**亚马逊tucum?（*Astrocaryum vulgare*）与uxi（*Endopleura uchi*）果肉的植物化学表征及抗氧化机制研究：作为天然食品防腐剂的潜力评估**

《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：Phytochemical Characterization and Antioxidant Mechanisms of Amazonian Tucum? (Astrocaryum vulgare) and Uxi (Endopleura uchi) Pulps Support Their Potential as Natural Food Preservatives

　　

**摘要**

清洁标签食品（clean-label foods）需求的日益增长，推动了人们对于合成防腐剂天然替代品的深入探索。亚马逊水果是具备抗氧化特性的生物活性化合物的潜在来源，这些化合物可能改善食品保藏效果。本研究评估了tucum?（*Astrocaryum vulgare*）与uxi（*Endopleura uchi*）果肉的植物化学组成、脂肪酸谱及抗氧化潜力，以明确其作为天然食品防腐剂的适用性。通过测定果肉提取物的总酚和总黄酮含量、脂肪酸组成，并采用高效液相色谱-二极管阵列检测（high-performance liquid chromatography coupled with diode-array detection, HPLC-DAD）进行分析；抗氧化活性则通过铁离子还原抗氧化能力（ferric reducing antioxidant power, FRAP）、总抗氧化能力（total antioxidant capacity, TAC）、DPPH自由基清除实验及硫代巴比妥酸反应物质（thiobarbituric acid reactive substances, TBARS）实验进行评估。结果显示，tucum?的总酚含量（36.21 ± 1.99 mg GAE/g extract）与总黄酮含量（16.16 ± 0.21 mg QE/g extract）显著高于uxi（分别为31.56 ± 0.85 mg GAE/g extract和5.68 ± 0.45 mg QE/g extract）。脂肪酸分析揭示了两者截然不同的脂质谱：tucum?以亚油酸为主，uxi则以油酸为主。HPLC-DAD分析鉴定出没食子酸为uxi中的主要酚类化合物，而tucum?则展现出更为多样的植物化学谱，包括柠檬酸和槲皮素衍生物。尽管uxi的酚类含量较低，但其FRAP值显著更高，且在浓度≥100 mg/L时表现出更强的DPPH自由基清除活性；而TAC和EC50值在两种提取物间无显著差异。两种果实均能有效抑制脂质过氧化。这些研究结果表明，抗氧化性能取决于植物化学组成而非仅取决于总酚含量，凸显了tucum?和uxi作为食品保藏及功能性食品应用中天然抗氧化剂的潜力。

**论文解读**

**一、研究背景与问题提出**

随着消费者对清洁标签食品需求的日益增长，食品工业正积极寻求合成食品添加剂的天然替代方案。合成抗氧化剂如丁基羟基甲苯（butylated hydroxytoluene, BHT）和丁基羟基茴香醚（butylated hydroxyanisole, BHA）虽被广泛用于延缓脂质氧化、延长食品货架期，但长期摄入的潜在健康风险促使研究者开发更安全、可持续的天然防腐策略。植物来源的生物活性化合物因其清除活性氧、供电子或供氢原子、螯合过渡金属及抑制脂质氧化的能力，被视为替代合成抗氧化剂的有力候选。

亚马逊雨林作为全球生物多样性最丰富的地区之一，蕴藏着大量具有突出营养与功能特性的果实资源。亚马逊果实兼具高浓度生物活性植物化学物与富含不饱和脂肪酸的独特脂质组成，这使其成为食品保藏领域的潜在天然抗氧化剂来源。然而，已有研究多集中于tucum?（*Astrocaryum vulgare*）和uxi（*Endopleura uchi*）各自的营养成分或生物学活性，将植物化学表征、脂肪酸谱分析、色谱分析与互补性抗氧化实验相结合的系统对比研究仍十分匮乏。此外，关于植物化学组成差异如何影响不同抗氧化机制，目前认知有限。已有证据表明，抗氧化活性不仅取决于生物活性化合物的总浓度，还与其化学结构、氧化还原特性及复杂食品基质中的相互作用密切相关。因此，开展这两种亚马逊果实的直接对比研究，对于全面理解其抗氧化行为及作为天然食品防腐剂的应用潜力具有重要科学价值。

