《Biochemical Systematics and Ecology》：Altitude-driven variations in the nutritional, mineral, and phytochemical composition of
Bombax ceiba L. floral parts: Implications for raw material quality and functional applications
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本研究分析印第安尼泊尔邦不同海拔（低300-400m，中550-753m，高1300-1500m）下红棉树（Bombax ceiba）花蕾、花瓣、萼片及整花的营养成分、矿物质和次生代谢物。结果显示高海拔花部钙含量达314.35mg/kg，磷含量5942.51mg/kg，且酚类（11.62-67.77mg GAE/g）、黄酮类（3.02-89.02mg RE/g）等活性成分随海拔升高显著增加，其中高海拔花瓣和整花的次生代谢物含量最高。该研究为药用植物原料的产地优化提供科学依据。
尼拉杰·库马里（Neeraj Kumari）| 拉达（Radha）| 苏尼尔·普里（Sunil Puri）
印度索兰（Solan）舒利尼生物技术与管理科学大学（Shoolini University of Biotechnology and Management Sciences）生物与环境科学学院，邮编173229
摘要
本研究探讨了海拔高度对Bombax ceiba L.这种传统药用植物的花蕾、萼片、花瓣及整朵花的营养成分、矿物质和植物化学成分的影响。Bombax ceiba L.是一种传统上被用于药用的植物。样本采集自印度喜马偕尔邦（Himachal Pradesh）的三个不同海拔区域：西尔毛尔（Sirmaur）、康格拉（Kangra）和索兰（Solan）。定量分析显示，不同花部和海拔高度下的营养成分（如粗脂肪、纤维、蛋白质和碳水化合物）存在显著差异。电感耦合等离子体光发射光谱法（ICP-OES）分析表明，B. ceiba是钙（91.65–314.35 mg/kg）和磷（2407.34–5942.51 mg/kg）的丰富来源。植物化学分析结果显示，在较高海拔地区，酚类化合物（11.616–67.774 mg GAE/g）、黄酮类（3.022–89.022 mg RE/g）、单宁（28.234–86.558 mg TAE/g）和皂苷（1.809–9.707 mg DE/g）的含量显著增加，其中花瓣和整朵花的植物化学成分含量最高。对高海拔地区样品的甲醇提取物进行气相色谱-质谱（GC-MS）分析后，鉴定出24种生物活性化合物，包括萜类、脂肪酸、酮类、烷烃和脂肪酸酯，这些化合物在所有花部中普遍存在。这些化合物具有抗氧化、抗炎等多种生物活性。总体而言，研究结果表明，花部和海拔高度显著影响营养成分和生物活性化合物的积累，为优化植物部位选择及采集区域以用于草药制剂、膳食补充剂和功能性食品提供了科学依据。
引言
药用和芳香植物（MAPs）因其营养价值和治疗潜力而长期受到重视，其在草药、功能性食品等领域的应用价值在全球范围内持续增长（Kumari等人，2024年）。其中，Bombax ceiba L.（又称Simbal、红丝棉树或Kapok）因其抗炎、保护肝脏和抗菌特性而在阿育吠陀疗法中得到广泛应用（Chaudhary和Khadabadi，2012年；Wang等人，2022年；Kumari等人，2023年）。这是一种落叶乔木，高度为30–40米，树干直径约3米，分布于亚洲和澳大利亚北部的热带和亚热带地区（Nikita和Shweta，2020年；Zheng等人，2021年；Huang等人，2023年；Habib等人，2023年）。该物种可在海拔高达1500米的地区生长（Nikita和Shweta，2020年）（图1）。在印度，B. ceiba广泛分布于多个邦，包括查谟和克什米尔邦（J & K）、北方邦（Uttar Pradesh）、喜马偕尔邦（Himachal Pradesh）、西孟加拉邦（West Bengal）、北阿坎德邦（Uttarakhand）、阿鲁纳恰尔邦（Arunachal Pradesh）、阿萨姆邦（Assam）、锡金邦（Sikkim）、拉贾斯坦邦（Rajasthan）、比哈尔邦（Bihar）、贾坎德邦（Jharkhand）、曼尼普尔邦（Manipur）和梅加拉亚邦（Meghalaya）（Jain，2019年）。其药用成分被用于滋补品、汤剂和草药茶中，体现了其民族植物学价值和商业潜力。B. ceiba的花富含生物活性化合物，如碳水化合物、脂质、蛋白质、矿物质（磷、钙、钾、铁和钠）、维生素、三萜类固醇、苷类、单宁、酚类和生物碱，这些成分赋予了其多种生物活性（Bhogaonkar等人，2016年；Hait和Goswami，2017年；Fatima等人，2019年；Kumar等人，2019年；Shukla等人，2020年；Panwar等人，2020年；Huang等人，2023年；Arya等人，2024年）。
