桔梗功能性及其在食品开发中的研究进展

王馨悦，王伟明，王楠，史琳*，乌日娜*

（1.沈阳农业大学食品学院，辽宁省食品发酵技术工程研究中心，辽宁 沈阳 110866；2.黑龙江省中医药科学院中药研究所，黑龙江 哈尔滨 150036；3.天津科技大学生物工程学院，天津 300457）

桔梗是多年生草本植物，又名和尚帽、土人参、铃铛花、灯笼花，为桔梗科（Campanulaceae）桔梗属（Platycodon） 植物桔梗 Platycodon grandiflorum（Jacq.）A.D的干燥根[1]。桔梗广泛分布于我国的华东、华北、东北、西南等地。其味甘苦，性平，常以其根入药，归肝经、肺经，属大宗40种常用中药材之一。同时，桔梗也是一种药食同源品，在2021年被我国卫生部列入《既是食品又是药品的物品名单》中。它含有丰富的氨基酸、脂肪酸、维生素、多糖和微量元素，以及皂苷类、多酚类、黄酮类等成分，具有祛痰止咳、抗肿瘤、抗氧化、抗肥胖、降糖、护肝、抗炎、抗肺损伤、保护心血管等功能[2]。

近些年，国内外学者对桔梗中的化学成分及其功能性进行了大量研究，并且开发了许多桔梗相关产品，如桔梗发酵制品、桔梗休闲食品、桔梗罐制品、桔梗保健品、桔梗绿色食品。本文以桔梗的功能性成分为基础，对桔梗的保健功效及其食品开发现状进行综述，以期为桔梗药食两用资源的深度开发和利用提供依据。

1 桔梗的功能性成分

1.1 活性成分

多糖是由十几个醛糖和酮糖经糖苷键连接在一起的大分子化合物，具有抗氧化、抗炎、免疫调节、抑制癌细胞增殖等广泛的生物活性[3]，桔梗中因多糖含量高且无毒，受到了国内外学者的广泛关注。Zheng等[4]从桔梗中分离纯化出3种桔梗多糖：PGPS80、PGPS60、PGPSt，并分析了其单糖组成，发现PGPSt主要由葡萄糖和甘露糖组成，PGPS80主要由葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖组成，PGPS60主要由葡萄糖和阿拉伯糖组成。此外桔梗根部中还含有大量的菊糖，以及由大量果糖组成桔梗聚糖。张岩等[5]采用苯酚浓硫酸法测得我国三大主产地桔梗根中的多糖含量在18.1%～23.1%。

桔梗中除多糖外，其主要成分为齐墩果酸型五环三萜类皂苷，还有少量酚类、黄酮类、聚炔类、甾醇类等化合物。三萜皂苷作为桔梗中最主要的活性成分，具有祛痰平喘、抗氧化、护肝、防治肺损伤等生物活性[6]。目前，已从桔梗中分离出70多种三萜皂苷，根据皂苷元的不同，可分为5类（A-E）：桔梗酸型、远志酸型、桔梗二酸型、桔梗皂苷内酯型、桔梗皂苷元型。其中桔梗酸型和远志酸型为主要皂苷元[7]。《中国药典》中规定以桔梗皂苷D含量作为桔梗质量的评判指标，其含量不得低于0.1%，且检测方法为高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）法[8]。黄存辉[9]测得十二个地区的桔梗总皂苷含量在5.63%～11.88%，桔梗皂苷D含量在0.8212%～0.1773%。Wang等[10]通过高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱技术，对桔梗的根、茎、叶和种子中的化学成分进行了分析与鉴定，发现三萜皂苷类化合物主要存在于桔梗的根部，在桔梗的茎、叶和种子中含量较低。

多酚类化合物是草本植物中一种重要的活性成分，具有较好的抗氧化性和抑菌作用。黄酮是植物在代谢过程中产生的一类天然有机化合物，是许多中草药的活性成分，具有抗炎抗菌、抗糖尿病、抗骨质疏松等活性功能[11-12]。朴向民等[13]对桔梗叶片、茎、根中的多酚和黄酮苷元含量检测发现，桔梗叶片中的多酚和黄酮苷元含量最高，远高于桔梗茎和桔梗根。

