盾叶薯蓣的根状茎含1.1﹪～16.15﹪的薯蓣皂苷元、45﹪左右的淀粉、40﹪的纤维素以及一些水溶性苷类、生物碱类、黄酮苷类、强心苷类、生物碱、单宁、色素等化学成分。刘建本等进行了盾叶薯蓣根茎中色素的提取和性质研究，结果表明薯蓣色素具有对紫外线有较强的吸收作用，耐热、耐光性能良好，Fe3+、Cu2+、Hg2+ 3种金属离子对色素均具有一定的增色作用，酸碱对色素的影响较大等性质，为综合利用提供了一条新途径。
薯蓣皂苷包括糖和苷元两部分。为了对皂苷进行定位，郭永兵等将盾叶薯蓣根茎分为5个区段，对其薯蓣皂苷元的分布进行研究发现，嫩茎顶端的薯蓣皂苷元含量最高，抽茎区段次之，接着是嫩茎区段，其后为老茎区段和底层区段，须根及地上茎基部段的含量很低。薯蓣皂苷元（diosgenin）又名皂素。它是世界上合成300多种甾体激素和避孕药的原料。
刘承来，陈延庸等用薄层层析法(不同展开剂)、纸层析法对盾叶薯蓣进行了分离提取，结果在根状茎中分离出两种水不溶性三糖皂苷和两种水溶性四糖皂苷，用乙酰化、酸水解、酶解、克分子旋光差计算以及红外光谱、质谱、氢谱、碳谱等方法进行分析鉴定，分别为①表-拔葜皂苷元（epismilagenin）、②延龄草次苷(trillin),结构为3-O-(β-D-葡萄吡喃糖)—薯蓣皂苷元[3-O-(β-D-glucopyromosyl)-diosgenin]、③薯蓣皂苷元—双葡萄糖苷(diosgenin-diglucoside),结构为3-0-[β-D-葡萄吡喃糖(1→4)-β-D-葡萄吡喃糖]一薯蓣皂苷元{3-O-[β-D-glucopyranosyl(1→4)-β-D-glucopyranosyl]-diosgenin} 、④纤细皂苷（gracillin），结构为3-O-{β-D -葡萄吡喃糖(1→3)-[a-L-鼠李吡喃糖(1→2)]- β-D-葡萄吡喃糖}一薯蓣皂苷元（3-O-{β-D-glucopyranosyl(1→3)-[a-L-rhamnopynosyl(1→2)]-β-D-glucopyranosyl}-diosgenin）4个甾体化合物，据其化学结构推测为次级皂甙。
盾叶薯蓣标本为了研究盾叶薯蓣的原始皂甙，探索其活性，1985年他们又对鲜根茎的甲醇提取物经干柱法分离得到⑤薯蓣皂苷元棕榈酸酯（diosgenin palmitate）、⑥β-谷甾醇（β-sitosterol）、纤细皂苷(gracillin)、⑦原纤细皂苷(protogracillin)和⑧原盾叶皂苷 (protozingiberensissaponin)5种甾体类物质，其中原盾叶皂苷为一新发现的化合物，鉴定2种原皂苷的结构分别为⑦3-O-{β-D-葡萄吡喃糖(1→3)-[a-L-鼠李吡喃糖(1→2)]-β-D-葡萄吡喃糖}-26-O-{β-D-葡萄吡喃糖}-薯蓣皂苷元与⑧3-O-{a-L-鼠李吡喃糖(1→3)-[β-D-葡萄吡喃糖(1→2)]-β-D-葡萄吡喃糖}-26-O-{β-D-葡萄吡喃糖}-薯蓣皂苷元{3-O-{a-L-rhamnopynosyl(1→3)-[β-D-glucopyranosyl(1→2)]- D-β-glucopyranosyl}-26-O-{β-D-glucopyranosyl}-diosgenin}。