已知植物原料的生化组成，尤其是营养和药理活性化合物的浓度，受发育、遗传和环境因素的影响。在影响植物化学的环境因素中，海拔高度被认为是影响次生代谢的主要因素。海拔变化伴随着生物和非生物因素的微气候变化，包括土壤类型、辐射强度、光照条件、温度范围、风速以及植物昆虫/食草动物的活动。这些因素共同影响植物的生理、生长和生化合成（Xing等人，2015年；Gouvinhas等人，2020年）。例如，随着海拔升高，环境条件变得更加恶劣，植物需要通过生理和形态上的适应来生存（Kumar等人，2025年）。先前的研究报道了不同海拔地区植物物种的营养成分、矿物质和植物化学成分的差异，这为根据生态区域优化原材料质量提供了策略。例如，较低温度可以减少高海拔地区的氧化应激，促进抗氧化化合物的积累，有助于植物适应这些恶劣环境（Rodríguez-Calzada等人，2019年；Liu等人，2025年）。气候条件和土壤矿物质含量的海拔差异也会影响植物物种的营养成分，进而影响其药用和营养保健产品的潜力（Dey和Pandey，2014年；Aslam等人，2015a；Ashraf等人，2024年；Terletskaya等人，2024年；Liu等人，2025年）。植物中生物活性化合物的组成在不同发育阶段和植物部位也存在显著差异。例如，研究表明Clinacanthus nutans的叶子和茎部与Rosa damascena的花蕾和花瓣中生物活性化合物的积累方式不同（Raya等人，2015年；Abudayeh等人，2022年）。
尽管B. ceiba具有在恶劣环境中的适应能力及其传统重要性和药理价值，但关于海拔对其成分影响的数据仍然有限。此外，关于哪种花组织最适合工业利用或产品开发的信息也较为缺乏。值得注意的是，关于B. ceiba花朵的研究较少，大多数研究集中在树皮、茎、叶和根部分。然而，针对花朵成分变化的研究，尤其是受海拔影响的研究尚未充分开展（Wahab等人，2012年；Jahan，2016年；Kamble等人，2017年；Kriintong和Katisart，2020年）。因此，本研究旨在评估海拔变化对B. ceiba四个花部（花蕾、萼片、花瓣和整朵花）的营养成分、矿物质组成和次生代谢物组成的影响。研究包括对营养成分和植物化学成分的定量估计，以及对样本的GC-MS分析。研究结果旨在为选择最佳植物部位和采集区域作为各种应用的原材料提供依据。
研究区域和样本采集
本研究调查了来自印度喜马偕尔邦三个不同海拔地点的B. ceiba样本，包括花蕾、花瓣、萼片和整朵（成熟）花朵：西尔毛尔（Sirmaur，海拔300–400米，低海拔）（30.438°N 77.624°E）、康格拉（Kangra，海拔550–753米，中海拔）（32.128°N 76.061°E）和索兰（Solan，海拔1300–1500米，高海拔）（30.862°N 77.116°E）（Prasad和Sharma，2016年）（图2）。选择相似植被区域的采样点以减少因海拔差异带来的影响。
初步成分分析
对三个海拔区域（索兰、西尔毛尔和康格拉）的不同花部营养成分进行了评估，发现营养成分随海拔和花部类型存在显著差异（表S1，补充文件）（图4）。
灰分含量（表示总矿物质或无机物含量）与海拔高度呈明显负相关关系，从高海拔花蕾的5.470%降至低海拔花蕾的8.400%（p < 0.0001）。
结论与未来建议
了解海拔变化为选择能够最大化植物化学成分丰富度和产品价值的栽培或收获区域提供了科学依据。本研究表明，海拔高度显著影响B. ceiba花朵的营养成分、矿物质和植物化学成分。较高海拔地区生物活性化合物（尤其是酚类、黄酮类、单宁和皂苷）的积累增加，这些成分有助于植物的防御机制和药用价值。
作者贡献声明
尼拉杰·库马里（Neeraj Kumari）：撰写原始稿件、开展研究、数据管理。拉达（Radha）：撰写、审稿和编辑。苏尼尔·普里（Sunil Puri）：撰写原始稿件、监督、数据管理。
资助
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。