聚炔是一类较特殊的化合物，具有抗胃黏膜损伤、抗微生物毒性、抗肿瘤、抗氧化等生物活性[14]。Chen等[15]从桔梗中分离出了党参炔苷、桔梗炔苷A和桔梗炔苷B，并利用高效液相色谱法测定不同产地的桔梗中这3种聚炔类化合物的含量，发现产地不同这3种化合物含量差异也较大，指出其可作为桔梗新的质量标志物。

1.2 营养成分

桔梗中含有丰富的膳食纤维、不饱和脂肪酸、蛋白质、维生素以及多种人体必需的氨基酸和微量元素[16]。桔梗中含有多种氨基酸，包括人体必需氨基酸8种（其中以脯氨酸、谷氨酸、精氨酸含量最高），且总氨基酸含量达15%[17]，高于葛根、黄芪等根茎类中药。桔梗的粗纤维含量在5.6%～9.1%。桔梗根部中的脂肪油含量为0.92%，其中包含亚油酸、亚麻酸在内的15种不饱和脂肪酸，其比例占桔梗脂肪油的61.15%，具有抗炎、降糖、降脂、预防动脉粥样硬化、预防冠心病等功能[18]。桔梗中的蛋白质含量远高于其他根茎类蔬菜（如甘薯、马铃薯等），其含量约在7.13%～13.13%[19]。桔梗中含有大量的微量元素，包括铜、锌、锰、铁、镍等，其中以锰、锌、铜的含量最多。

2 桔梗的主要功能作用

2.1 祛痰镇咳作用

桔梗入肺经，它的化痰作用是通过促进唾液分泌和支气管分泌物（黏蛋白）的生成来发挥的[20]。Ryu等[20]研究发现，去芹糖桔梗皂苷D3刺激了二氧化硫诱导的支气管炎大鼠气道黏蛋白的产生与分泌。Lee等[21]研究表明，桔梗提取物通过发酵使得其中桔梗皂苷D含量增加至原来的4倍，且发酵桔梗显著减少了柠檬酸诱导的咳嗽豚鼠模型的咳嗽次数。许多研究表明，桔梗皂苷D可抑制支气管黏蛋白的产生，Lee等[22]研究表明，桔梗皂苷D可以通过直接作用于人气道上皮细胞来调节黏蛋白基因的表达和黏蛋白的产生。综上说明桔梗水中皂苷类成分镇咳祛痰效果显著，这为桔梗祛痰镇咳食品及药品的开发提供思路。

2.2 抗氧化作用

抗氧化是指抗氧化自由基，科学研究表明，过量的自由基会导致炎症、机体衰老、皮肤老化、癌症等[23]。国内外研究表明，桔梗抗氧化活性强，主要归因于其中含有的多糖、黄酮、多酚、皂苷等活性成分。Zou等[24]从传统药用植物桔梗根部分离得到一种果胶多糖PGP-I-I，通过体外实验发现，在过氧化氢处理条件下，PGP-I-I可以通过促进细胞抗氧化基因的表达来恢复肠道细胞的抗氧化防御，并对氧化损伤起到保护作用。顾程远等[25]发现，桔梗多糖能减轻由双氧水（H2O2）诱导的大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤分化细胞PC12的氧化损伤，且其作用机制可能与抑制NADPH氧化酶2过表达有关。钟方丽等[26]发现，桔梗茎总黄酮提取液对DPPH·具有明显的清除能力，其清除能力与维生素C溶液相当，且其对·OH也具有一定的清除能力，但其清除能力略低于维生素C溶液。刘华丽等[27]发现，桔梗多酚对超氧阴离子和羟基自由基均具有清除活性，且随着多酚浓度的提高，其能力也越来越强。还有研究表明，在体外实验中桔梗总皂苷和桔梗皂苷D清除DPPH·的能力显著高于等浓度的维生素C溶液[28]。综上所述，桔梗中皂苷、多糖等活性成分具有良好的抗氧化性，为桔梗食品、药品以及化妆品的开发提供了科学依据。

