牛蒡菊糖的研究进展

牛蒡菊糖、膳食纤维提取及其特性研究的开题报告
一、选题背景
牛蒡菊糖和膳食纤维是自然界中普遍存在的生物活性物质，具有多种保健功能。

牛蒡菊糖是一种天然的低聚果糖，具有良好的溶解度和稳定性，可作为功能性食品、
保健品和医药原料。

而膳食纤维是指无法被人体消化吸收的多糖、半纤维素和纤维素等，可增加肠道内菌群丰富程度，促进肠道蠕动，降低胆固醇和血糖等，对预防肥胖、糖尿病和心脑血管疾病等具有重要意义。

因此，研究牛蒡菊糖和膳食纤维的提取方法
和特性具有重要的理论和实践意义。

二、研究目的
本研究旨在通过研究不同提取方法对牛蒡菊糖和膳食纤维提取率、理化特性和生物活性的影响，寻找最佳的提取方法，并初步评估其功能性和应用价值，为开发新型
功能性食品和保健品提供参考。

三、研究内容
1. 牛蒡菊糖和膳食纤维的提取方法优化：采用常规水提、酸提和碱提等不同提取方法，通过单因素试验和正交试验等方法，寻找最佳的提取工艺条件。

2. 牛蒡菊糖和膳食纤维的理化性质分析：利用色谱、质谱、红外光谱和荧光分析等方法，对牛蒡菊糖和膳食纤维的化学结构、分子量、分布和热稳定性等进行分析。

3. 牛蒡菊糖和膳食纤维的生物活性评价：采用体外和体内模型研究牛蒡菊糖和膳食纤维的抗氧化、抗炎症、调节血糖和血脂等生物活性。

四、研究意义
本研究将有助于深入了解牛蒡菊糖和膳食纤维的提取方法和特性，为开发新型功能性食品和保健品提供理论和实践基础，有望提高我国功能性食品的创新和竞争力，
同时也为推进我国保健品和食品产业的发展提供有益启示。

牛蒡的生物学活性研究进展摘要：牛蒡是很好的药食同源性植物，化学结构复杂，生物活性广泛。

本文综述了国内外近年来对牛蒡化学成分及生物学活性的研究现状及进展，以期为牛蒡进一步开发利用于临床提供一定参考。

关键词：牛蒡化学成分生物学活性牛蒡（Arctium lappaL）又名东洋参、东洋牛鞭菜、恶实、息桑、莫若罗等，《本草纲目》中记载为大力子、英文名为Burdock，是桔梗目菊科菜蓟族牛蒡属两年生草本植物。

牛蒡喜强光，耐热耐寒耐旱，野生于欧洲、北美及我国东北到西南广大区域。

一千多年前，日本从中国引进并将其驯化为蔬菜，培育出诸多品种予以种植。

20世纪90年代，我国从日本再次引回并广泛种植，逐步成为世界上最主要的牛蒡生产基地，并远销日本、马来西亚等多个国家。

江苏省徐州市是最大的牛蒡生产地，种植历史悠久，尤以沛县河口、丰县金陵两地种植最广[1]。

山东青岛至泰山地区品种优良，临沂苍山县（现兰陵县）为中国牛蒡之乡。

1.牛蒡的化学成分1929年，日本人田川越从牛蒡子中提取到牛蒡子苷，揭开了对牛蒡化学成分研究的一页。

近一百年来，各国学者们纷纷从牛蒡中提取到各类化合物共计有一百余种。

牛蒡主要分根、茎、叶和果实，提取的成分各有不同。

牛蒡根中含菊糖、果糖及多炔、多酚类化合物。

郝林华等[2]用水浸提取法提取到菊糖，其含量约占牛蒡根干重的34%，为牛蒡根主要活性成分。

牛蒡茎叶含挥发油、鞣质、粘液质、咖啡酸、绿原酸、异绿原酸等，荣宾宾[3]采用酸性水为溶剂从牛蒡叶中快速提取到奎宁酸、原儿茶酸、异绿原酸等有机酸类、黄酮类、苷类及萜类等抑菌活性物质。

牛蒡干燥成熟果实又称为牛蒡子，牛蒡子中含牛蒡苷、挥发油、亚油酸、亚麻酸、甾醇、硫胺素、牛蒡酚等多种化学成分，其中以木脂素类的含量最高[4]，牛蒡苷的提取率占10.67%，居木脂素之首。

