黄芪香荚花与甘草叶黄芪花作为潜在功能食品:营养成分、化学表征及生物活性

《Plants》:Astragalus cicer L. and Astragalus glycyphyllos L. Flowers as Potential Functional Foods: Nutritional Composition, Chemical Characterization, and Biological Activity

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月25日 来源:Plants 4.1

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  研究人员对黄芪属(*Astragalus*)两种植物——黄芪香荚(*Astragalus cicer* L.)和甘草叶黄芪(*Astragalus glycyphyllos* L.)的花进行了营养成分、化学组成及体外生物活性的研究。结果显示,*A. cicer

  
研究人员对黄芪属(*Astragalus*)两种植物——黄芪香荚(*Astragalus cicer* L.)和甘草叶黄芪(*Astragalus glycyphyllos* L.)的花进行了营养成分、化学组成及体外生物活性的研究。结果显示,*A. cicer* 花的灰分和粗脂肪含量显著较高,而 *A. glycyphyllos* 花的碳水化合物含量更为丰富。两种花的脂肪酸谱存在差异;在生育酚中,仅检测到α-生育酚(α-tocopherol)。此外,研究鉴定出10种酚类化合物,其中 *A. cicer* 花中以肉桂酸(cinnamic acid)含量最高,*A. glycyphyllos* 花中以芦丁(rutin)含量最高。矿物质分析显示,钾(K)和钙(Ca)含量最高。采用DPPH、FRAP、ABTS和CUPRAC四种方法评估抗氧化活性,*A. cicer* 花表现出高于 *A. glycyphyllos* 花的抗氧化能力。在抗菌活性方面,仅对金黄色葡萄球菌(*Staphylococcus aureus*)观察到抑菌圈,直径范围为12至14 mm。综上所述,研究结果表明 *A. cicer* 和 *A. glycyphyllos* 花具有作为营养资源和天然抗氧化剂重要膳食来源的潜力。
论文解读:黄芪香荚花与甘草叶黄芪花的营养成分、化学特征与生物活性

研究背景与问题:植物花朵在人类饮食和传统医学中具有悠久历史,因其感官特性、营养价值及多种生物活性而受到关注。黄芪属(*Astragalus* L.)是豆科(Fabaceae)中最大的属之一,约有3000个物种,广泛分布于亚洲、美洲和非洲的干旱及大陆性地区。该属在民间医学中应用超过两千年,其叶和根具有镇痛、抗癌、止泻、抗感染和抗炎等功效,而花传统上被泡茶饮用并表现出良好的抗氧化活性。然而,关于黄芪花化学成分和生物活性的研究仍然十分有限。此前对同属药用植物黄芪根(Astragali Radix)的研究已较深入,但花部的研究数据缺乏系统性,尤其对*A. cicer*和*A. glycyphyllos*两种黄芪花的营养组成、酚类化合物谱、矿物质含量及抗氧化和抗菌活性的报道几乎空白。因此,开展该研究旨在填补这一空白,评估这两种黄芪花作为新型功能食品或天然抗氧化剂来源的潜力。

研究内容与总体结论:研究人员采集了波兰卢布林Maria Curie-Sklodowska大学植物园中生长的*A. cicer*和*A. glycyphyllos*花,制备70%乙醇水溶液提取物,对其营养成分、游离糖、脂肪酸、生育酚、总酚/总黄酮/总酚酸/总鞣质含量、单一酚类化合物谱、矿物质元素组成以及体外抗氧化和抗菌活性进行了综合分析。结果表明,两种花均具有较高的蛋白质含量(约20 g/100 g干重)和相近的能量值(约380 kcal/100 g干重)。*A. cicer*花富含灰分和粗脂肪,*A. glycyphyllos*花富含碳水化合物。两物种的脂肪酸组成存在差异,且均只检测到α-生育酚。在酚类化合物中,共鉴定出10种化合物,肉桂酸(CNA)和芦丁(RUT)分别是*A. cicer*和*A. glycyphyllos*花中含量最丰富的酚类成分。矿物元素中K和Ca含量最高,未检出Pb和Cd。抗氧化活性方面,*A. cicer*花的活性总体高于*A. glycyphyllos*花,尤其在FRAP测定中。抗菌试验显示,两种花的提取物仅在300 mg/mL浓度下对金黄色葡萄球菌(*S. aureus*)产生12–14 mm的抑菌圈,对大肠杆菌(*E. coli*)无抑制作用。研究的总体结论是,这两种黄芪花可作为营养资源和天然抗氧化剂的膳食来源,尤其是*A. cicer*花在生物活性化合物含量和抗氧化能力上表现更佳。本研究首次系统报道了这两种黄芪花的化学特征和生物活性,为其在食品、功能性产品和营养保健品领域的应用提供了基础数据。

