《Food Chemistry: X》：Rapid identification of acrolein scavengers from
Anoectochilus roxburghii and evaluation of their representative antiglycation and antioxidant activities
编辑推荐：
丙烯醛（acrolein，ACR）是一种高反应活性的α，β-不饱和羰基化合物，在食品和生物体系中具有显著的毒理学风险。国际癌症研究机构将其列为第3类致癌物，并认为其是一种独立的活性羰基物种，可导致羰基应激、蛋白质羰基化及食品品质劣变。由于其亲电性的羰基和乙烯基
丙烯醛（acrolein，ACR）是一种高反应活性的α，β-不饱和羰基化合物，在食品和生物体系中具有显著的毒理学风险。国际癌症研究机构将其列为第3类致癌物，并认为其是一种独立的活性羰基物种，可导致羰基应激、蛋白质羰基化及食品品质劣变。由于其亲电性的羰基和乙烯基官能团，ACR易与生物大分子（包括蛋白质、核酸和磷脂）中的亲核位点反应，形成稳定的加合物和交联产物，从而增加致癌和致畸风险，并与阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）、糖尿病及心血管疾病等慢性疾病的进展相关。研究表明，轻度认知障碍（MCI）和AD患者脑组织、脑脊液及血浆中的ACR水平显著高于健康对照。此外，ACR可促进晚期糖基化终末产物（AGEs）、Nε-羧甲基赖氨酸（CML）及晚期脂质氧化终末产物（ALEs）的形成，这些产物与氧化应激、炎症和神经退行性病变密切相关。
ACR广泛存在于油炸、烘焙和烤制等热加工食品中，也可在体内脂质过氧化和氨基酸代谢过程中内源性生成。鉴于其高反应活性和毒性，慢性暴露构成显著健康风险。因此，开发安全有效的ACR清除剂以减少其在体内的蓄积，被认为是预防和缓解ACR相关慢性疾病的有效策略。目前已有多种方法用于降低加工食品中ACR的安全风险，其中使用天然ACR清除剂被认为是最有利的策略之一，例如某些黄酮类（如橙皮苷）、组氨酸类（如麦角硫因）、生物碱类（如辛弗林）和酚酸类（如没食子酸辛酯）化合物，多数已在体外和体内实验中显示出有效的ACR清除能力。然而，现有清除剂存在稳定性差、生物利用度低及对食品品质产生不良影响等局限性，限制了其实际应用。因此，寻找新型有效的天然ACR清除剂仍十分必要。
该领域的关键挑战在于缺乏快速高效的筛选技术，以直接从复杂天然基质中鉴定ACR清除剂。传统的生物活性引导分离方法往往耗时费力。本研究旨在开发一种基于柱前ACR反应结合UHPLC-DAD-HRMS/MS的快速反应引导筛选策略，用于直接鉴定天然产物提取物中的ACR清除剂。该方法通过监测与ACR孵育后色谱峰面积的变化，实现反应性化合物的快速定位和结构表征。以金线莲（Anoectochilus roxburghii，A. roxburghii）为模型体系，成功鉴定了天然ACR清除剂。进一步选取水仙苷（narcissoside，NAR）作为代表性化合物，通过体外和体内实验评估了其ACR捕获能力及抗糖化效应。该研究为快速发现天然ACR清除剂提供了实用高效的方法，并凸显了植物来源化合物在降低ACR相关食品安全风险方面的潜力。
论文解读：基于反应引导策略的金线莲中丙烯醛清除剂快速鉴定及其抗糖化与抗氧化活性研究
一、研究背景与问题
丙烯醛（acrolein，ACR）是一种高反应活性的α，β-不饱和羰基化合物，广泛存在于油炸、烘焙和烤制等热加工食品中，也可在体内脂质过氧化和氨基酸代谢过程中内源性生成。国际癌症研究机构将其列为第3类致癌物，其亲电性的羰基和乙烯基官能团易与蛋白质、核酸和磷脂等生物大分子中的亲核位点反应，形成稳定加合物和交联产物，增加致癌和致畸风险，并与阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）、糖尿病和心血管疾病等慢性疾病进展相关。研究表明，ACR可促进晚期糖基化终末产物（AGEs）、Nε-羧甲基赖氨酸（CML）及晚期脂质氧化终末产物（ALEs）的形成，这些产物与氧化应激、炎症和神经退行性病变密切相关。
鉴于ACR的高反应活性和毒性，慢性暴露构成显著健康风险，开发安全有效的ACR清除剂以减少其在体内的蓄积被认为是预防和缓解ACR相关慢性疾病的有效策略。目前已有多种天然ACR清除剂被报道，如黄酮类（橙皮苷）、组氨酸类（麦角硫因）、生物碱类（辛弗林）和酚酸类（没食子酸辛酯）等，但许多现有清除剂存在稳定性差、生物利用度低及对食品品质产生不良影响等局限性。此外，该领域的关键挑战在于缺乏快速高效的筛选技术来直接从复杂天然基质中鉴定ACR清除剂，传统生物活性引导分离方法耗时费力。金线莲（Anoectochilus roxburghii）作为中国南方广泛分布的重要药食两用植物，富含黄酮类和酚类生物活性成分，具有抗炎、保肝和抗氧化等传统药用价值，被认为是潜在的天然ACR清除剂来源。
