基于HPLC-DAD-ESI-MS/MS的Vachellia tortilis subsp. raddiana (Savi) Kyal. & Boatwr.提取物抗氧化与抗糖尿病活性分析及评价

《Food Science & Nutrition》：HPLC-DAD-ESI-MS/MS Analysis and Evaluation of Antioxidant and Antidiabetic Activities of Vachellia tortilis subsp. raddiana (Savi) Kyal. & Boatwr. Extracts

　　

本研究考察了在摩洛哥尚缺乏充分研究的药用植物Vachellia tortilis subsp. raddiana的植物化学成分与生物活性。研究人员评估了叶水乙醇提取物与树胶水提物的抗氧化及抗高血糖活性；两种提取物的多酚类化合物存在显著差异，叶提取物表现出更高的总酚（40.381 ± 0.124 mg GAE/g DW）、总黄酮（71.351 ± 0.233 mg RE/g DW）和单宁（3.211 ± 0.021 mg CE/g DW）水平。在DPPH、ABTS和FRAP实验中，这种较高的酚类含量与更强的抗氧化活性相关（分别为IC₅₀ = 0.032 ± 0.002 mg/mL；IC₅₀ = 0.177 ± 0.002 mg/mL；以及42.783 ± 0.301 mg TE/g DW），而树胶提取物则表现出较低的抗氧化能力。此外，叶水乙醇提取物较高的α-淀粉酶抑制活性（IC₅₀ = 0.379 ± 0.002 mg/mL）相较于树胶水提物（IC₅₀ = 0.461 ± 0.001 mg/mL）提示了更强的抗高血糖潜力。通过HPLC-DAD-ESI-MS/MS进行的植物化学分析在两种提取物中均发现了多种生物活性化学成分，这些成分可能是所观察到的生物活性的物质基础。总体而言，这些发现凸显了V. tortilis作为具有抗氧化和抗糖尿病特性的天然化合物来源的潜力。仍需进一步研究以更好地理解其作用机制，并支持其在管理高血糖方面可能的治疗应用。

**研究背景与问题**

糖尿病是全球范围内严重威胁人类健康的慢性代谢性疾病，其核心病理特征之一是胰岛β细胞功能障碍。氧化应激可破坏细胞稳态，激活p38 MAPK、JNK/SAPK、NF-kB及己糖胺等多条信号通路，这些通路的共同作用导致β细胞功能障碍与凋亡，因此靶向上述通路对于糖尿病的有效预防和管理具有重要意义。天然产物因其丰富的生物活性化学成分（尤其是萜类、单宁、生物碱和黄酮等次生代谢产物）而成为新药研发的重要资源。多项研究表明，富含抗氧化成分的植物提取物可作为有效的淀粉酶抑制剂，通过延缓碳水化合物的吸收速率来降低胰岛素水平。Vachellia tortilis subsp. raddiana（当地俗称"Talh"）是摩洛哥传统医学中的重要物种，传统上用于治疗胃痛和糖尿病等多种疾病。尽管已有研究报道了该物种的细胞毒性、抗原虫、抗惊厥、抗疟、抗菌和抗真菌等多种药理活性，但针对摩洛哥产该亚种的植物化学成分系统表征及其抗氧化与抗糖尿病活性的研究仍十分有限。因此，研究人员旨在通过HPLC-DAD-ESI-MS/MS分析全面表征该植物叶提取物和树胶提取物的植物化学成分，并结合DPPH、ABTS和FRAP三种抗氧化实验及α-淀粉酶抑制实验评估其生物活性，以揭示化学成分与生物活性之间的关联，为该亚种在制药和营养保健品领域的潜在应用提供新见解。

**关键技术方法**

研究人员于2020年7月旱季在摩洛哥大西洋沿岸撒哈拉地区的Laayoune和Oued Ighzi采集V. tortilis叶片和树胶，标本经Mohammed V大学植物学系Dr. Hamid El Khamar鉴定，凭证标本号为RAB 111532。树胶水提物采用水浸提后冻干制备，叶水乙醇提取物采用80%乙醇浸提制备。采用Folin-Ciocalteu法测定总酚含量，AlCl₃比色法测定总黄酮含量，香草醛法测定缩合单宁含量。采用HPLC-DAD-ESI-MS/MS进行化学成分鉴定，结合保留时间、质荷比（m/z）及文献数据比对进行 tentative 鉴定。抗氧化活性分别采用DPPH自由基清除实验、ABTS自由基清除实验和铁还原抗氧化能力（FRAP）实验评估。抗糖尿病活性采用α-淀粉酶抑制实验评估，以阿卡波糖（acarbose）为阳性对照。

**研究结果**

**植物化学成分分析**：通过分光光度法测定总酚、总黄酮和总单宁含量，发现叶提取物的总酚含量（40.381 ± 0.124 mg GAE/g DW）显著高于树胶提取物（2.396 ± 0.035 mg GAE/g DW）；总黄酮含量在叶提取物中为71.351 ± 0.233 mg RE/g DW，远高于树胶提取物的1.916 ± 0.015 mg RE/g DW；单宁仅在叶提取物中检出（3.211 ± 0.021 mg CE/g DW），树胶提取物中未检测到。研究人员指出，这些差异可能与植物器官的天然生化组成有关——叶片是代谢活跃组织，富含次生代谢产物，而树胶渗出物主要由多糖组成；此外，水乙醇溶剂比纯水更有利于提取中等极性的黄酮和单宁类化合物。与相关金合欢属物种的比较显示，V. tortilis叶水乙醇提取物的酚类和黄酮含量高于Acacia saligna、Acacia cyclops和Acacia mearnsii等物种的报道值。

