桔梗饮料的开发研究_毕业设计论文定稿(编辑修改稿)

桔梗饮料的开发研究_毕业设计论文定稿(编辑修改稿)内容摘要：

科生毕业设计（论文） 1 第一章 文献综述 概述 桔梗 [Platycodon grandiflorum(Jacq． )A． DC． ]为桔梗 科多年生草本植物，别名铃铛花、土人参、白药等，全世界只有 1 种 [1]。 多生长在荒山草丛、灌丛间；高 40－ 90 厘米 [2]。 植物体内有乳汁，全株光滑无毛。 有圆柱状的根，根粗大肉质，圆锥形或有分叉，外皮黄褐色。 茎直立，有分枝，枝铺散状；叶多为互生，少数对生，有乳叶，近无柄，叶子呈卵形或卵状披针形边缘有锯齿；花大形，单生于茎顶或数朵成疏生的总状花序；花冠钟形，蓝紫色或蓝白色，阔钟状，大，裂片 5。 蒴果顶部的 5 瓣裂，有长圆形、压扁的种子，种子多数为褐色 [3]。 花期 79 个月，果期 810 个月。 桔梗 是兼食、观赏、药用的珍稀经济植物，药用 部位为主根 [4]。 桔梗野生资源丰富， 近年随着研究的深入，其药用价值和保健价值被广泛接受，野生资源已不能满足需要，各地均进行了人工栽培桔梗的研究。 其根可入药， 味甘，性平，归肺经。 功效宣肺、利咽、祛痰、排脓。 桔梗尚有理气、活血、消食、安神作用 ，有极高的额药用价值 [5]。 化学成分 桔梗主要含有 五环三萜 皂苷，还含有多聚糖、甾醇类及其糖苷、 黄酮、脂肪油、脂肪酸 ，氨基酸，维生素、微量元素等 [6]。 皂苷 类 桔梗中含有大量的三萜类皂苷，是其主要活性成分之一。 桔梗皂苷的种类繁多，迄今已分离出 20多种，主要有桔梗皂苷（ platycodin） D、 A、 B、 DD3；远志苷（ polygalacin） D、 D2；去芹菜糖基桔梗皂苷 D；桔梗皂酸 A 甲酯（ methyl platyconate A）等 [7]。 有学者依据其苷元母核的结构变化规律对其进行归纳整理分为 3种主要类型：（ 1）远志酸（ polygalacic acid）；（ 2）桔梗酸（ platycogenic acid）类，为桔梗皂苷元（ platycodigenin）衍生 物；（ 3）桔梗二酸（ platycodigenic acid）类，为 platycodigenic acid衍生物 [8]，中文曾将其命名为桔梗酸，又有报道韩国学者又分离出一种新的皂苷 桔梗皂 苷 E1[9]。 大连工业大学 2020届本科生毕业设计（论文） 2 多 聚糖 桔梗根中含有大量由果糖组成的桔梗聚糖，含糖量达 %，已鉴定结构的有桔梗聚糖 GF2～ GF9。 此外，桔梗中还含有大量的菊糖 [10]。 甾醇类及其糖苷 桔梗根中含有 α 菠菜甾醇（ α spinasterol）、 α 菠菜甾醇 β D 葡萄糖苷（ α spinasterolβ Dglucoside）、白桦脂醇（ betulin）等甾体物质 [11]。 脂肪油、脂肪酸 桔梗根中含脂肪油 %，且不饱和化合物含量较高。 脂肪酸中亚油酸、软脂酸的含量较大，亚油酸含量达 %，软脂酸为 %。 此外还含有亚麻酸和硬脂酸、油酸、棕榈酸等 [12]。 维生素 桔梗根中维生素含量丰富。 例如，每百克中含 有胡萝卜素 ，维生素 B138mg，尼克酸 ，维生素 [13]。 