基于代谢组学-化学计量学联用策略的功能茶中强效抗酪氨酸酶活性标志物的发现与表征——以莲须为营养源

为解决天然产物中抗酪氨酸酶活性成分不明的问题，天津大学的研究团队以莲须为对象，整合UHPLC-MS/MS非靶向代谢组学与OPLS-DA化学计量学，筛选出槲皮素等5种关键活性标志物，通过分子对接和酶动力学验证其抑制机制，为功能性食品开发提供科学依据。

　　

在追求美白与抗衰老的现代社会中，皮肤色素沉着问题日益受到关注。黑色素的过度积累不仅影响外观，还与多种皮肤疾病相关。而这一过程的核心调控者——酪氨酸酶（tyrosinase），成为研究热点。传统化学合成抑制剂虽有效，但存在安全性隐患。与此同时，药食同源的天然植物资源展现出独特优势，其中莲（Nelumbo nucifera Gaertn.）的干燥雄蕊"莲须"（Nelumbinis stamen）在亚洲被广泛用作功能性茶饮，其抗氧化和抑制黑色素生成的潜力虽被初步证实，但具体起效成分与作用机制仍是未解之谜。

天津大学的研究团队在《Food Bioscience》发表的研究中，创新性地采用"代谢组学-化学计量学"联用策略，对莲须的抗酪氨酸酶活性成分展开系统研究。通过UHPLC-MS/MS（超高效液相色谱-串联质谱）非靶向代谢组学技术全面解析43批次莲须样本的化学成分，结合OPLS-DA（正交偏最小二乘判别分析）等化学计量学方法筛选潜在活性标志物。进一步通过酶动力学实验、分子对接（molecular docking）和分子动力学模拟（molecular dynamics simulations）阐明作用机制，最终建立同时定量16种成分的分析方法。

材料与方法
研究收集全国43批次莲须样本，经形态学鉴定后，采用单因素优化法提取活性成分。通过体外酪氨酸酶抑制实验评估活性，结合UHPLC-Q-TOF/MS非靶向代谢组学获取化学指纹图谱，利用PCA和OPLS-DA筛选差异代谢物。对候选标志物进行酶动力学分析（测定IC₅₀和抑制类型），并采用AutoDock Vina进行分子对接，GROMACS进行100 ns分子动力学模拟验证结合稳定性。

Tyrosinase inhibitory activity of Nelumbinis Stamen Extract
研究发现莲须提取物对单酚酶（monophenolase）和二酚酶（diphenolase）均表现出显著抑制，IC₅₀值优于部分阳性对照。通过代谢组学从43批次样本中鉴定出黄酮类化合物为主要活性成分，其中5个标志物与抑制活性高度相关。

分子机制研究
分子对接显示槲皮素（quercetin）等黄酮类化合物能稳定结合于酪氨酸酶活性中心的铜离子结合位点，分子动力学模拟证实复合物在100 ns内保持稳定。酶动力学分析揭示这些成分通过竞争性抑制机制发挥作用，与对接结果相互验证。

定量分析方法开发
建立的UHPLC-MS/MS方法可同时定量16种成分，包括5个活性标志物：木犀草素（luteolin）、杨梅酮-3-O-半乳糖苷（myricetin-3-O-galactoside）、3'-O-甲基槲皮素-3-半乳糖苷（3'-O-methylquercetin-3-galactoside）、槲皮素和丁香素-3-葡萄糖苷（syringetin-3-glucoside）。该方法验证显示良好的线性（R²>0.99）、精密度（RSD<3%）和回收率（92%-105%）。

Conclusions
该研究首次系统阐明莲须抗酪氨酸酶活性的物质基础，发现5个关键黄酮类标志物，其通过竞争性抑制机制作用于酪氨酸酶铜活性中心。建立的"代谢组学-化学计量学"联用策略为功能性食品活性成分筛选提供新范式，开发的定量分析方法可实现莲须产品的质量控制。研究不仅为莲须在美白功能性食品中的应用提供理论依据，也为其他药食两用植物的价值挖掘提供技术参考。

值得注意的是，20批次市售莲须的质量评估显示活性成分含量存在显著地域差异，提示需建立标准化种植和加工规范。未来研究可进一步探索这些活性成分的透皮吸收机制及体内功效，推动其向实际应用转化。