**HPLC-DAD-ESI-MS/MS成分鉴定**：通过HPLC-DAD-ESI-MS/MS分析，在叶水乙醇提取物中鉴定出11种酚类化合物，包括quercetin 3-O-rutinoside（Rt = 17.26 min; m/z 609）、kaempferol-malonylglucoside（Rt = 37.18 min; m/z 533）、procyanidin B3（Rt = 16.87 min; m/z 577）、dicaffeoylhexaric acid（Rt = 32.12 min; m/z 533）、ellagic-glucoside（Rt = 18.67 min; m/z 463）等，涵盖黄酮醇类、花青素类、单宁类、咖啡酸衍生物和香豆酸类等多种化学类别。在树胶水提物中鉴定出9种化合物，主要化合物为daidzein 4′-O-glucuronide，另包括2,3-digalloylglucose（Rt = 32.19 min; m/z 483）、kaempferol diglucoside（Rt = 58.02 min; m/z 609）、quercetin-pentoside-hexoside（Rt = 43.24 min; m/z 595）等。研究人员引用文献指出，quercetin和kaempferol在动物模型中已证实具有显著的抗糖尿病特性，可改善血糖水平并抑制α-淀粉酶功能；dicaffeoylhexaric acid具有抗癌、抗炎、抗病毒和抗氧化能力；procyanidin B3以抗氧化特性著称。

**抗氧化活性评价**：通过DPPH、ABTS和FRAP三种互补实验评估抗氧化活性，叶提取物表现出显著的DPPH自由基清除活性（IC₅₀ = 0.032 ± 0.002 mg/mL）和ABTS自由基清除活性（IC₅₀ = 0.177 ± 0.002 mg/mL），FRAP值为42.783 ± 0.301 mg TE/g DW；而树胶提取物在三种实验中均未检测到活性。参考标准品抗坏血酸、Trolox和BHT的IC₅₀值均低于植物提取物，反映其更强的抗氧化活性。研究人员指出，叶提取物的还原能力表明其具有供电子并将Fe³⁺还原为Fe²⁺的能力，这可能与植物化学筛查中检测到的高水平多酚和黄酮类化合物有关。树胶提取物无 detectable 抗氧化活性与Ali和El Said（2020）的报道一致，后者仅在极高浓度（20 mg/mL）下观察到显著活性。

**α-淀粉酶抑制活性**：通过α-淀粉酶抑制实验评估抗糖尿病潜力，两种提取物均具有α-淀粉酶抑制活性，叶提取物的IC₅₀值为0.379 ± 0.002 mg/mL，树胶提取物为0.461 ± 0.001 mg/mL。阳性对照阿卡波糖的IC₅₀值为0.041 ± 0.0006 mg/mL，确认其更强的抑制作用。与相关金合欢属物种比较，V. tortilis叶水乙醇提取物的α-淀粉酶抑制活性低于Acacia auriculiformis甲醇叶提取物（IC₅₀ = 0.003 mg/mL）、Acacia ligulata叶水乙醇提取物（IC₅₀ = 0.013 ± 0.007 mg/mL）和Acacia catechu叶醇提取物（IC₅₀ = 0.049 ± 0.004 mg/mL），但仍表现出较强的抑制活性。研究人员指出，酚类化合物已知可改善胰岛素敏感性、调节肠道葡萄糖吸收并降低血糖水平，但α-淀粉酶抑制实验仅代表葡萄糖调节复杂机制的一个方面。本研究的局限性在于每种提取物仅来自单次提取，因此结果应视为初步发现，需在将来使用独立提取重复实验加以证实。

**讨论与结论**

讨论部分指出，V. tortilis提取物中鉴定出的quercetin和kaempferol等化合物在链脲佐菌素-烟酰胺诱导的糖尿病小鼠和链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型中已证实可降低高血糖、改善血脂谱、恢复胰岛素分泌并减少氧化应激和炎症指标，这些发现提示V. tortilis提取物中的活性成分可能调节葡萄糖代谢的关键通路。提取物中多种化学类别的生物活性多样性（黄酮醇、水解单宁、酚酸、咖啡酸衍生物和香豆酸等）使V. tortilis成为具有抗炎、抗癌、抗糖尿病和抗氧化等多种生物过程的活性成分丰富来源。研究人员强调，需要进一步的体内研究和分子机制分析来全面理解这些提取物的抗糖尿病特性。

结论部分翻译如下：本初步研究评估了V. tortilis叶和树胶提取物的多酚化合物、抗氧化能力及对消化酶的抑制作用。本研究首次展示了V. tortilis的α-淀粉酶抑制特性，并着重于HPLC-DAD-ESI-MS/MS profiling。值得注意的是，水乙醇提取物通过DPPH、FRAP和ABTS实验显示出强抗氧化潜力，同时对α-淀粉酶酶具有强抑制作用。这些结果提示，来自未被充分重视的摩洛哥植物V. tortilis的极性提取物可能在2型糖尿病治疗和氧化应激减轻方面具有治疗相关性。需要通过先进的生物学研究进一步探索这些生物活性物质的制药应用。未来的研究还应关注该物种的分子对接，以阐明其在治疗广泛健康状况方面的潜力。