牛蒡苷的提取率是牛蒡子是否可作为药材的重要检测指标。

2.生物学活性牛蒡古代用作传统医药，在古书中颇有记载，《本草纲目》中详载：牛蒡性温、味甘无毒，通十二经脉、除五脏恶气，久服轻身耐老。

超声环流法提取牛蒡菊糖的研究刘德勤;张银昌;田创宇;邵菊芳【摘要】以牛蒡等外根为原料,经过预处理后,利用实验室自制超声环流反应器从中提取菊糖.选择超声功率、提取温度、提取时间、料液比和通气量等5个因素,在不同的水平下分次进行单因素试验,确定各因素的适宜范围,再由此采用正交设计法优化提取条件,结果表明:提取牛蒡菊糖的最佳因素组合为超声功率300 W,提取温度70℃,提取时间30 min,料液比1∶20;在最佳因素组合下提取率达到57.89％,显著高于同等条件下传统热水浸提提取率5.23％及超声辅助提取提取率24.83％,为该方法的大规模工业化应用提供了理论依据.%The extraction of inulin from pre-treated burdock root using a self-designed ultrasonic loop reactor has been studied in this work.Ultrasonic power,extractiontemperature,extraction time,solid-liquid ratio and ventilation were selected as variables in the experiment.Five factors at different levels were designed in a single-factor test to determine the appropriate scope,and the extraction conditions were then optimized by orthogonal design.The results showed an ultrasonic power of 300 W,an extraction temperature of 70 ℃,extraction time of 30 min,and solid-liquid ratio of 1 ∶ 20 were the optimal conditions,under which the extraction ratio reached 57.9％.This is significantly higher than the ratio,5.2％,obtained with the traditional hot water extraction method and the ratio,24.8％,for the ultrasonic-assisted extraction method.This work shows the method has the potential for applications in large-scale industry.【期刊名称】《北京化工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(044)003【总页数】6页(P13-18)【关键词】菊糖;牛蒡;超声环流提取【作者】刘德勤;张银昌;田创宇;邵菊芳【作者单位】中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116;中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116;中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116;中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TS201.1引言菊糖是一种不易消化的低聚糖，能刺激有益人体健康的双歧杆菌的生长，另外在改善糖尿病、促进脂质代谢、预防癌症等方面有积极的作用[1-2]。

牛蒡菊糖生理功能研究进展王海东;吴文华【摘要】牛蒡菊糖为低聚果糖,属于水溶性膳食纤维,在牛蒡的根部含量丰富.文中主要对牛蒡菊糖清除自由基、调节肠道平衡、增强免疫力、抗疲劳、降血脂、预防酒精损伤和抑制癌细胞等生理功能的研究进展进行综述,但关于其在预防糖尿病、促进矿物质吸收以及食品开发领域的应用有待更深入的研究.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(000)027【总页数】2页(P10969-10970)【关键词】牛蒡(Arctium lappaL.);牛蒡菊糖;低聚果糖【作者】王海东;吴文华【作者单位】徐州生物工程职业技术学院,江苏徐州221006;徐州生物工程职业技术学院,江苏徐州221006【正文语种】中文【中图分类】S567牛蒡(Arctium lappa L．)为菊科(Asteraceae)牛蒡属(Arctium)2年生草本植物，江苏省徐州市丰县和沛县是中国主要的种植区域。

其叶子可作蔬菜，种子可入药，根可作蔬菜也可入药。

《本草纲目》中记载“牛蒡性温、味甘无毒，通十二经、除五脏恶气，久服轻身耐老”。

牛蒡菊糖在牛蒡根中含量非常丰富，其生理功能的研究一直是一个热点。

文章将对牛蒡菊糖的研究现状进行综述，并探讨其接下来的研究方向，现报道如下。

1 牛蒡菊糖简介牛蒡菊糖水溶性良好，为抗性低聚果糖，属可溶性膳食纤维。

研究表明，牛蒡菊糖在牛蒡根中含量达34%［1］。

郝林华等通过气相色谱、红外光谱、1H及13C核磁共振波谱(NMR)分析表明，牛蒡菊糖主要是由12个呋喃型的果糖以β-2，1-糖苷键相连，末端1个吡喃型的葡萄糖以α-1，2-糖苷键连接到果糖上的线性直链结构。

经高效凝胶色谱分析表明，菊糖的相对分子量为2 168，聚合度约为13［2］。

2 牛蒡菊糖的生理功能研究2．1 清除自由基人体内过多的自由基累积会对健康造成负面影响，如过量的O-2·和·OH等自由基可氧化细胞膜中不饱和脂肪酸，形成脂褐素，造成老年斑和皱纹，引起皮肤老化。

专利名称：牛蒡菊糖在制备治疗高脂血症药物中的应用专利类型：发明专利
发明人：王佳玥,张华忠,张超杰
申请号：CN202010098239.2
申请日：20200218
公开号：CN111184729A
公开日：
20200522
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及牛蒡菊糖在制备治疗高脂血症药物中的应用。