2.3 抗癌、抗肿瘤作用

当前研究表明，桔梗可以有效地抑制肿瘤的形成，并且可以抑制癌细胞增殖。Zhang等[29]研究了桔梗皂苷D对人口腔鳞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）细胞生长和侵袭性的影响，发现桔梗皂苷D通过灭活NF-κB通路，显著抑制了OSCC的细胞活力，并诱导OSCC细胞发生凋亡。李伟等[30]从桔梗根中分离出桔梗皂苷D、桔梗皂苷D3、远志桔梗D，并将这3种单体皂苷作用于人肝癌、肺癌、乳腺癌细胞株，结果表明这3种皂苷对这3种细胞株均有一定的抑制效果，其中桔梗皂苷D的抑制效果最强。王菊等[31]发现，低剂量和高剂量的桔梗多糖均能显著降低S180荷瘤小鼠的瘤质量，增强S180荷瘤小鼠的抑瘤率，且相较于模型组，桔梗多糖低、高剂量组的小鼠胸腺指数、脾脏指数、淋巴细胞增殖刺激指数、NK细胞活度、白细胞介素-2（interleukin-2；IL-2）以及 γ-干扰素（interferon-γ；IFN-γ）水平显著增加，而 Toll样受体 4（toll-like receptor 4；TLR4）、髓样分化因子 88（myeloid differentiation factor88；MyD88）以及NF-κB 蛋白表达水平显著降低，因此推测，桔梗多糖能显著抑制S180荷瘤小鼠肿瘤的生长，其与改善机体抗肿瘤免疫功能有关。

2.4 护肝作用

Li等[32]从桔梗地上部分分离出桔梗皂苷D，桔梗皂苷D预处理可显著降低血清甘油三酯（triglyceride；TG）、总胆固醇（total cholesterol；TC）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol；L-DLC）和肝脏丙二醛（malondialdehyde；MDA）水平，桔梗皂苷D还能提高肝脏过氧化氢酶（catalase；CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase；SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase；GSH-Px）的活性，由此得出桔梗皂苷D对酒精诱导的急性肝损伤的保护作用，可能是通过减轻氧化应激和炎症反应来实现的。Leng等[33]发现桔梗皂苷对乙酰氨基酚诱导的急性肝损伤具有保护作用，且主要是通过NF-κB和AMPK/PI3K/Akt信号通路。Kim等[34]报道了桔梗发酵提取物可以减轻由内毒素诱导的急性肝损伤。还有研究表明，桔梗皂苷能显著降低2-型糖尿病肝病小鼠的肝损伤[35]。

2.5 抗炎作用

Park等[36]发现，桔梗根提取物可以增加巨噬细胞的吞噬活性，激活NF-κB通路，同时促进一氧化氮和细胞因子的产生，并且提出了桔梗是一种潜在的提高免疫力的功能性食品。Li等[37]从桔梗中分离出了2个新的和4个已知的木脂醇、4个酚类、1个新木脂素和9个木脂素，并且还发现了桔梗中分离的酚类成分对脂多糖刺激的小鼠RAW264.7巨噬细胞中促炎症细胞因子白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白细胞介素12 p40（interleukin-12 p40，IL-12 p40）及肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）有显著的抑制作用。Shan[38]从桔梗中分离得到一个新的多糖组分（PGPIV-1-a），并发现桔梗多糖PGPIV-1-a可显著刺激小鼠巨噬细胞RAW264.7细胞的增殖，并呈剂量依赖。且较大剂量的 PGPIV-1-a（800 μg/mL）可显著降低一氧化氮含量以及炎症因子TNF-α和IL-6的分泌。

