广泛应用。为提升β-香树脂醇的制备效率，研究人员运用代谢工程与合成生物学策略，在酿酒酵母中构建了其生物合成途径，并通过途径优化与发酵工艺改进，实现了β-香树脂醇的高效合成。具体研究进展包括：对光果甘草来源的β-香树脂醇合酶基因进行密码子优化，并借助质粒表达系统导入酵母；经气相色谱-质谱分析验证，工程菌株SpKb成功合成出β-香树脂醇，产量达0.75±0.06 mg/L，单位细胞产量为0.07±0.02 mg/g DCW，为后续通过代谢途径优化进一步提升产量奠定了基础。[1]
方法二
有研究报道了一种利用酿酒酵母工程菌生产β-香树脂醇的生物合成方法，属于生物化工领域。该方法通过克隆白色念珠菌来源的2,3-氧化鲨烯单氧酶基因，并结合化学合成经过密码子优化的光果甘草β-香树脂醇合酶基因，采用酿酒酵母组成型启动子构建基因表达盒，将其与线性化质粒共同转化至酿酒酵母中，借助酵母自身的同源重组机制实现表达盒与质粒的体内组装，从而强化了2,3-氧化鲨烯单氧酶活性并成功导入β-香树脂醇合酶。所构建的工程菌能够直接利用葡萄糖合成β-香树脂醇，且其合成过程与菌体生长相耦合，实现了植物次生代谢产物β-香树脂醇在酿酒酵母中的异源合成。该方法无需外源诱导剂，工艺简便，适用于β-香树脂醇的规模化发酵生产。[2]
生物提取方法
有研究报道公开了一种富含β-香树脂醇的植物来源及其提取工艺，涉及木荚红豆，其叶片中β-香树脂醇含量达0.18%～0.31%。提取方法包括以下步骤：步骤一，干燥与过筛；步骤二，多次提取混合；步骤三，浓缩浸膏；步骤四，除杂纯化；步骤五，结晶析出。该方法选用木荚红豆叶为原料，来源广泛且成本较低，通过重复提取混合充分释放原料中的β-香树脂醇，减少目标成分流失，从而提升产率；在除杂纯化阶段，采用不同比例的石油醚-乙酸乙酯体系进行两次梯度洗脱，有效去除杂质，提高最终产品纯度。整体工艺操作简便，易于实施，降低了生产难度与成本，适用于β-香树脂醇的规模化制备。[3]
抑菌活性
为探索植物源农药的开发潜力，研究人员系统评估了β-香树脂醇对水稻纹枯病菌的抑菌活性及其作用机制。通过菌丝生长速率法测定发现，β-香树脂醇对该病原菌具有显著抑菌作用，其抑制中浓度（EC₅₀）为120.801 μg·mL⁻¹。与甲醇-乙醇混合液对照组相比，经β-香树脂醇处理后，病菌菌丝干质量明显下降，同时细胞膜中丙二醛（MDA）含量显著升高、还原糖含量降低，且活性氧清除酶（CAT、POD、SOD）的活性随处理时间延长呈现“先升后降”的“倒V”型变化趋势。结果表明，β-香树脂醇通过诱导细胞膜脂质过氧化、破坏膜结构完整性，并提高细胞内活性氧水平及活性氧清除酶的应激响应，从而有效抑制水稻纹枯病菌的菌丝生长。该研究为基于β-香树脂醇的植物源杀菌剂开发提供了理论依据。[4]
参考文献
[1] 张根林.酿酒酵母中β-香树脂醇合成途径的构建与调控[D]. 博士学位论文, 北京理工大学,2015.
[2] 李春等. 一种酿酒酵母工程菌生产β-香树脂醇的方法, 中国发明专利, 专利号: CN 201310421102[P].
[3] 倪林等. 一种富含β-香树脂醇的植物体及其提取新方法, 中国发明专利, 专利号: CN202111141574.7[P].
[4] 陈啸等.β-香树脂醇对水稻纹枯病菌的抑菌作用[J].亚热带农业研究, 2022, 18:192-197.