基于上述考量，研究人员提出假设：tucum?和uxi不同的植物化学组成将导致其在基于电子转移、自由基清除及脂质过氧化抑制等不同机制的实验中呈现差异化抗氧化响应；其脂肪酸谱差异亦会影响氧化行为，进而影响二者在不同食品保藏场景中的适用性。本研究旨在系统对比冻干tucum?和uxi果肉的植物化学组成、脂肪酸谱、色谱特征及抗氧化机制，为亚马逊生物多样性资源的食品工业应用提供科学依据。

**二、研究设计与技术路线**

研究人员采用多种互补的分析方法对两种亚马逊果实进行了系统表征。样品采集方面，成熟tucum?果实采集自巴西阿马帕州马卡帕市圣若阿金-杜帕库伊区农村地区，uxi果实则购自马卡帕市当地公共市场，巴西遗传遗产获取已按规定在SISGEN系统注册。果实经液氮冷冻、实验室冻干机冻干后，采用70%乙醇浸提获得水醇提取物用于后续分析。主要关键技术方法包括：采用Folin-Ciocalteu比色法测定总酚含量（TPC），三氯化铝比色法测定总黄酮含量（TFC）；采用Folch法提取总脂质并经甲酯化处理后，利用气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）分析脂肪酸组成；采用高效液相色谱-二极管阵列检测（HPLC-DAD）进行色谱图谱分析与主要化合物鉴定；抗氧化活性评估涵盖基于不同机制的四种实验：铁离子还原抗氧化能力（FRAP）、磷钼酸盐法总抗氧化能力（TAC）、DPPH自由基清除实验及硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）脂质过氧化抑制实验。

**三、主要研究结果**

**3.1 酚类化合物与类黄酮**

研究显示，tucum?的总酚含量（36.21 ± 1.99 mg GAE/g extract）显著高于uxi（31.56 ± 0.85 mg GAE/g extract），差异具有统计学意义。总黄酮含量差异更为显著，tucum?（16.16 ± 0.21 mg QE/g extract）约为uxi（5.68 ± 0.45 mg QE/g extract）的2.8倍，表明类黄酮是tucum?酚类组成的重要组分。两种果实均含有可观的酚类与黄酮类化合物，从技术角度看，这些代谢物有助于改善食品氧化稳定性、延缓脂质劣变，强化了二者作为天然抗氧化剂来源的应用潜力。

**3.2 脂肪酸组成**

经错误发现率（false discovery rate, FDR）多重比较校正后，12种可比较脂肪酸中有10种在物种间差异显著，证实两种果实具有截然不同的脂肪酸特征。tucum?以反式亚油酸（C18:2T，64.03%）和棕榈酸（C16:0，28.63%）为主，富含多不饱和脂肪酸；uxi则以顺式油酸（C18:1C，58.85%）为主导，其次是棕榈酸（18.32%）、硬脂酸（8.21%）和顺式亚油酸（C18:2C，6.24%）。uxi中顺式亚油酸（ω-6）和α-亚麻酸（ω-3）等必需脂肪酸含量显著高于tucum?。油酸为主的单不饱和脂肪酸谱理论上有利于氧化稳定性，而tucum?因富含多不饱和脂肪酸更易受氧化攻击，但其内源性抗氧化植物化学物可能对脂质组分起到保护作用。

**3.3 HPLC-DAD表征**

HPLC-DAD分析显示两种果实的色谱图谱存在显著差异。tucum?呈现更为复杂的谱图，鉴定出4个主要峰：柠檬酸（占总色谱面积约57%）、没食子酸及两种槲皮素衍生物。uxi谱图相对简单，仅呈现一个以没食子酸为主的主导峰。值得注意的是，uxi中没食子酸的估计浓度约为tucum?的4.6倍。这一化学组成差异为后续观察到的抗氧化行为差异提供了物质基础。研究人员指出，化合物鉴定基于保留时间与紫外-可见吸收光谱比对，属于初步推断；定量结果应视为半定量估计。