氨基酸 桔梗根中含有 18 种以上的氨基酸，包括 8 种必需 氨基酸， 占氨基酸总量的 %，总氨基酸含量高达 %[14]，其中 包括一种 7～氨基丁酸，它是一种神经传导的化学物质 , 在人脑能量代谢过程中起到了重要作用。 无机元素 对桔梗中无机元素进行分析，发现含有 22 种 以上无机元素，包括 Cu、Zn、 Ni、 Mn、 Cr、 Sr、 Fe、 v 等 8 种必需微量元素，其中 cu、 Zn、 Mn 含量均较高 [15]。 桔梗的 开发 价值 药用价值 桔梗入药最早记载于《神农本草经》，味苦、辛、性平、归肺经，为临床常用药。 有开宣肺气、利咽散结、祛痰止咳、宽胸排脓之功效 [16]。 临床上，大连工业大学 2020届本科生毕业设计（论文） 3 以桔梗为主药做成方剂用于治疗呼吸系统疾病，如上呼吸道感染、急性气管 支气管炎、慢性支气管炎、支气管哮喘、病毒性肺炎、肺结核、肺癌、肺脓肿、胰脓疡、纵隔肿瘤、肺心病、肺梗死等，均取得了很好的疗效 [17]；桔梗流浸膏可以治疗咳嗽痰多；水煎服，治疗咽喉肿痛、扁桃体炎；研磨粉可以治疗流行性出血热、变异性心绞痛；桔梗汤可用于治疗放射性食道炎、肺痛、咳而胸满、咽干不渴、振寒脉数（《金匮要略》） 18]；桔梗饮片可以用于治疗梅毒病。 日本学者利用桔梗组培愈伤组织或分化根为原料制成了菊粉型肿瘤制剂 [19]。 食用价值 桔梗不仅是一种传统中药，还是一种食品， 每 100g 嫩叶中含粗纤维 、蛋白质 、胡萝卜素 、相对而言，维生素 C 的含量较高 138mg、还含有钾、镁、锌、铁、钙等 [20]。 桔梗根的含糖量达到 %，每 100g 新鲜的根中，含有维生素 C10g、维生素 、氨基酸的含量（ %）：亮氨酸 、蛋氨酸 、赖氨酸 、酪氨酸 、异亮氨酸 、胱氨酸 等十六种以上的氨基酸，其中包括人体所需的 8 种氨基酸 [21]。 有 22 种微量元素，其中含钾 146mg、钙 44mg、铁 、锌 、镁 41mg、锰 、铜 、钠 、磷 106mg、膳食纤维 等等 [22]。 一直以来，在韩国、朝鲜、日本以及我国东北地区，人们常把桔梗作为蔬菜食用，人群认可程度高 [23]。 经济价值 桔梗多糖具有抗氧化、消除自由基、降低血液中的胆固醇含量、抗肿瘤、抗基因突变等生理活性作用 [24]。 桔梗中天然黄酮分子量小，人体吸收快，迅速进入血液及细胞组织，表现出抗疲劳、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤等功效，研究表明，其在抑 制脂质氧化方面也表现出很强的能力 [25]。 近年来， 随着科学研究的深入 ,已经有 学者将桔梗的提取物用于化妆品和浴液中。 也有学者 用桔梗研制减肥药、降血脂药 [26]； 还有学者 试用桔梗研制酒精吸收抑制剂 等等。 随着 其药用价值被广泛接受，需求越来越多，深入开发桔梗制品，保健食品有重要的实际意义。 所以，利用高浓度桔梗提取液，制作桔梗保健饮料，不仅可以对桔梗进行深入研究，还可以在重要治疗药品和功能性食品的领域获得明显的经济效益和大连工业大学 2020届本科生毕业设计（论文） 4 社会效益 [27]。 国内外 研究进展 提取工艺进展 有关皂苷的提取 徐保军、郑毅男 采用水提醇沉 — 树脂吸附法制得桔梗总皂苷。 杨献文、刘墨祥等系统研究了影响水提取桔梗总皂苷的各种因素 ,建立水提 — 大孔吸附树脂柱色谱制备桔梗总皂苷的方法。 