2.6 防治肺损伤作用

Gao等[39]发现，桔梗皂苷D通过激活Nrf2信号通路来抑制炎症和氧化反应，从而对香烟诱导的肺部炎症具有保护作用。Meng等[40]发现，桔梗皂苷D可以强烈地抑制肺炎支原体黏附蛋白P1和P30的表达，且与低剂量桔梗皂苷D相比，高剂量的桔梗皂苷D对肺炎支原体P1和P30的表达有更强的抑制作用，说明了桔梗皂苷D可能是通过抑制黏附蛋白的表达来预防肺炎支原体感染。Li等[41]发现，桔梗提取物降低了脂多糖诱导的促炎因子IL-6、PGE2和TNF-α的水平，减轻了组织学上的肺损伤，并下调了脂多糖诱导的肺组织中TLR4/NF-κBp65的mRNA和蛋白质水平。说明了桔梗提取物通过TLR4/NF-κBp65信号通路，对脂多糖诱导的急性肺损伤大鼠具有保护作用。吴朋等[42]发现，桔梗总皂苷可以减轻高氧致支气管肺发育不良新生大鼠肺损伤及肺组织炎症反应，并且发现其可能与抑制HGF/c-Met信号通路表达有关。

3 桔梗食品开发现状

3.1 桔梗发酵食品

3.1.1 桔梗泡菜

在朝鲜、韩国以及我国东北地区，桔梗常被加工成泡菜食用，腌制成泡菜也是桔梗在日常生活中最常见的加工方式。桔梗泡菜制作工艺流程:原料→清洗→去皮→切割成条状→漂烫→盐水浸泡→配制腌料→腌料和原料充分搅拌发酵→密封发酵→装袋→封装→灭菌→桔梗泡菜成品。张蕾[43]以感官评价和泡菜的桔梗理化指标（pH值、还原糖、总酸度以及亚硝酸盐含量）为评判标准，通过单因素试验和响应面法对桔梗泡菜的配方进行了优化，得出了最佳配方：辣椒粉1%、食盐3.5%、白糖2.4%、蒜姜混合汁2.6%，并在10℃下腌制24 h，以此工艺腌制的桔梗泡菜色泽红亮、咸淡适宜并且香气浓郁。但是传统泡菜含盐量高，不利于人体健康。李凡玥等[44]以桔梗为原料，添加食盐、白糖、料酒、花椒、大料等辅料研制出一种桔梗低盐保健泡菜，这种泡菜的口感味道优于普通泡菜，且其中的营养成分（皂苷、多糖、氨基酸等）均高于普通泡菜，具有良好的保健功效。

3.1.2 桔梗米醋

桔梗米醋口感醇厚、爽口可口，且较普通米醋含有更多的营养成分。桔梗米醋制作工艺流程:糯米→淘洗→浸泡→蒸制→晾凉→加入桔梗→加入甜酒曲静置酒精发酵→终止发酵→接种醋酸菌静置发酵→过滤→灌装→封口→灭菌→成品。时培宁等[45]将糯米与桔梗粉末按质量比10∶3的比例混合，加入占糯米与桔梗总质量0.4%的甜酒曲，并在30℃下进行酒精发酵，当酒精度达到7.2%终止发酵，同时接种10%的醋酸菌，在32℃下发酵72 h即可得到品质最佳的桔梗米醋，其总皂苷含量为0.5%，总多酚含量为4.37%，总黄酮含量为4.65%，总糖含量为22.06%，蛋白质含量为8.39%，且其DPPH自由基清除率为2.48%，羟自由基清除率为9.07%，超氧阴离子自由基清除率为75.52%，具有一定的抗氧化能力，为新型桔梗发酵食品的开发奠定了基础。

3.1.3 桔梗酒

由于当代人们对于健康的追求，中药发酵酒越来越受到大家的关注，关于桔梗酒的研发也越来越多且广受喜爱。桔梗酒制作工艺流程：桔梗及配料→分选→破碎→煮汁→粗滤→静置澄清→精滤→清汁→成分调整→发酵→倒罐→后发酵→陈酿→澄清→过滤→脱气→装瓶→封口→灭菌→桔梗酒成品。李丹青等[46]以桔梗和橘皮为原料，茯苓、生姜、甘草等中药为辅料，用活性干酵母作为发酵剂，对桔梗陈皮复合酒发酵工艺进行研究，结果表明，水煮浸提料与水按1∶20（g/mL）的料液比制取药汁，加糖30%，加二氧化硫60 mg/kg，在20℃～25℃条件下发酵，原酒加皂土3 g/L澄清，以此工艺制成的成品酒香浓郁，酸甜适口，具有良好的保健功效。方尚玲等[47]将原料桔梗以及甘草、白芷等辅料磨粉浸提，取浸提液与熟高粱、大曲粉混合入罐发酵30 d，出罐拌糠后进行蒸酒，得到发酵蒸馏酒，将中药浸提液、发酵蒸馏酒与浓香白酒按1∶10∶20（体积比）混合匀制得一种酒香浓郁且具有保健功效的白酒。