主要关键技术与方法:研究采用了多种分析技术。营养成分依据AOAC方法测定蛋白质(凯氏定氮法)、粗脂肪(索氏提取法)、灰分(马弗炉灼烧法)和碳水化合物(差减法),能量值按公式计算。游离糖采用高效液相色谱(HPLC)配备示差折光(RI)检测器分析。脂肪酸采用气相色谱(GC)配火焰离子化检测器(FID),样品经甲酯化后分离鉴定。生育酚采用HPLC配荧光检测器定量。酚类化合物总量采用Folin–Ciocalteu法(TPC)、欧洲药典法(TFC)、波兰药典法(TPAC)和Sun等的方法(TAN)测定。单一酚类化合物采用HPLC-UV/Vis系统,使用C18色谱柱,在280 nm、320 nm和370 nm波长下检测10种酚酸和类黄酮。矿物质元素采用火焰原子吸收/发射光谱法测定Zn、Fe、Pb、Cd、K、Na、Ca、Mg。抗氧化活性采用DPPH、FRAP、ABTS和CUPRAC四种互补方法。抗菌活性采用琼脂孔扩散法,测试菌株为*S. aureus* ATCC 6538和*E. coli* ATCC 8739。所有实验均设三次重复,用单因素方差分析和Tukey HSD检验进行统计比较(p < 0.05)。

研究结果分述:

2.1 营养成分、能量值和游离糖谱:两种花的蛋白质含量(20.12和19.92 g/100 g干重)和能量值(381和380 kcal/100 g干重)无显著差异。*A. cicer*的灰分和粗脂肪含量显著更高(分别为7.91和2.59 g/100 g干重),而*A. glycyphyllos*的碳水化合物含量更高(71.03 g/100 g干重)。游离糖中,蔗糖、果糖和葡萄糖均被检出;总糖含量无种间差异,但* A. glycyphyllos*的果糖(5.40 g/100 g干重)和*A. cicer*的蔗糖(6.90 g/100 g干重)分别为各自最高。这是首次对这两种黄芪花营养特征的报道。

2.2 总酚、总黄酮、总酚酸和总鞣质含量:*A. cicer*提取物的总酚含量(TPC)显著高于*A. glycyphyllos*(p < 0.05),而*A. glycyphyllos*的总黄酮含量(TFC)显著更高。总酚酸(TPAC)和鞣质(TAN)在物种间无显著差异。高酚类含量提示其具有显著抗氧化潜力。

2.3 单一酚类化合物分析:共鉴定并定量10种酚类化合物,包括5种酚酸[没食子酸(GA)、原儿茶酸(PTA)、阿魏酸(FA)、迷迭香酸(RA)、肉桂酸(CNA)]和5种黄酮类化合物[芦丁(RUT)、槲皮素(Q)、染料木素(GENIS)、芒柄花素(FORM)、鹰嘴豆芽素A(BIOCH)]。*A. cicer*花中CNA含量最高,而*A. glycyphyllos*花中RUT含量最高。FORM在所有样品中未检出。该结果为首次报道这两种黄芪花中单一酚类化合物的组成。

2.4 矿物质谱:两种花提取物中K和Ca含量最高;微量元素仅检出Fe和Zn;潜在有毒元素Cd和Pb均低于检测限。矿物质组成受植物种类、土壤化学、灌溉条件和大气污染等因素影响。在已有文献中,Butkute等记录的*A. cicer*和*A. glycyphyllos*花中K、Ca、Mg、Zn和Fe浓度高于本研究,可能与产地和生长条件差异有关。

2.5 生物活性:

2.5.1 抗氧化活性:采用DPPH、ABTS、FRAP和CUPRAC四种方法评价。总体上,*A. cicer*花表现出更高的抗氧化活性,尤其在FRAP测定中。这与*A. cicer*花中较高的酚类化合物含量相关。DPPH和CUPRAC结果在两种花之间无显著差异。目前尚无已发表文献报道这两种黄芪花的抗氧化活性数据。

2.5.2 抗菌活性:在300 mg/mL浓度下,两种花提取物仅对*S. aureus*产生抑菌圈(直径12–14 mm),对*E. coli*无抑制作用。植物多酚通常具有抗菌活性,不同黄芪属物种的抗菌作用可能与植物化学物质种类和浓度相关。

总结与讨论:研究表明,*A. cicer*和*A. glycyphyllos*花均具有较高的蛋白质、碳水化合物、K和Ca含量,以及丰富的酚类化合物和抗氧化活性。*A. cicer*花在总酚、单一酚酸(GA、FA、CNA、GENIS、BIOCH)和FRAP值方面更优,而*A. glycyphyllos*花在碳水化合物、黄酮类(PTA、RUT、RA、Q)和TFC方面更突出。两种花的提取物均对*S. aureus*表现出一定抑菌活性,但未发现对*E. coli*的抑制作用。这些发现支持利用这两种黄芪花开发健康促进食品和天然抗氧化剂膳食补充剂的可能性。然而,该研究未评估所鉴定化合物的生物利用度、加工对其生物活性和营养品质的影响,也未进行感官评价。未来需要进一步研究以确证其作为功能食品和人类食用成分的安全性及实际应用价值。
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