吴敬涛、杨桂文 等采用水作为溶剂，建立了超声波 — 水提法制备桔梗总皂苷的方法。 李喜风等以桔梗皂苷 D 为指标性成分，采用超声提取 — 香草醛比色法测定了桔梗中总皂苷的含量 [28]。 有关桔梗多糖的提取，盛桂华和周泉城 (2020)采用超临界 CO 萃取桔梗多糖 [29]；张莲姬等 (2020)采用优化的水提工艺来提取桔梗多糖，并对桔梗多糖的抗氧化性进行了研究 [30]。 李妍等 (2020)用苯酚 — 硫酸法对不同来源桔梗中多糖的质量分数进行测定，结果显示其范围为 %～ %[31]。 20 世纪 80 年代初，从桔梗的地上部分分离得到 9 种黄酮类成分，并在其花中分离得到一种花色素 (飞燕草素 二咖啡酰芦丁醇糖苷 )，是最早从桔梗中分离得到的黄酮类化合物 (付文卫等， 2020)[32]。 最近又从地上部分得到 4 种黄酮，以芹菜素 70葡萄糖苷为主，还含有木樨草素、芹菜素及其化合物。 从桔梗种子中分离得到 5 种黄酮类化合物：黄杉素、 (2R， 3R) 黄杉素 7OdL吡喃鼠李糖基 (16) –BD吡喃葡萄糖苷、槲皮素 70葡萄糖苷、槲皮素 70芸香糖苷及木樨草素 70葡萄糖苷。 这些化合物主要为二 氢黄酮和黄酮及其苷类化合物 (付文卫等， 2020)。 唐生永和陈晓平 (2020)采用乙醇提取法，检测采用紫外分光光度法，纯化采用大孔吸附树脂吸附为主的纯化法研究了桔梗中黄酮类物质的提取和纯化工艺，结果表明，样品桔梗中总黄酮含量大于 %，纯化后的纯度为 % ，桔梗中总黄酮的含量较高，较易被提取纯化，可以作为提取黄酮的有效资源之一 [33]。 药理作用研究进展 韩国学者将桔梗 等 70%酒精提取物加到含有丝裂霉素 C 的培养基中，发现桔梗等的提取物具有抗丝裂霉素 C 诱变的保护功能 [34]。 我国学者的研究发大连工业大学 2020届本科生毕业设计（论文） 5 现桔梗具有抗炎、祛痰、镇咳、抗溃疡、降血压、扩张血管、解热镇痛、镇静、降血糖、抗胆碱、促进胆碱分泌、抗过敏等广泛的药理作用。 认为桔梗皂苷的表面活性所决定的增溶作用和对细胞膜通透性的影响是桔梗引经作用的内在基础。 日本学者利用桔梗组培愈伤组织或分化根为原料制成了菊粉型肿瘤抑制剂 [35]。 实验发现接种艾氏腹水癌细胞的 ICR� SLC 小鼠服用该抑制剂后可得到保护 , 小鼠口服 , 癌细胞抑制率达28%。 桔梗提取物能够促进肠促胰酶肽的分泌 , 可用于治疗胰腺炎 [36]。 桔梗用于防治高胆固醇血症和高脂血症。 高脂血症人鼠食用含 5%和 10%桔梗粉的饲料 3wk，能显著降低血清和肝脏脂肪浓度，尤其是 5%的配比， 模型组比较，可显著降低血清和肝脏中总胆固醇和甘油三酯的浓度，每天给予桔梗可降低低密度脂蛋白 (LDL)和升高高密度脂蛋白 (HDL)的浓度。 另外，桔梗组的动脉硬化指标也较模型组低 [37]。 软饮料行业的现状及发展 软饮料行业现状 饮料业 是我国发展最快的行业之一，产值年均增长 已超过 25%。 2020 年饮料行业产量 仅上半年就 达到 万吨，对比 1978 年的 20 多万吨，改革开放 30 年来增长了近 400 倍，同时也超过日本成为第二大饮料生产国。 在国际金融危机的大背景下，仍呈现出加速发展的势头。 