野生与栽培酸浆(P. alkekengi和P. peruviana)的化学成分、酚类化合物谱及抗氧化活性的比较研究:环境因素对药用植物次生代谢的影响

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Food Production, Processing and Nutrition 4

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  本研究针对药用植物酸浆(Physalis)的野生与栽培品种间活性成分差异不明的问题,由Urmia大学团队通过HPLC-MS/MS等技术,系统比较了伊朗10个产地的P. alkekengi(野生/栽培)与P. peruviana的TPC、TFC、TCC及抗氧化活性(DPPH/FRAP)。发现栽培P. alkekengi的酚类(34.12 mg GAE g-1 FW)、VC(84.61 mg/100g FW)及抗氧化活性(44.13% DPPH)显著优于野生种,且阿魏酸(2465.41 μg g-1 FW)和槲皮素为主要活性成分。该研究为药用植物栽培选址和功能食品开发提供了科学依据。

  在传统医学和现代功能食品领域,酸浆属植物因其丰富的生物活性成分备受关注。然而,野生资源有限性与商业化需求间的矛盾日益突出,更关键的是,环境因素如何影响其药用成分的合成仍不明确。尤其对于兼具观赏和药用价值的P. alkekengi(中文名:酸浆),其野生与栽培品种的活性成分差异缺乏系统研究,这直接制约了优质原料的规模化生产。

针对这一科学问题,伊朗Urmia大学的Parisa Yari团队在《Food Production, Processing and Nutrition》发表了一项开创性研究。他们首次对伊朗8个栽培区、1个野生种群(Qaradag)及温室栽培的P. peruviana(商业化品种)进行了多维度比较,揭示了地理环境对酸浆药用价值的塑造机制。研究发现,栽培于Silvana(C5)的P. alkekengi展现出惊人的VC含量(84.61 mg/100g FW),比野生种高24%;Urmia温室栽培种(C8)则以34.12 mg GAE g-1 FW的TPC(总酚含量)和0.40 μM Fe++ g-1 FW的FRAP活性领跑。更令人振奋的是,Maragheh产区(C2)样本富含2465.41 μg g-1 FW的阿魏酸——这种被证实具有抗病毒和抗糖尿病潜力的酚酸,为后续药物研发提供了优质原料。

研究采用超声波辅助甲醇提取(80%)结合HPLC-MS/MS(高效液相色谱-串联质谱)进行成分鉴定,通过DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除)和FRAP(铁离子还原能力)评估抗氧化活性,并运用Ward法聚类分析(HCA)解析环境-成分关联。

关键结果包括:

  1. 酚类代谢的地理印记:高海拔(2067m)的Takab(C7)样本TPC达32.34 mg GAE g-1 FW,证实UV辐射可能通过激活苯丙烷代谢途径(PAL)促进酚类积累。
  2. 品种特异性成分谱:野生种独含41.44 μg g-1 FW的physcion(大黄素甲醚),而商业化P. peruviana则以槲皮素(92.43 μg g-1 FW)和芦丁(28.64 μg g-1 FW)为主,暗示品种选择对活性成分的决定性影响。
  3. 抗氧化活性驱动因素:DPPH活性与VC(r=0.79)和TPC(r=0.85)显著相关,而FRAP活性主要依赖类胡萝卜素(如C5的β-胡萝卜素达0.47 mg/100g FW),揭示不同抗氧化机制的原料筛选策略。

这项研究不仅证实栽培可显著提升酸浆的药用价值(如C8比野生种TPC提高86%),更通过环境-成分关联模型,为"精准栽培"提供了理论支撑。例如,Maragheh产区因其独特的土壤气候条件,成为阿魏酸生产的"黄金产区"。研究还挑战了"野生优于栽培"的传统认知——在可控温室环境中,P. alkekengi的VC和类胡萝卜素含量甚至超越野生种群,这为药用植物的可持续利用提供了新思路。

未来,结合基因组学和代谢组学,进一步解析环境信号传导与次生代谢通路的互作机制,将推动酸浆从传统草药向标准化功能原料的跨越。该成果对实现《中国药典》"同质同效"的药材生产目标具有重要参考价值。

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