基于LC–MS与分子对接的南瓜（Cucumis pepo）多组分分析及其抗氧化、抗菌与抗炎机制研究

本文采用LC–MS、体外抗氧化/抗菌实验及分子对接技术，系统研究了南瓜（Cucumis pepo）果皮与果肉的 phytochemical 组成与生物活性。研究发现果皮与果肉分别含有13种特有化合物，首次报道 trigonelline 与 isoferulic acid 存在于该物种。果皮表现出更强的DPPH清除能力，果肉则具有更高FRAP活性。甲醇提取物对E. coli 与 S. aureus 具中等抗菌活性（抑菌圈5.8–9.2 mm）。分子对接显示 quercetin 与 kaempferol 对NF-κB/COX-2有高亲和力，支持其抗炎潜力。研究为南瓜副产物的高值化利用（如功能食品与天然防腐剂）提供了科学依据。

　　

Highlight

材料

所有化学品，包括Luria Bertani（LB）琼脂、甲醇、硫酸和碳酸氢钠，均为高纯度分析标准品，购自Hi-Media Laboratories（印度孟买）。新鲜南瓜（Cucumis pepo）果实采集自印度哈里亚纳邦Mahendergarh当地市场。化学品直接使用，未经进一步纯化。

果实采集与样品制备

南瓜果实的身份由印度哈里亚纳中央大学植物学家确认。所有果实均来自同一批次，确保一致性。果实经清洗后手工分离果皮与果肉，分别冷冻干燥并研磨成细粉，用于后续提取与分析。

植物化学筛选

南瓜果皮和果肉甲醇提取物的定性植物化学分析表明，存在苷类、单宁、萜类、黄酮类和多酚化合物（表1）。这些生物活性物质的丰富存在凸显了南瓜潜在的药理特性，包括抗氧化、抗菌和抗炎活性（Borecka & Kara?, 2025）。

近似组成

近似组成分析揭示了果皮和果肉在水分、灰分、蛋白质、脂肪和纤维含量上的显著差异。果皮显示出更高的纤维和灰分含量，而果肉富含水分和可溶性糖。这些差异表明两种组分在营养应用上可能具有互补价值。

讨论

本研究通过整合植物化学分析、抗氧化测定、结构表征和抗菌测试，对南瓜果皮和果肉进行了全面比较评估。值得注意的是，这是首批在化学和功能细节层面同时表征两种组分的研究之一。

定量分析结果表明，果皮的总酚和总黄酮含量显著更高（p < 0.05），这与观察到的更强DPPH清除活性一致。然而，果肉在FRAP测定中表现出更高的还原能力，表明其通过电子转移机制中和自由基的效率可能更高。这些发现与其他瓜类作物的研究报告一致，其中果皮通常因其浓缩的酚类物质而表现出更强的抗氧化活性。

通过LC–MS鉴定的化合物，包括黄酮类（如槲皮素和山奈酚）和酚酸（如绿原酸和阿魏酸），已知具有显著的抗氧化和抗炎特性。值得注意的是，葫芦巴碱（果皮）和异阿魏酸（果肉）在南瓜中属首次报道，扩大了该物种的已知代谢物库。

分子对接分析揭示了槲皮素和山奈酚与NF-κB和COX-2的强结合亲和力，结合能分别为-8.7 kcal/mol和-9.3 kcal/mol。这些相互作用表明，这些化合物可能通过抑制这些关键的炎症介质来调节炎症通路。这些计算发现与体外抗氧化结果相结合，支持了南瓜提取物作为抗炎剂的功能性食品应用潜力。

结构表征技术（FTIR、FESEM、TGA）提供了关于提取物理化性质的额外见解。FTIR光谱证实了羟基、羧基和芳香环官能团的存在，与多酚和黄酮类化合物的鉴定一致。FESEM显微照片显示了果皮和果肉提取物不同的形态特征，果皮呈现出更粗糙、多孔的结构，可能有助于其更高的提取率。TGA分析表明果肉提取物具有更高的热稳定性，暗示其可能在热加工食品应用中具有优势。

抗菌试验显示，甲醇提取物对革兰氏阴性菌（大肠杆菌）和革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）均具有中等抑制活性，抑菌圈直径在5.8至9.2毫米之间。果皮提取物对金黄色葡萄球菌的抑制效果略好，这可能与其更高的酚类含量有关。然而，缺乏MIC/MBC数据限制了对这些提取物抗菌效力的定量评估。

局限性

本研究存在一些局限性，在解读结果时需予以考虑。南瓜提取物的抗菌活性仅通过琼脂扩散法评估，未测定最低抑菌浓度（MIC）或最低杀菌浓度（MBC）值。因此，无法确定提取物相对于标准抗菌剂的定量效力。此外，生物活性评估仅限于体外实验，缺乏体内模型或临床试验来验证其治疗潜力。未来的研究应解决这些差距，以全面评估其转化应用前景。

未来方向

未来的研究应纳入MIC/MBC测定，并扩大微生物测试范围，以提供抗菌潜力的完整评估。体内研究对于证实体外观察到的抗氧化、抗菌和抗炎活性至关重要。此处鉴定的生物活性化合物也可探索用于营养保健品、局部制剂或功能性饮料中的应用。向转化应用迈进还需要优化提取工艺、进行毒理学研究以及评估生物利用度。

结论

本研究对南瓜果皮和果肉的营养、结构、植物化学、抗氧化和抗菌特性进行了全面评估。近似分析揭示了两部分在水分、灰分、蛋白质、脂肪和纤维含量上的显著差异。抗氧化测定证实了其高自由基清除活性，其中果肉表现出更优异的铁离子还原抗氧化能力（FRAP）。通过FTIR、FESEM和TGA进行的结构表征证明了提取物中存在生物活性官能团和不同的形态特征。LC–MS分析成功鉴定出31种化合物，包括黄酮类、酚酸和生物碱，其中葫芦巴碱和异阿魏酸在南瓜中属首次报道。抗菌试验显示提取物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有中等抑制活性。分子对接研究表明，槲皮素和山奈酚与NF-κB和COX-2有强结合亲和力，支持其抗炎机制。总体而言，这些发现凸显了南瓜，尤其是其常被丢弃的果皮，作为具有营养保健品和天然防腐剂应用潜力的生物活性化合物来源的价值。