唐世蓉，吴余芬等从盾叶薯蓣根中分得两种水不溶性三糖皂苷（A和B）以及两种水溶性四糖皂苷（C和D）。⑨A为新皂苷，暂定名盾叶皂苷A（zingiberenin A），结构为薯蓣皂苷元-3-O-[β-D-葡萄吡喃糖(1→2)]-O-[a-L-鼠李吡喃糖(1→3)]-O-β-D-葡萄吡喃糖苷、⑩B为纤细皂苷异构物、⑾C为原盾叶皂苷A（protozingiberenin A）、⑿D为原盾叶皂苷B(protozingiberenin B)。唐世蓉，姜志东用盾叶薯蓣地上部分经提取、脱色、硅胶柱层析及反向柱层析分离得到盾叶皂苷A1、A2、A3 （zingiberoside A1 ，A 2 ，A 3）和叉蕊皂苷IV4种主要含雅姆皂苷元的皂苷，前三种为新化合物，分别为⒀雅姆皂苷元-3-O-[a-L-鼠李吡喃糖(1→2)]-β-D-葡萄吡喃糖苷、⒁羟基雅姆皂苷元-3-O-[a-L-鼠李吡喃糖(1→2)]-β-D-葡萄吡喃糖苷、⒂雅姆皂苷元-3-O-{a-L-鼠李吡喃糖(1→2)-[β-D-葡萄吡喃糖(1→4)]}-β-D-葡萄吡喃糖苷，其中盾叶皂苷A2 的苷元为一新甾体皂苷元，命名为盾叶皂苷元（zingiberogenin）。第四种为⒃雅姆皂苷元-3-O-{a-L-鼠李吡喃糖(1→2)-[β-D-葡萄吡喃糖(1→3)]}-β-D-葡萄吡喃糖苷。这与地下部分主要含有薯蓣皂苷元的皂苷情况不同。
皂素含量
影响盾叶薯蓣皂苷含量的因素较多，
盾叶薯蓣除前面讨论的环境因素外，还有些其它因子。蒋朝晖等对盾叶薯蓣生育期皂苷元含量变化规律研究认为，皂苷在根茎中积累高峰期是现蕾及盛花期，结实期后明显下降；在根茎生长明显的8～9月，含量有一定提高，至枯萎期的10月和11月时含量又出现下降；2年生皂苷元含量明显高于1年生；适宜的采收期应为第2年的枯萎期或第3年的现蕾开花期。丁志遵等研究认为，盾叶薯蓣一般在萌芽期至开花盛期皂苷含量较高，从结实期至始萎期，皂苷含量则逐渐下降；老根茎皂苷含量高于新根茎；水分含量高的根茎皂苷含量亦高。李朝阳等研究认为，盾叶薯蓣的皂苷元含量与叶片宽窄程度之间也存在一定的相关性，宽叶型的平均皂苷元含量都较高，而长叶型的皂苷元含量都不高；皂苷元含量与其开花时间早晚也似乎表现出一定的相关性，在6～7月间开花的居群其平均皂苷元含量都较高，而早于6月或当年不开花的居群的平均皂苷元含量则较低。潭远友等研究发现，盾叶薯蓣雄株中皂苷元含量高于雌株，种植时期越长，皂苷元含量越高，10月份采收的样品含量最高。这些研究为盾叶薯蓣的合理开发利用奠定了理论基础，总的来讲，影响盾叶薯蓣皂苷含量的因素主要有分布区、海拔、土壤、水分、温度、光照等环境因子，也有株间差异、生长时间、生育期、开花时间、根状茎水分含量及形态等自身因子。
皂苷提取
薯蓣皂苷元是薯蓣属植物中薯蓣皂苷的配基，主要以薯蓣皂苷的形式与纤维素结合存在于细胞壁中。薯蓣皂苷元是异螺旋甾烷的衍生物，在植物体内是以薯蓣皂苷配基形式存在的，即在C3位通过皂苷键与糖链相连进而与植物细胞壁紧密连接。由于盾叶薯蓣皂苷元的结构特征和它在植物体内的存在形式，决定了提取它的步骤：首先必须使薯蓣皂苷元与植物细胞壁分开，再断开薯蓣皂苷元与糖连接的苷键，使薯蓣皂苷元游离出来，利用它的亲脂性，用丙酮或石油醚把它提取出来，
盾叶薯蓣叶工业上用高标号的汽油来提取。
直接酸水解法
