神奇 “酸” 助力玫瑰果:大幅提升油与次生代谢物产量,解锁产业新潜能

【字体: 时间:2025年02月25日 来源:BMC Plant Biology 4.3

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  为解决医药、食品和化妆品行业对玫瑰果生物活性化合物及种子油需求大但产量不足的问题,伊朗沙希德?贝赫什提大学研究人员研究 SA 和 JA 对玫瑰果的影响,发现二者可提高种子油及次生代谢物含量。推荐科研读者阅读,助您了解前沿研究成果。

  
在当今的医药、食品和化妆品行业,人们对各种生物活性化合物的需求与日俱增,尤其是从植物中提取的那些宝贝成分,更是备受瞩目。其中,种子油因其富含健康脂肪酸和其他生物活性化合物,在这些行业里的地位愈发重要。比如说玫瑰果(Rosa canina L.),它可是蔷薇科的多年生药用植物,全身都是宝。玫瑰果种子含有 10 - 15% 的油,这些油里包含多种脂肪酸,像亚麻酸、亚油酸、棕榈酸、油酸和硬脂酸等 ,在医药、化妆品和健康产业都有广泛应用。而且,玫瑰果果实还含有酚类化合物(如鞣花酸、没食子酸、芹菜素、山奈酚、白藜芦醇)、黄酮类、黄烷 - 3 - 醇、花青素、儿茶素、原花青素和槲皮素等生物活性化合物,在治疗感冒、风湿、痛风、关节炎等疾病以及促进皮肤伤口愈合、预防胃部疾病方面都能发挥重要作用。

然而,随着这些行业的蓬勃发展,对玫瑰果中生物活性化合物和种子油的需求不断增加,现有的产量难以满足市场需求。于是,如何提高玫瑰果中这些有益成分的产量,就成了科研人员们亟待解决的问题。

为了攻克这个难题,来自伊朗沙希德?贝赫什提大学(Shahid Beheshti University)的研究人员展开了深入研究,并在《BMC Plant Biology》期刊上发表了题为 “Exogenous application of salicylic acid and jasmonic acid affects oil and secondary metabolite production in Rosa canina L.” 的论文。研究发现,通过外源施加水杨酸(SA)和茉莉酸(JA),可以显著提高玫瑰果种子油的含量以及果实中多种次生代谢物的含量。这一发现为大规模生产玫瑰果提取物,满足医药、化妆品和食品行业的原材料需求提供了新的解决方案,意义重大。

在这项研究中,研究人员采用了多种关键技术方法。首先是实验设计,他们采用随机完全区组设计进行析因实验,研究不同浓度 SA(0、1、2 和 3 mM)和 JA(0、0.5、1 和 1.5 mM)对玫瑰果的影响。然后是成分提取与分析,利用索氏提取法从玫瑰果种子中提取油,用气相色谱 - 质谱联用仪(GC - MS)分析脂肪酸组成;采用高效液相色谱法(HPLC)测定酚类化合物;用 AOAC 法测定维生素 C 含量;通过 pH 差异法测定花青素含量;用特定的化学方法分别测定总类胡萝卜素、总酚和黄酮类化合物的含量以及抗氧化活性。最后,运用统计分析软件对实验数据进行方差分析、LSD 检验,还用 Origin 软件绘制热图和相关图。

下面来详细看看研究结果。

油含量和脂肪酸谱:研究人员通过对不同处理组玫瑰果种子油含量的测定和脂肪酸成分分析发现,SA 和 JA 的联合处理对种子油含量和脂肪酸谱有显著影响。施加 SA 和 JA 后,玫瑰果种子油含量显著提高,最高可达 11.68%,比对照组增加了 32.57%。在脂肪酸方面,SA 和 JA 的使用使二十烷酸和棕榈酸的含量增加,而亚油酸含量降低。饱和脂肪酸(SFA)总量增加,不饱和脂肪酸(USFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)减少,但对单不饱和脂肪酸(MUFA)影响不明显。

酚酸:借助 HPLC 技术,研究人员在不同处理的玫瑰果果实果皮提取物中鉴定出了多种酚类化合物,如没食子酸、槲皮素、4 - 羟基苯甲酸等。结果显示,外源 SA 和 JA 处理后,玫瑰果提取物中酚类化合物的产生和积累发生了显著变化。在 3 mM SA 和 1.5 mM JA 处理下,儿茶素、4 - 羟基苯甲酸、绿原酸等多种酚酸的含量达到最高,与对照组相比有明显增加。

总类胡萝卜素、维生素 C 和花青素含量:研究发现,SA 和 JA 处理对玫瑰果果实果皮提取物的总类胡萝卜素含量有显著影响。2 mM SA + 1.5 mM JA 处理时,总类胡萝卜素含量最高,比对照组增加了 75.64%。维生素 C 含量在 SA 和 JA 处理后也显著高于对照组,3 mM SA + 1.5 mM JA 处理时,维生素 C 含量增加了 50.44%。在花青素方面,2 mM SA 和 1 mM JA 联合处理时,总花青素含量达到最高,比对照组增加了 144.12% 。

总酚、总黄酮含量和抗氧化活性:研究表明,SA 和 JA 处理对玫瑰果果实果皮的总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)和抗氧化活性有显著影响。多数处理组的 TPC 浓度相比对照组有所增加,3 mM SA 和 1.5 mM JA 联合处理时 TPC 达到最高,比对照组增加了 39.13%。TFC 在 SA 和 JA 处理后也有所增加,2 mM SA + 1.5 mM JA 处理时达到最大值,比对照组增加了 92.75%。抗氧化活性通过 DPPH 法测定,2 mM SA + 1.5 mM JA 联合处理表现出最高的抗氧化活性,而对照组抗氧化活性最低。

相关性分析和主成分分析(PCA):通过 Pearson 相关性检验绘制的热图显示,种子油含量与总类胡萝卜素、花青素、维生素 C、TPC、TFC 等多种成分呈正相关,与 IC??和亚油酸呈负相关。PCA 分析表明,前两个主成分能解释总变异的 80.31%,种子油含量、维生素 C、总类胡萝卜素和某些酚酸在主成分中载荷较高,代表了 SA 和 JA 不同浓度处理对玫瑰果种子油含量和植物化学性状的影响。

综合研究结果和讨论部分来看,这项研究意义非凡。首先,研究证实了 SA 和 JA 这两种物质可以显著提高玫瑰果种子油的含量,还能改变其脂肪酸组成。这意味着在未来,我们可以通过这种方式获得更多满足不同行业需求的优质玫瑰果油。其次,SA 和 JA 的处理大大增加了玫瑰果中酚类化合物、总类胡萝卜素、花青素、维生素 C 等次生代谢物的含量,这些物质都具有抗氧化、抗炎等多种生理活性,对人体健康十分有益,也让玫瑰果在医药、食品和化妆品行业的应用更加广泛。

而且,通过相关性分析和 PCA 分析,研究人员揭示了玫瑰果各研究性状之间的关系,为玫瑰果的育种和栽培提供了重要的理论依据。比如说,知道了哪些性状之间是正相关或负相关,育种专家在培育新品种时,就可以有针对性地选择具有优良性状组合的植株进行杂交,从而培育出产量更高、品质更好的玫瑰果品种。

总的来说,这项研究为提高玫瑰果提取物的产量和质量提供了切实可行的方法,也为相关产业提供了丰富的原材料来源,为推动玫瑰果在医药、食品和化妆品等行业的进一步发展奠定了坚实的基础。相信在未来,随着研究的不断深入,玫瑰果将会在更多领域发挥它的独特价值,为人们的生活带来更多的惊喜和益处。

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