**3.4 抗氧化活性**

FRAP实验显示，uxi的铁离子还原能力（0.41 ± 0.08 mmol Fe²⁺/g extract）显著高于tucum?（0.18 ± 0.04 mmol Fe²⁺/g extract），表明uxi具有更强的电子供体能力。尽管tucum?总酚和总黄酮含量更高，这一结果揭示抗氧化效率取决于植物化学物的定性组成与内在氧化还原特性，而非仅其总丰度。uxi中占主导的没食子酸因苯环上连有三个羟基，具有卓越的电子转移能力，这在一定程度上解释了其更强的还原力。

TAC实验中，两种果实的总抗氧化能力无显著差异（tucum?为0.592 ± 0.102 g AAE/g extract，uxi为0.589 ± 0.110 g AAE/g extract），表明在整合多种电子转移反应的评估体系中，二者的总体抗氧化能力相当。这一结果凸显了采用互补性抗氧化实验的重要性。

DPPH自由基清除实验表明，两种提取物的清除活性均呈浓度依赖性。双因素方差分析显示样品类型、提取物浓度及二者交互作用均显著。在≥100 mg/L浓度下，uxi的清除活性显著高于tucum?；最高检测浓度下uxi的DPPH抑制率约为29.6%，tucum?约为21.2%。BHT作为阳性对照，在所有浓度下均表现出显著更强的清除活性。EC50值方面，uxi（18.03 mg extract/mg DPPH）在数值上低于tucum?（20.91 mg extract/mg DPPH），但未达统计学显著差异。

**3.5 脂质过氧化抑制（TBARS实验）**

在AAPH诱导的脂质过氧化模型中，两种果实提取物均能降低TBARS生成量，表现出对脂质底物的氧化保护能力。uxi在500和5000 μg/mL浓度下展现出最强的抑制效果，呈明显浓度依赖性；tucum?在所有测试浓度下均能减少TBARS形成，但效果弱于uxi。这些结果与uxi在FRAP和DPPH实验中的优越表现一致，表明uxi在防止脂质氧化链式反应传播方面具有较高效率。

**四、讨论总结与结论**

综合而言，本研究证实tucum?和uxi具有不同的植物化学组成和互补性抗氧化特性。尽管tucum?的总酚和总黄酮含量显著更高，uxi却表现出更强的铁还原能力、更高浓度下优越的DPPH自由基清除活性以及更强的脂质过氧化抑制效果；而二者总抗氧化能力相当。这一结果有力证明，抗氧化性能主要取决于生物活性化合物的定性组成而非酚类总量，其中uxi中没食子酸的优势地位可能解释其酚类含量较低却还原能力更强的现象。两种果实不同的脂肪酸谱也提示其在不同食品体系中可能各具适用性：uxi以油酸为主，理论上更有利于氧化稳定性，适合脂质丰富产品的保藏；tucum?则结合了有营养价值的PUFA谱与丰富抗氧化植物化学组成，可望以天然抗氧化物质弥补其脂质部分较高的氧化敏感性。总之，tucum?和uxi可作为互补的天然抗氧化剂来源，具有作为清洁标签成分改善食品氧化稳定性的应用前景；本研究同时为亚马逊生物多样性资源的高值化利用提供了科学依据，支持这些未充分开发果实资源在更安全、更可持续食品保藏策略开发中的技术应用。研究人员同时指出，化合物鉴定属于初步推断，未来需采用液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）及验证过的化合物特异性定量方法予以确认；亦需在真实脂质丰富食品体系中进行验证性应用研究，评估最低有效浓度、抗氧化功效及感官可接受性。