酸水解是使苷键断裂生成苷元和糖。传统的提取薯蓣皂苷元的方法是采用Rothrock法，即直接将盾叶薯蓣根茎用硫酸水解成苷元，然后用有机溶剂提取薯蓣皂苷元。郭文松等报道，用盐酸作为水解酸比硫酸好，工艺简单，效果差异不大，同时以盐酸为水解液时，加压法比常压法水解苷元收率高，缺点是盐酸对不锈钢设备有严重腐蚀。薯蓣皂苷元在植物体内存在形式的复杂性，使直接酸水解法仅能提取1/4的皂苷元，且此法费时很多，薯蓣皂素收率较低，由于使用溶剂汽油，易发生危险；另外，盾叶薯蓣中的淀粉和纤维素等其它成分也在酸水解过程中被破坏而不能利用，因此该工艺不够理想。
预发酵法
一般认为预发酵法可提高薯蓣皂苷元的收率。预发酵法有自然发酵法、酶解法、微生物发酵法。王元兰报道用蒸馏水浸泡药材干粉，置于39℃的恒温箱中发酵。并筛选出提取条件，即：发酵48 h，水解4 h，抽提物pH=7，回流速度25min/次，皂苷元的提取率达到最佳值为3.358%。另有报道，在发酵过程中加入果胶酶、苦杏仁酶和植物生长激素2，4，5-三氯苯氧乙酸、吲哚-3-乙酸，均可提高产率。还有用黑曲霉菌株对盾叶薯蓣发酵也可提高产率。这样的工艺既提高了皂苷收率，反应条件也比较温和，保持了有效成分的本来理化性质。但自然发酵法影响因素较多，产品质量不稳定。
分离法加工薯蓣植物
从盾叶薯蓣中首先分离出植物纤维和淀粉，剩余部分再经自然发酵提取薯蓣皂苷元。该法比不分离出植物纤维和淀粉而直接进行自然发酵的常规方法能将薯蓣皂苷元的收率提高5%。
4 CO2超临界萃取薯蓣皂苷元的工艺研究
葛发欢等报道用CO2超临界萃取法从盾叶薯蓣中提取薯蓣皂苷元的研究，其萃取薯蓣皂苷元的条件为：萃取压力29 MPa，温度55℃；分离方法一为压力10MPa，温度60℃；分离方法二为压力5.6 MPa，温度45℃；分离柱压力18 MPa，温度为7O℃，CO2流量为每千克原料每小时12kg；萃取时间3h；夹带剂为药用酒精。和传统的汽油法比较，收率提高了1.5倍，生产周期大大缩短，避免了使用汽油引起易燃易爆的危险，且成本相差不大。但存在设备一次投资过大的缺点。此外，利用超声波破碎细胞壁也可提高薯蓣皂苷元的收率。用盐酸—丙酮/乙醇混合液直接加热提取薯蓣皂苷元的工艺虽可节约物料，缩短工艺过程，但对资源的综合利用不足，在实际生产中应用该工艺的还未见报道。
分离技术
甾体皂苷由于连有糖残基，是一类极性较强的大分子化合物，易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂，不易溶于氯仿、乙醚等非极性溶剂。甾体皂苷不易形成结晶，而且在同一植物中往往有很多结构相近的皂苷共存，给提取分离带来一定的困难，甾体皂苷的结构比较复杂，但苷元母核基本为螺甾烷型Ⅰ或呋甾烷型Ⅱ。
甾体皂苷提取分离的基本步骤为粗提、除杂、分离。实验室和工业生产中多采用溶剂法提取甾体皂苷，主要是用甲醇或稀乙醇作溶剂，提取液回收溶剂后，用水稀释，经正丁醇萃取或大孔吸附树脂纯化，得粗皂苷，最后用硅胶柱色谱进行分离或HPLC制备，得到单体。常用的洗脱剂有不同比例的氯仿-甲醇-水混合溶剂和水饱和的正丁醇。
含量测定
盾叶薯蓣具有广泛的药理活性，其所含的薯蓣皂苷元是合成甾体激素的重要原料，其主要成分皂苷具有镇咳、平喘、降低胆固醇、预防动脉硬化、抗癌等作用，但由于皂苷在植物中组分复杂，且分离过程难度较大，难以定量，多以酸水解的薯蓣皂苷元含量为测定指标来控制盾叶薯蓣的质量。报道的薯蓣皂苷元的含量测定方法有多种，经典方法有重量法、比色法、库伦法和薄层扫描法；现代方法有气相色谱法、高效液相色谱法。