二、研究内容与意义
研究人员开发了一种基于柱前ACR反应结合UHPLC-DAD-HRMS/MS的反应引导快速筛选策略，通过监测色谱峰面积变化直接鉴定天然产物提取物中的ACR清除剂。以金线莲为模型体系，成功鉴定出8种ACR反应性化合物。选取水仙苷（narcissoside，NAR）作为代表性化合物，通过体外和体内实验评估了其ACR捕获能力、抗糖化效应和抗氧化活性。该研究为快速发现天然ACR清除剂提供了实用高效的方法，并凸显了植物来源化合物在降低ACR相关食品安全风险方面的潜力。
三、关键技术方法
研究人员采用的主要关键技术方法包括：基于ACR孵育的UHPLC-DAD-HRMS/MS筛选策略，通过监测与不同浓度ACR孵育后色谱峰面积变化来定位和表征反应性化合物；UHPLC-Q-Orbitrap HRMS/MS用于NAR-ACR加合物的结构鉴定；LC-QQQ-MS/MS用于金线莲提取物中代表性ACR反应性化合物的定量分析；小鼠体内ACR捕获实验评估NAR和异鼠李素（isorhamnetin，ISO）的体内ACR清除能力，实验经澳门科技大学动物护理和使用委员会批准（MUST-FDCT-20251021001），雄性C57BL/6小鼠（8周龄，20–24 g）购自广东省医学实验动物中心，随机分为4组（每组6只）；体外抗糖化能力评估采用BSA-ACR、BSA-MGO、BSA-Glu和BSA-Fru四种模型；抗氧化活性通过DPPH和ABTS自由基清除实验评估。
四、研究结果
4.1 ACR孵育UHPLC-DAD-HRMS/MS筛选
研究人员将金线莲粗提物与不同浓度（0、25、50和100 μM）的ACR溶液在37°C下孵育1小时，通过比较孵育前后254 nm处色谱峰面积变化，计算峰减少百分比来评估各成分的ACR清除潜力。结果显示，随着ACR浓度增加，多个色谱峰面积显著降低，表明这些成分与ACR发生反应。通过HRMS/MS结构表征，从金线莲中鉴定出11个主要化合物，其中8个被确认为ACR反应性化合物，包括葡萄糖丁香酸、葡萄糖基芦丁、芦丁、山柰酚3，7-二葡萄糖苷、异槲皮苷、槲皮苷、山柰酚芸香糖苷、水仙苷（NAR）、阿魏酰奎宁酸甲酯、异鼠李素（ISO）和大黄素。
4.2 NAR-ACR加合物鉴定
通过UHPLC-Q-Orbitrap HRMS/MS分析，研究人员将NAR（1 mM）与不同浓度ACR（0.3、0.3、1、3和9 mM）在37°C孵育1小时后分析加合物形成。结果表明NAR能够形成单、双和三ACR加合物，证实了NAR对ACR的捕获能力。研究明确指出，这些ACR浓度并非模拟生理暴露水平或食品加工中的实际浓度，而是作为分析反应条件以富集加合物信号，且该实验在无细胞体系中进行。
4.3 小鼠体内ACR捕获实验
在短期体内ACR捕获实验中，小鼠禁食12小时后，通过口服灌胃给予NAR（100 mg/kg）或ISO（50 mg/kg），30分钟后口服ACR溶液（5 mg/kg）。收集24小时粪便样本进行LC-MS/MS分析，结果显示NAR和ISO处理组粪便中检测到ACR加合物，表明NAR和ISO在体内能够捕获ACR并促进其经粪便排出，缓解了ACR诱导的羰基应激和炎症。
4.4 抗糖化能力评估
研究人员采用BSA-ACR、BSA-MGO、BSA-Glu和BSA-Fru四种模型评估NAR的抗糖化能力，以氨基胍（AG）作为阳性对照。结果显示NAR能够抑制AGEs形成和蛋白质糖氧化，在BSA-ACR和BSA-MGO模型中表现出显著的AGEs抑制效果，表明NAR通过捕获活性羰基物种来阻断糖化反应。
4.5 抗氧化活性评估
通过DPPH和ABTS自由基清除实验评估NAR的抗氧化能力，以维生素C（VC，1.25 mM）作为阳性对照。结果显示NAR具有剂量依赖性的自由基清除活性，表明其具有良好的抗氧化性能。
五、讨论与结论
研究人员开发的ACR孵育UHPLC-DAD-HRMS/MS反应引导筛选策略能够快速、高效地从复杂天然产物提取物中直接鉴定ACR清除剂，克服了传统生物活性引导分离方法耗时费力的局限性。金线莲中鉴定出的多种黄酮类化合物具有ACR清除能力，其中NAR作为代表性化合物，在体外和体内均表现出有效的ACR捕获能力，能够抑制AGEs形成和蛋白质糖氧化，并具有抗氧化活性。NAR和ISO在体内能够缓解ACR诱导的羰基应激和炎症。这些发现表明金线莲来源的天然化合物在降低ACR相关食品安全风险和预防ACR相关慢性疾病方面具有潜在应用价值，为食品体系中缓解羰基应激提供了新的策略。