3.1.4 桔梗发酵饮品

桔梗汁经过发酵，其营养成分被保留充分且口感醇厚。桔梗发酵饮料制作工艺流程：原料→研磨→加热浸提→杀菌→冷却→发酵→过滤→调配→均质→杀菌→灌装→成品。余杰等[48]以桔梗主料，绞股蓝、麦冬为辅料，接种乳酸菌进行发酵，制得酸甜适口，营养丰富，并具有祛痰止咳、宣肺排脓等功效的桔梗发酵饮品。

3.2 桔梗罐制品

3.2.1 桔梗罐头

桔梗罐头甜辣爽口，含有蛋白质、氨基酸、维生素、皂苷等丰富的营养物质，因其携带及食用方便而广受喜爱。桔梗罐头制作工艺流程：原料→清洗→蒸制→冷却→加入配料调配→装罐→封口→杀菌→降温→检验→成品[49]。

3.2.2 桔梗饮料

随着生活水平的不断提高，人们对于食品的要求不仅仅是用来解渴、补充水分或者充饥，已经逐步上升到既要口感美味又要营养健康的层面，因此营养便捷、健康适口的功能性食品越来越受到广大消费者的喜爱和市场的欢迎，桔梗作为药食两用品具有巨大的开发潜力。桔梗饮料制作工艺流程：鲜桔梗→切片→粉碎→浸提→过滤→脱苦→桔梗汁→浓缩→调配→过滤→罐装→灭菌→成品。李根等[50]以桔梗为原料采用酶解法制备桔梗汁，并对桔梗汁进行了抗氧化能力的测定。研究发现，酶解的最佳条件为果浆酶添加量0.29%、酶解温度52℃、酶解时间103 min，以此工艺制备的桔梗汁出汁率达67.21%，且多酚含量高达6.93 mg/g。通过抗氧化能力测定，发现浓度在0～1.0 mg/mL的桔梗汁，其抗氧化能力高于VC，这为桔梗饮品加工提供了参考。以桔梗为原料的饮料种类繁多，配方及功效如表1所示。

表1 桔梗相关饮品Table 1 P.grandiflorum related drinks

3.3 桔梗休闲食品

当前，休闲食品正逐步升级为人们日常生活的必需品，大众对于休闲食品的要求也不仅仅停留在美味、可口、消遣时光的层面，更多人追求营养、健康的休闲食品。桔梗作为药食同源的保健原料，在休闲食品开发方面具有巨大的开发价值。

3.3.1 桔梗锅巴

桔梗锅巴制作工艺流程：原料→清洗→浸泡→粉碎→蒸制籼米→混合→蒸熟→压片→烘烤→包装→检验→成品。刘海燕[54]以黄瓜、桔梗、天东门为原料制成营养丰富、清热生津、润肠滋肾的天东门桔梗保健锅巴。还有研究人员将桔梗、珍珠菜搅打成糜后加入果胶酶、纤维素酶和抗坏血酸钠进行酶解。然后将酶解桔梗泥、酶解珍珠菜泥和籼米混合，制成酥脆可口，并且具有活血解毒、开胃消食、清咽利喉功效的桔梗珍珠菜保健锅巴。

3.3.2 桔梗果脯

桔梗果脯制作工艺流程：选料→清洗→浸泡→去筋络→沥干→护色→硬化→烫漂→糖煮→糖液浸泡→烘晒→整形→分级→包装→成品。赵丽芹等[55]对影响桔梗果脯感官质量的工艺进行初步研究，发现在糖煮液浓度在55%的条件下，糖煮时添加占总质量0.6%的柠檬酸时，制成的桔梗果脯风味和品质最佳。

