矢车菊（Centaurea cyanus L.）花提取物的酚类组成：富含酚类的乙醇提取物的抗氧化、抗菌及成纤维细胞生物相容性

《International Journal of Molecular Sciences》：The Phenolic Composition of Centaurea cyanus L. Flower Extracts: Antioxidant, Antimicrobial, and Fibroblast Biocompatibility of a Phenolic-Rich Ethanolic Extract

　　

六种矢车菊（Centaurea cyanus L.）花提取物变体分别采用甲醇、乙醇或水作为溶剂制备；每种情况下，材料均经氯仿脱脂处理或未经处理。利用超高效液相色谱-光电二极管阵列检测器-四极杆飞行时间质谱联用技术（UPLC-PDA-Q/TOF-MS）对所有获得提取物的植物化学特征进行定性和定量分析。共检测到35种酚类化合物，包括黄酮醇、黄酮、花青素、酚酸及其衍生物，以及一种N-对香豆酰亚精胺衍生物；部分化合物通过标准品鉴定，其余则基于色谱和质谱数据进行初步鉴定。脱脂后的乙醇提取物显示出最高的总酚含量（42.18 mg/g干重），其主要成分为芹菜素衍生物，特别是芹菜素-O-己糖苷-O-葡萄糖醛酸苷和芹菜素-3-O-葡萄糖苷-(6″-乙酰基)葡萄糖苷。该提取物表现出显著的高抗氧化能力，即DPPH自由基清除法（240.34 μmol Trolox当量/g）、ABTS阳离子自由基清除法（170.53 μmol Trolox当量/g）和铁离子还原抗氧化能力法（FRAP）（189.93 μmol Trolox当量/g），以及适度的抗菌活性，尤其对大肠杆菌（E. coli）的最低抑菌浓度（MIC）为0.5 mg/mL。在高达5 mg/mL的浓度范围内，该提取物对L929或Hs68成纤维细胞未表现出任何体外细胞毒性效应。这些发现表明，富含酚类的乙醇提取物同时具备抗氧化和抗菌活性，并且在测试浓度范围内对成纤维细胞无细胞毒性；因此，它可能适用于皮肤科和化妆品配方。

矢车菊花提取物酚类成分与生物活性研究解读

1. 研究背景与问题提出

近年来，植物原料在医药、药理学和化妆品学领域的潜在应用日益受到关注。矢车菊（Centaurea cyanus L.）作为一种在欧洲和西亚自然分布的草本植物，因其抗炎、舒缓及抗氧化特性，已被广泛用于化妆品如爽肤水、纯露和清洁面膜中。尽管已有研究探讨了矢车菊花朵的植物化学成分和部分生物学性质，但对于提取条件（尤其是不同溶剂和初始脱脂步骤）如何影响其酚类成分的回收率和提取物组成，仍知之甚少。此外，缺乏将不同制备方法的提取物酚类图谱、抗氧化与抗菌活性以及对成纤维细胞的细胞相容性进行系统性比较的综合研究。因此，本研究旨在系统评估提取溶剂类型（甲醇、乙醇、水）及样品前处理（是否经氯仿脱脂）对矢车菊花提取物中酚类成分定性与定量组成的影响，筛选出化学多样性最丰富且含量最高的提取物变体，并进一步评价其抗氧化效果、针对多种人类病原体（包括皮肤病原体）的抗菌活性，以及对人类和小鼠皮肤成纤维细胞的细胞毒性作用，从而为其在敏感、痤疮倾向性或衰老皮肤护理化妆品中的应用提供科学依据。该论文发表于《International Journal of Molecular Sciences》。

2. 关键技术方法概述

研究人员从商业供应商处获取干燥矢车菊花朵，制备了六种提取物变体：分别使用80%甲醇、70%乙醇或酸化水作为溶剂，每种溶剂条件下又分为是否预先用氯仿浸泡脱脂24小时的处理组。所有提取物的定性及定量分析采用超高效液相色谱-光电二极管阵列检测器-四极杆飞行时间质谱联用技术（UPLC-PDA-Q/TOF-MS）完成。对于筛选出的最优提取物变体，通过三种方法评估其抗氧化能力：DPPH自由基清除法、ABTS阳离子自由基清除法和铁离子还原抗氧化能力法（FRAP）。细胞毒性实验依据ISO 10993-5标准，采用MTT还原法，在L929小鼠成纤维细胞和Hs68人皮肤成纤维细胞上进行。抗菌活性测定参照欧洲抗菌药物敏感性试验委员会（EUCAST）推荐的方法，通过微量肉汤稀释法确定最低抑菌浓度（MIC）、最低杀菌浓度（MBC）和最低杀真菌浓度（MFC）。