本发明中的牛蒡菊糖是以牛蒡根为原料，经浸提、醇沉、脱色、脱蛋白、透析、纯化制备得到，牛蒡菊糖的重均分子量为
500‑1000Da。

本发明通过HFD(高脂)饲料诱导建立高脂血症小鼠模型，对牛蒡菊糖BIP1‑1的降血脂活性进行研究，发现牛蒡菊糖BIP1‑1可以通过降低胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL‑C)水平以及提高高密度脂蛋白胆固醇(HDL‑C)水平，从而对高脂血症起到一定的治疗作用。

申请人：博德生物技术(德州)有限公司
地址：253000 山东省德州市经济开发区崇德八大道3230号
国籍：CN
代理机构：济南金迪知识产权代理有限公司
代理人：杨磊
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牛蒡菊糖的研究进展
于纯淼;于栋华;刘晓艳;刘树民
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2010(031)012
【摘要】综述了近年来国内外有关牛蒡菊糖的提取、分离纯化、含量测定、结构分析和生物活性等方面的研究概况.
【总页数】4页(P272-275)
【作者】于纯淼;于栋华;刘晓艳;刘树民
【作者单位】黑龙江中医药大学,药学院,黑龙江,哈尔滨,150040;黑龙江中医药大学,中医药研究院,黑龙江,哈尔滨,150040;黑龙江中医药大学,药学院,黑龙江,哈尔滨,150040;黑龙江中医药大学,中医药研究院,黑龙江,哈尔滨,150040
【正文语种】中文
【相关文献】
1.牛蒡菊糖生理功能研究进展 [J], 王海东;吴文华
2.牛蒡菊糖和菊芋菊糖对酒精诱导大鼠慢性氧化损伤的防治作用 [J], 鲁政;张静;高兆兰;张波;徐永杰
3.牛蒡菊糖研究进展 [J], 栾畅;何忠梅;王晓慧;
4.牛蒡菊糖的提取工艺及生物活性的研究进展 [J], 刘奥迪; 姜敏
5.利用牛蒡菊糖筛选产菊糖酶菌株的研究 [J], 罗巅辉;王昭晶
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牛蒡菊糖的制备、对双歧杆菌的增殖及应用研究的开题报告一、选题背景牛蒡菊糖是一种天然的低聚糖，广泛存在于植物中，包括牛蒡、菊芋、菊苣等。

近年来，牛蒡菊糖因其具有多种生理功能和药理作用而备受关注。

其中，最为突出的作用是能够促进肠道微生物的生长，特别是双歧杆菌的增殖。

双歧杆菌是一种有益的肠道菌群，对人体有多种益处，如调节免疫系统、降低胆固醇、预防癌症等。

因此，利用牛蒡菊糖作为双歧杆菌的营养源，将有助于维持肠道菌群平衡，改善肠道健康。

二、选题目的和意义本文旨在探究牛蒡菊糖的制备方法，评估其对双歧杆菌的增殖作用，并探讨其在食品、医药等领域中的应用前景。

该研究具有以下意义：1. 为牛蒡菊糖的开发利用提供科学依据；2. 探索促进肠道健康的新途径，对改善人体健康水平具有现实意义；3. 为食品、保健品等企业提供新产品的研发方向；4. 增加对低聚糖的探究，丰富生物活性物质的研究领域。

三、研究内容和方法1. 牛蒡菊糖的制备方法研究通过对牛蒡中低聚果糖含量的分析，探究适宜的制备方法，包括提取、纯化和结晶等步骤。

2. 牛蒡菊糖对双歧杆菌的增殖影响采用体外实验方法，评估不同浓度牛蒡菊糖对双歧杆菌的增殖作用，探讨最佳浓度和作用机制。

3. 牛蒡菊糖的应用前景探讨牛蒡菊糖在食品、医药等领域的应用前景，包括作为预生物、保健品等方面的研究；还可以探讨其在化妆品中的应用等。

四、预期成果与结论通过本研究，预计得出以下成果与结论：1. 确定适宜的牛蒡菊糖提取方法，提高提取效率；2. 探明牛蒡菊糖的最佳浓度，揭示其作用机制；3. 评估牛蒡菊糖在食品、医药、保健品等领域的应用前景；4. 为今后的相关研究提供基础。

五、研究的进度安排第一阶段（1-2个月）：文献调研、实验室操作技能熟练；第二阶段（3-4个月）：牛蒡菊糖提取和纯化实验；第三阶段（5-6个月）：牛蒡菊糖结晶实验；第四阶段（7-8个月）：双歧杆菌体外实验；第五阶段（9-10个月）：牛蒡菊糖应用前景探讨；第六阶段（11-12个月）：数据整理、论文撰写和答辩准备。

