基于UHPLC-Q-Exactive-MS/MS的非传统方法分析沙棘干燥果实代谢组及其在食品与皮肤化妆品中的应用潜力

本研究通过UHPLC-Q-Exactive-MS/MS技术，结合多元统计分析，对意大利、波兰和俄罗斯产沙棘干燥果实进行代谢组学分析，鉴定出氨基酸、黄酮类等31种化合物，发现不同产地代谢物存在显著差异。意大利沙棘提取物展现出优异的酪氨酸酶抑制活性（IC50低至45.414 μg/mL），而传统煎煮法提取物抗氧化活性最高（TEAC值达2.543 mM）。该研究为沙棘在功能性食品和皮肤化妆品领域的深度开发提供了科学依据。

　　

在功能性食品和天然化妆品原料研发领域，沙棘(Hippophae rhamnoides L.)作为一种传统药食两用植物正受到越来越多关注。这种生长于欧洲、亚洲干旱沙地的植物果实富含维生素C、不饱和脂肪酸和多种生物活性成分，被证实具有抗氧化、抗炎、保肝等多种生理功能。然而，尽管沙棘油已被广泛应用，对其果实极性提取物的系统研究仍相对缺乏，特别是不同地理来源沙棘果实的代谢物差异及其与生物活性的关联尚未明确。同时，如何通过现代化提取技术高效获取活性成分，并拓展其在食品保鲜和皮肤化妆品领域的应用价值，成为产业界和科研人员共同关心的问题。

针对这些科学问题，意大利萨莱诺大学药学院的研究团队在《Applied Food Research》上发表了一项综合性研究。他们采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Q-Exactive-MS/MS)技术，结合多元统计分析，对来自意大利、波兰和俄罗斯三个地区的沙棘干燥果实进行了系统的代谢组学分析。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先采用微波辅助提取(MAE)、超声辅助提取(UAE)和传统煎煮法(Dec)三种提取技术处理样品；随后利用UHPLC-Q-Exactive-MS/MS在正离子模式下进行代谢物分析；通过Compound Discoverer 3.3软件进行化合物鉴定；采用多元统计方法（主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)）进行数据挖掘；并通过TEAC法测定抗氧化活性，酪氨酸酶抑制实验评估美白潜力。

3.1. 总酚含量和抗氧化潜能活性评估

研究发现，不同产地沙棘提取物的总酚含量存在显著差异，波兰产沙棘煎煮提取物(HRPD)总酚含量最高（439.672 mg GAE/g提取物），而意大利微波提取物(HRIM)最低（205.917 mg GAE/g提取物）。抗氧化活性测定显示，煎煮法提取物表现出最强的抗氧化能力，TEAC值在2.084-2.543 mM范围内，其中波兰样品活性最高（2.543 mM），接近阳性对照槲皮素(4.162 mM)的活性水平。

3.2. 酪氨酸酶抑制活性评估

在皮肤化妆品应用潜力评估中，意大利沙棘提取物显示出显著的酪氨酸酶抑制活性，其中50%乙醇超声提取物(HRI50)的IC₅₀值最低（45.414 μg/mL），明显优于波兰和俄罗斯样品（IC₅₀在74.360-108.469 μg/mL之间）。虽然不及阳性对照曲酸(19.387 μg/mL)，但其天然来源的特性使其在化妆品应用中具有独特优势。

3.3. UHPLC-Q-Exactive-MS/MS分析

通过高分辨质谱分析，研究共鉴定出31种化合物，包括氨基酸、羧酸衍生物、脂肪酸、酚酸、黄酮类和萜类衍生物。意大利沙棘提取物显示出最复杂的代謂谱，其中超声辅助提取(UAE 100% EtOH)效果最佳，而煎煮法提取的化合物种类最少。特别值得注意的是，原儿茶酸(protocatechuic acid)仅存在于意大利样品中，而异香草酸(isovanillic acid)在俄罗斯样品中缺失。

3.4. 多元数据分析

PLS-DA分析清晰地将不同产地的沙棘提取物区分开来，意大利样品与其他产地样品明显分离，而波兰和俄罗斯样品在代谢物组成上更为接近。研究还发现了各产地的特征标志物：意大利样品富含异鼠李素(isorhamnetin)和槲皮素(quercetin)；俄罗斯样品中蒂利罗苷(tiliroside)含量较高；而波兰样品则富含芦丁(rutin)和异鼠李素-3-O-鼠李糖苷(isorhamnetin-3-O-rhamnoside)。伪靶向分析进一步确认了这些标志物，并发现意大利样品中还特有柚皮素(naringenin)和原儿茶酸。

本研究通过综合代谢组学分析和生物活性评价，揭示了不同地理来源沙棘果实的代谢物差异及其与功能活性的关联。研究发现意大利沙棘虽然在总酚含量上不占优势，但其特有的代谢物组成赋予了它优异的酪氨酸酶抑制活性，在皮肤化妆品应用方面潜力突出；而波兰沙棘则显示出更强的抗氧化活性，更适合作为食品抗氧化剂使用。三种提取技术中，超声辅助提取(UAE)在获取复杂代谢物方面效果最佳，而传统煎煮法虽然提取物种类较少，但却能获得最高抗氧化活性。

该研究的重要意义在于：首先建立了沙棘果实代谢物与地理来源的关联，为产品质量控制和产地鉴别提供了科学依据；其次明确了不同提取技术对活性成分获取的影响，为产业化提取工艺选择提供了指导；最重要的是发现了意大利沙棘在皮肤化妆品应用方面的独特价值，为沙棘资源的多元化开发利用开辟了新方向。这些发现不仅对沙棘产业的深度发展具有重要指导意义，也为其他药食两用植物的价值挖掘提供了可借鉴的研究模式。