3. 研究结果

3.1 酚类化合物的定性分析

通过对六种矢车菊花提取物的分析，共鉴定出35种酚类化合物，包括黄酮醇、黄酮、酚酸、花青素以及N-对香豆酰亚精胺衍生物。主要的黄酮醇包括槲皮素、山奈酚、异鼠李素、堆心菊素和花旗松素的多种衍生物。黄酮类则以游离芹菜素及其四种糖苷为主，其中芹菜素-O-己糖苷-O-葡萄糖醛酸苷和芹菜素-3-O-葡萄糖苷-(6″-乙酰基)葡萄糖苷被确认为特征性代谢物。酚酸中以咖啡酸和对香豆酸的衍生物占主导，特别是3-咖啡酰奎宁酸。花青素方面，鉴定出五种矢车菊素衍生物。此外，还检测到N¹,N⁵,N¹⁰-三-对-(E,E,E)-香豆酰亚精胺。

3.2 矢车菊花提取物的定量分析

定量分析显示，乙醇提取物的酚类物质最为丰富，其次为甲醇提取物，水提物含量最低。在所有变体中，经氯仿脱脂处理的乙醇提取物（编号4）的总酚含量最高，达到42.18 mg/g干重（DW）。该提取物中，黄酮类（主要为芹菜素衍生物）占总酚含量的半数以上（22.37 mg/g DW），其中芹菜素-O-己糖苷-O-葡萄糖醛酸苷（13.63 mg/g DW）、芹菜素-3-O-葡萄糖苷-(6″-乙酰基)葡萄糖苷（5.34 mg/g DW）和游离芹菜素（2.11 mg/g DW）含量最高。黄酮醇占总酚的19.9%，以槲皮素葡萄糖苷和堆心菊素己糖苷为主。酚酸及其衍生物占18.3%，其中3-咖啡酰奎宁酸（4.34 mg/g DW）占主导地位。N¹,N⁵,N¹⁰-三-对-(E,E,E)-香豆酰亚精胺占5.4%。而花青素仅占总酚的3.3%。

3.3 矢车菊乙醇提取物（4）的抗氧化能力

该提取物表现出高抗氧化能力，DPPH、ABTS和FRAP测定值分别为240.34、170.53和189.93 μmol Trolox当量/g。这种显著的抗氧化活性归因于其高含量的酚类化合物，包括羟基肉桂酸、槲皮素糖苷、芹菜素衍生物和花青素，它们均具有已知的自由基清除和还原特性。

3.4 矢车菊乙醇提取物（4）的细胞毒性活性

MTT还原实验结果显示，在浓度高达5 mg/mL时，该提取物对L929小鼠成纤维细胞和Hs68人皮肤成纤维细胞均未表现出体外细胞毒性效应。在0.5至5 mg/mL浓度范围内，两种细胞系的存活率均维持在或高于70%的细胞毒性阈值。然而，在最高测试浓度10 mg/mL时，细胞活力降至70%以下，显示出浓度依赖性的细胞毒性。

3.5 矢车菊乙醇提取物（4）的抗菌活性

该提取物表现出中等程度的抗菌活性和较弱的抗真菌活性。在革兰氏阳性菌中，表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）最为敏感，MIC为1 mg/mL，MBC为2.5 mg/mL。对金黄色葡萄球菌（S. aureus）、蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）和痤疮皮肤杆菌（Cutibacterium acnes）的MIC均为5 mg/mL，MBC为10 mg/mL。在革兰氏阴性菌中，大肠杆菌（E. coli）的敏感性最高，MIC为0.5 mg/mL，MBC为1 mg/mL。对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）仅观察到生长抑制（MIC为1 mg/mL），但未达到杀菌效果（MBC > 10 mg/mL）。对所有测试的念珠菌属（Candida spp.）仅表现出抑菌作用（MIC为2.5 mg/mL），未观察到杀真菌效果（MFC > 10 mg/mL）。

4. 总结与结论

综合生物学检测结果表明，所选的富含酚类的乙醇提取物兼具显著的抗氧化能力、中等的抗菌活性，并在高达5 mg/mL浓度下保持了对L929和Hs68成纤维细胞的体外细胞相容性。虽然这些发现支持了提取物复杂的酚类组成与其生物学特性之间的关联，但并未最终确定是哪些单一成分导致了观察到的效应。此外，成纤维细胞实验仅提供了在测试浓度范围内的体外细胞相容性证据，而非全面的安全性证明。未来需要通过生物活性引导的分馏、分离化合物、机制研究以及更复杂的皮肤相关模型来确认负责这些活性的具体化合物。

研究结论翻译：在所测试的矢车菊（Centaurea cyanus L.）花提取物中，通过脱脂后进行乙醇提取获得了最高的酚类含量。该变体还表现出显著的抗氧化能力和中等的抗菌活性，尤其对大肠杆菌（Escherichia coli）有效。同时，发现其对测试的L929和Hs68成纤维细胞系具有细胞相容性。目前的结果展示了完整提取物的生物活性，但并未建立单个酚类成分与观察到的效应之间的直接因果关系。然而，需要进一步的生物活性引导分馏、机理研究和额外的功能分析（包括皮肤相关模型），以鉴定负责这些活性的化合物，并评估矢车菊提取物在皮肤科和化妆品配方中的潜在应用价值。