随着经济的发展，消费者消费水平和购买能力的不断提高，软饮料行业取得飞速的发展，品种多元化，生产技术成熟，产业链完善，企业之间的竞争也日益激烈，形成了百家争鸣百花齐放的发展市场格局。 中投顾问食品行业研究员向健军认为，未来主打健康理念的果蔬汁、饮茶饮料、矿物质水 、凉茶以及功能饮料将继续保持快速增长趋势，而碳酸饮料因长期饮用可能引起肥胖、钙流失等不利影响，市场需求将有所下降 [38]。 我国人均年消费软饮料为 较低 ，仅仅为世界水平的 1/5， 因此，我国 饮料市场的发展具有很大的潜力 ，有大量的提升空间。 从行业细分市场来看，目前仍由果菜汁及果菜汁饮料、碳酸饮料、瓶（罐）装饮用水三类细分产业占据前三甲的位置。 从近年来品类结构的变化趋势来大连工业大学 2020届本科生毕业设计（论文） 6 看，碳酸饮料市场份额将呈逐步下降的态势，含乳饮料和植物蛋白饮料市场份额将表现出良好的成长性，果菜汁及果菜汁饮料产业的市场占有率将会有所提高，功能 饮料与健康型饮料将得到较快的发展 [39]。 植物性饮料的发展 随着人们健康理念的进一步升级，仅用于解渴的普通水饮料、 碳酸饮料 等产品，已逐渐不能满足消费者更深层次的需求。 逐渐取而代之的是具有一定功能性的饮料产品，例如以天然草本植物为原料的植物功能性饮料，它们“天然、绿色、健康”的特性受到了消费者的亲睐。 我国自古以来，就对药食同源植物 进行研究，近几年来。 将干制植物中有食用价值的可溶性固形物及风味物质浸提出来，以此为原料进行饮料开发，在饮料业中渐渐的“时髦”起来 [40]。 目前，如何对部分植物原料的有效成分的进行利用已经有了较深入的研究，为植物饮料的开发，提供了科学根据。 以桔梗为原料进行饮料的开发研究，既有着良好的药用价值和食用价值又可以带来一定的经济收益。 论文研究内容、意义和创新 论文的内容 （一） 以多糖和黄酮为指标， 水浸提桔梗汁 条件 优化 （二）以多糖和黄酮为指标，超声辅助提取桔梗汁 条件 优化 （三）利用优化的条件得到 的桔梗汁制作 桔梗饮料。 （四）对饮料进行理化分析 以苯酚 硫酸法为基础，测定桔梗中的多糖含量。 以 硝酸铝法 为基础，测定桔梗中的 黄酮 含量。 根据不同的条件下 提取物含量 与吸光度的正相关，来确定最优条件。 在最优条件下 配置桔梗饮料原液，再一步进行桔梗饮料的开发。 论文的意义 桔梗作为我国传统中药的一种，由于桔梗具有镇咳、祛痰、抗炎等作用，在临床上得到了广泛的应用。 除此之外，桔梗还是人们常食用的蔬菜，桔梗中含有大量的维生素和人体所必需的氨基酸，所以它又是一种功能性食品 [41]。 大连工业大学 2020届本科生毕业设计（论文） 7 近年来，韩国和日本学者利用桔梗多 糖具有抗衰老、抗氧化、降血脂、降血糖等生物活性，将桔梗提取物应用于化妆品、降脂药、降糖药和保健品等方面。 桔梗多糖、黄铜作为桔梗的重要成分，其生物活性越来越受到人们的关注 [42]。 随着研究的不断深入，其药用市场将更加广阔，它潜在的利用价值也显示了诱人的前景，因此，桔梗多糖、黄铜提取工艺的研究，为以后的桔梗产业发展打下了坚实的基础，对开发桔梗保健食品具有现实意义。 而桔梗饮料的开发，是将研究结果实际化、产业化，不仅可以将研究结果应用于产品之上，还可以带来极大的经济效益。 论文的创新 桔梗的传统使用方法 为腌制咸菜以及药用，桔梗食药同源。