不同栽培条件对绞股蓝药用成分的影响及浸提过程中提取液药用成分的预测

摘要

绞股蓝（Gynostemma pentaphyllum）是葫芦科多年生草质藤本植物。因其含有较强抗氧化活性和延缓衰老功效的绞股蓝皂甙和其他黄酮类酚类植物药用成分而被赞誉为“第二人参”。绞股蓝目前在中国已经大量栽培并以绞股蓝茶饮的形式出口欧洲等地，其市场开发和应用价值巨大。国内外对绞股蓝的研究多集中于皂甙类物质含量合成途径等的研究，对于绞股蓝在不同温度和CO2浓度处理下对其生长过程中光合特性及其药用成分含量的影响报道较少，而其他活性成分的含量研究更是鲜有报道。因此结合当下温室效应愈发严峻，大气CO2浓度日益升高的现状，本研究以两不同温度和两个不同CO2浓度条件设置了4个平行处理（ck组:24/19℃，360±50 ppm CO2;T组:28/23℃，360±50 ppm CO2; C组:24/19℃，720±50 ppm CO2;CT组:28/23℃，720±50 ppm CO2），通过研究绞股蓝在这4个处理下光合特性及黄酮类等药用成分含量的变化，来探讨温室效应对绞股蓝生长的影响，并尝试用数学模型支持向量机(SVM)预测不同提取条件下对绞股蓝提取液中药用成分含量，为今后绞股蓝生产及其加工工艺提供理论基础和实用参考。主要研究结果如下:
　　1、较高温度、高CO2浓度对绞股蓝生物量上的积累，尤其是花序的分化生长方面有明显的促进作用;在叶绿素指标上来看，较高温度、高CO2浓度尤其是一定的高温条件对绞股蓝新生叶片叶绿素a，b的合成有益，不同处理对成熟叶的影响较小;叶绿素荧光参数方面，较高温度、高CO2浓度条件下显著提高了绞股蓝的电子传递速率(ETR)，光化学猝灭(qP)及实际光化学量子产量(Yield);光合特性方面，温度和CO2浓度的升高对瞬时光合作用率(Photo)，气孔导度(Cond)，蒸腾速率(Trmmol)及胞间CO2浓度(Ci)指标有明显的提升。
　　2、绞股蓝不同器官的总黄酮(TF)、总酚(TP)、总糖(TS)含量有不小差异，花序中含量最高，新生叶片次之，其次是成熟叶和茎;温度和CO2浓度的升高对绞股蓝不同器官中各物质含量的影响不尽相同，但从总体上来说，较高温度、高CO2浓度对总黄酮，总酚在绞股蓝各个器官中的积累不利，而对可溶性糖的积累有利;在自由基清除能力(SA)方面，较高温度、高CO2浓度的处理下，除了成熟叶，绞股蓝的花序，新叶及茎的提取液SA均有显著下降。
　　3、在绞股蓝不同的器官中绞股蓝皂甙A、杨梅素、槲皮素、山奈酚四者含量有明显差异，花序中含量最高，叶片次之，含量最低的是茎。杨梅素、槲皮素、山奈酚在三者总量上所占的比例也有差别，杨梅素为主，山奈酚次之，槲皮素最低，特别是叶片中槲皮素含量未检出;较高温度、高CO2浓度的处理对叶片中绞股蓝皂甙A的含量有促进作用;28/23℃的处理不利子三者总量在绞股蓝花序和叶片中的积累，而有利于三者在茎中的积累;720±50 ppm CO2浓度处理不利子三者总量在绞股蓝叶片中的积累，而有利于在绞股蓝花序及茎中的积累，具体到每个单体含量有少许差异。
　　4、通过比较不同核函数下SVM模型的预测精度发现，径向基核函数SVM模型达到最佳的预测效果，其测试集的相关系数达到了0.9396（预测TP含量的结果），0.9269（预测TF含量的结果），0.9219（预测SA的结果）;通过比较化三种不同参数优化方法下的预测结果发现，粒子群优化算法表现出了比其他两个算法具有更好的预测精度和泛化能力。
　　终上所述，在较高温度、高CO2浓度处理下，促进了绞股蓝光合效率的提升，从而促进其生物量的积累及TS的积累，且提高了绞股蓝皂甙A在叶片中的含量;而在TF和TP的含量方面，较高温度、高CO2浓度处理不利于其药用成分的提高，三个黄酮单体含量的测定结果亦是如此。因此，在生产过程中，虽然一定的高温和高浓度的CO2处理下能提高产量，但会影响绞股蓝某些品质。SVM模型可用于天然植物提取物中总酚、总黄酮等活性物质的质量分析，也可推广应用于食品加工过程中其他营养物质的控制。

目录

摘要

第一章 综述

1．1 绞股蓝介绍

1．2 绞股蓝的营养价值和药用价值

1．3 高温高二氧化碳对植物生长的影响

1．4 数学模型在食品加工领域的应用

第二章 不同温度、二氧化碳浓度对绞股蓝光合特性的影响

2．1 前言

2．2 材料与方法

2．3 结果与讨论

2．4 小结

第三章 不同温度、二氧化碳浓度对绞股蓝营养成分含量及抗氧化活性的影响

3．1 前言

3．2 材料与方法

3．3 结果与讨论

3．4 小结

第四章 不同温度、二氧化碳浓度对绞股蓝药用成分含量的影响

4．1 前言

4．2 材料与方法

4．3 结果与讨论

4．4 小结

第五章 支持向量机在预测绞股蓝茶浸提液中营养成分含量的应用

5．1 前言

5．2 材料与方法

5．3 结果与讨论

5．4 小结

第六章 总结

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

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