3.3.3 桔梗乳化香肠

香肠中脂肪和盐分含量高，维生素、膳食纤维、多糖等营养物质含量不足，过量食用会引发肥胖、高血脂、高血糖等症状，不利于健康。因此，向香肠中添加桔梗粉生产桔梗香肠，可改善香肠的风味和结构，增加香肠的营养价值，同时也提高了桔梗的附加值。桔梗乳化香肠制作工艺流程：猪肉预处理→搅碎→桔梗预处理→粉碎→混合均匀→蒸煮→烟熏→室温冷却→冷藏备用→真空包装→成品。张翼飞等[56]研究发现，当桔梗粉添加量为3%时，生产出的香肠色泽红润、口感多汁、肉质紧实。

3.3.4 桔梗曲奇饼干

桔梗曲奇饼干的制作工艺流程：原料称重→桔梗→去皮→切片→烘干→粉碎→打发黄油→混合白砂糖和食盐→混合蛋液→加入桔梗粉和低筋面粉→装裱→烘烤→包装→成品。张秀玲等[57]研制出一款香味浓郁、营养丰富的桔梗曲奇饼干，其配方：在每100 g低筋面粉中，加有桔梗粉 25 g～30 g、鸡蛋 35 g～40 g、糖粉 35 g～40 g、食盐 1.5 g～2 g、黄油 60～70 g。

3.4 桔梗保健品

桔梗作为大宗40种最常用的中药材之一，其相关保健品的开发具有重大的价值，同时也可以促进桔梗深加工行业的发展，减少桔梗资源的浪费，主要产品如表2所示，其中桔梗复合保健粉制作工艺流程：桔梗→粉碎→浸提→过滤→浓缩→干燥→包装→成品；桔梗化痰保健含片制作工艺流程；桔梗饮片→浸提→过滤→真空低温浓缩→浓缩至浸膏→干燥→粉碎→过筛→与蔗糖和三氯蔗糖混匀→制软材→制粒→干燥→整粒→压片→灭菌→包装→成品。桔梗多糖口服液制作工艺流程：桔梗→清洗→烘干→粉碎→超声提取→离心收集沉淀→桔梗粗多糖→调配→杀菌→成品。

表2 桔梗保健品Table 2 Healthy care products of P.grandiflorum

3.5 其他

桔梗除上述深加工食品外，还可深加工生产成面条、馒头等日常食用主食。开发桔梗面条、馒头这类食品不仅可以充分利用我国的桔梗资源，增加桔梗的附加值，也可使得桔梗保健食品更加深入人们的生活，更加大众化。桔梗面条制作工艺流程：桔梗→清洗→煮熟→打浆过滤→滤液→调配→混合均匀→加水揉捏→压面→干燥→包装→成品。王文亮[61]以桔梗和面粉为原料，添加白糖、食盐、β-环糊精等辅料制作成桔梗面条，面条成品具有口感顺滑、气味清香、不浑汤的特点，所含的氨基酸、锌、铁、钙等微量元素含量远高于普通面条，具有更强的保健性，是一种深受大众喜爱和市场欢迎的天然绿色食品。还有研究人员将5%桔梗原汁、80%小麦面粉、10%高梁面粉、5%黄豆面粉混合均匀，并加入适量发酵粉和水，调制成营养丰富且成本低廉的桔梗绿色保健馒头。

4 前景与展望

我国的桔梗资源丰富，在全国大部分地区均有分布，也大量出口到韩国、日本等亚洲国家。但目前我国对桔梗的食用价值缺乏大规模的开发和利用，导致产品的种类和加工方式单一，利用率不高。桔梗中含有多种活性成分，其根、茎、叶均对人们健康有益处，在食品、药品、美容等方面有巨大的开发潜力，且开发多样化的桔梗食品，对桔梗资源的深加工以及避免桔梗资源浪费具有重要意义。未来，在开发桔梗药食资源时，应当注重产品的质量标准，加强桔梗的深层次加工，增强桔梗相关产品的市场竞争力。