牛蒡菊糖的制备、对双歧杆菌的增殖分析牛蒡(Arctiumlappa L.)是一种药食同源的两年生草本植物。

目前，牛蒡的经济价值主要体现在牛蒡根作为一种出口的新、特蔬菜，但国际市场对出口牛蒡规格要求较高，造成等外根(次品)牛蒡资源的浪费。

牛蒡的肉质根含有丰富的菊糖。

菊糖(inulin)由果糖分子通过β-(2→1)键连接，聚合程度从2-70,一般平均为10。

菊糖具有多种优良的功能作用，可作为质构改良剂、稳定剂、抗冻剂和抗老化剂应用于食品中。

本论文利用等外牛蒡根为原料，研究牛蒡菊糖的提取分离技术，并对牛蒡菊糖的分子结构进行确定。

牛蒡寡糖的制备与结构分析本研究利用等外牛蒡根为原料，研究牛蒡寡糖(或称菊糖)的提取分离技术，并对牛蒡寡糖的分子结构进行确定;研究牛蒡寡糖对双歧杆菌体外生长的促进作用;并以黄瓜为模式植物，对牛蒡寡糖对植物生长和生理生化特性的影响以及对植物抗病性的诱导效应进行比较系统的研究，并从诱导防御酶活性的角度阐述其诱导抗性的作用机制。

菊糖的研究现状与开发前景菊糖在自然界中分布很广，全世界超过36000种植物中含有丰富的菊糖，包括双子叶植物中的菊科(如菊芋、菊苣和大丽花)、橘梗科、龙胆科、萝摩科、金虎尾科、半边莲科、报春花科、紫草科等及单子叶植物中的百合科(如韭菜、洋葱、大蒜和芦笋)和禾本科等。

其中以菊芋(俗称洋姜，含菊糖14%～19%)和菊苣(含菊糖15%～20%)中含量最高，极具商业开发价值。

菊芋是菊科多年生草本植物，分布广，适应性强，对土壤要求不严，耐贫瘠和干旱，繁殖能力强，抗风沙，无病虫害，是治理沙漠的好作物。

栽植一次，可连续多年利用，在我国有少量种植，但主要用于腌制用。

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牛蒡菊糖对衰老相关指标的影响衰老是生理功能和代谢失调的全面表现。

这是一个不可逆的过程,主要是受内部和外部因素。

根据2015年普查结果,预计10年后,大于60岁的人口将达到3亿,进入老龄化国家队伍。

多糖因天然、无毒等优点,影响抗氧化酶类活性和有害物质的生成,下调衰老相关基因等来达到延缓衰老目的,是潜在的抗衰老药物。

牛蒡菊糖分子量范围在2000-5000Da,是通过β(2→1)糖苷键相连的果聚糖,末端是由葡萄糖α(1→2)糖苷键进行连接的,可以提高免疫力和和抗肿瘤活性。

但该糖对延缓衰老是否有作用还不清楚。

因此,本课题在细胞和动物水平上建立衰老模型,研究牛蒡菊糖对衰老相关指标的影响;并研究牛蒡菊糖在消化道行为,探讨其对肠道微生物影响。

建立紫外线UVB诱导细胞光老化模型,研究BFO对UVB辐照HaCaT细胞的影响。

实验结果发现,BFO可以通过以下方式保护HaCaT细胞:提高抗氧化酶的活性,下调促炎因子基因,凋亡基因Bax和MMP-9基因、蛋白的表达,上调抗凋亡基因Bcl-2表达。

以上结果说明牛蒡菊糖抵抗外界不良环境,保护HaCaT细胞。

建立D-半乳糖诱导的小鼠衰老模型,研究BFO对衰老相关指标的影响。

在行为学,与正常组相比,模型组毛色干枯,活动减少,嗜眠,逐渐掉毛,最后脱毛,大便比较稀溏;与模型组相比,经过BFO治疗后发现,精神状态活跃,多动,毛色有亮泽,大便正常呈现黄色颗粒状。

此外,衰老小鼠在免疫指数和脑指数显著性增加,肝脑抗氧化酶类提高,丙二醛降低。

HE染色发现,经过与模型组相比,治疗BFO后,肝小叶的中央静脉是圆形的,该结构是完整的,排列整齐,肝细胞松动的程度小,并且嗜碱性物质消失;海马区神经元细胞数目清晰可见呈上升状态,排列整齐。

在分子机制牛蒡菊糖下调小鼠肝脏和大脑衰老基因p16和p21表达量,达到延缓衰老的效果。

通过16SrDNA扩增子测序技术检测BFO对D-gal诱导的衰老小鼠肠道微生物区系变化。