《Molecules》：Native Amazonian Inga Fruits as Sources of Bioactive Compounds with In Vitro Antioxidant and Antimicrobial Activity
编辑推荐：
摘要：Inga属（豆科）广泛分布于新热带区，包含许多尚未充分开发的原生物种，具有作为功能食品的潜力。本研究评估了来自厄瓜多尔亚马逊地区的八种Inga属物种的理化特性、矿物质组成、生物活性物质特征，以及其体外抗氧化与抗菌活性。研究人员测定了理化参数；采用原子吸收
摘要：Inga属（豆科）广泛分布于新热带区，包含许多尚未充分开发的原生物种，具有作为功能食品的潜力。本研究评估了来自厄瓜多尔亚马逊地区的八种Inga属物种的理化特性、矿物质组成、生物活性物质特征，以及其体外抗氧化与抗菌活性。研究人员测定了理化参数；采用原子吸收分光光度法对矿物质进行定量，同时通过快速液相色谱（RRLC）分析了维生素C、有机酸、类胡萝卜素、叶绿素和酚类化合物。利用DPPH和ABTS试验评估了抗氧化活性，并通过肉汤微量稀释法测定了最低抑菌浓度（MIC）。结果显示，Inga velutina的可溶性固形物含量达24.0 °Brix，而Inga bachryrhachis含有2941.3 mg/100 g干重（DW）的钾、464.9 mg/100 g DW的钙以及7703.7 mg/100 g DW的酚类化合物。Inga leiocalycina含有13.8 mg/100 g DW的维生素C，而Inga feuilleei的总有机酸含量高达2233.9 mg/100 g DW。Inga capitata表现出最高的DPPH和ABTS值，分别为4.1和5.3 mmol Trolox当量/100 g DW。Inga densiflora对大肠杆菌和变形链球菌的抑制作用最强，MIC为5.2 mg/mL。主成分分析（PCA）解释了总变异性的62.5%。这些发现支持了对原生Inga果实作为潜在生物活性成分来源的选择性开发利用。
论文解读文章
1. 研究背景与目的
Inga属（豆科）是新热带区分布广泛的植物类群，约有300个物种，其中许多种类的果实具有可食用的甜味果肉，在当地传统饮食和民族医药中占有重要地位。已有研究表明，Inga属植物富含酚类化合物、萜类、皂苷等多种次级代谢产物，并展现出抗氧化、抗菌、抗肿瘤等多种生物活性。然而，现有研究多集中于少数几个物种，且通常以叶片或树皮为研究对象。对于大量原生Inga物种的果实，尤其是来自厄瓜多尔亚马逊地区的物种，其理化组成、矿物质含量、生物活性物质谱系以及功能性特性的科学认知仍极为有限。这种信息的匮乏严重制约了这些果实作为食物资源的开发利用，也阻碍了将其转化为高附加值功能食品和天然原料的潜力挖掘。因此，本研究旨在对八种来自厄瓜多尔亚马逊的原生Inga物种的可食用果肉进行系统的比较表征，测定其理化性质、矿物质组成、维生素C、有机酸、酚类化合物、类胡萝卜素和叶绿素等生物活性物质，并通过DPPH和ABTS试验评估其体外抗氧化活性，以及对标准细菌和酵母菌株的抗菌活性，为这些鲜为人知的物种提供新的科学依据，为其在功能食品开发中的应用奠定基础。
2. 主要技术方法
研究人员于三月在厄瓜多尔亚马逊帕斯塔萨省采集了八个Inga物种的成熟果实，每个物种设置三个独立的生物学重复，每组30个果实。样品经冷冻干燥处理后，采用原子吸收分光光度法测定钙、铁、钾、钠等矿物质含量；利用快速液相色谱（RRLC）结合二极管阵列检测器（DAD-UV-Vis）对维生素C、有机酸（柠檬酸、苹果酸、酒石酸）、类胡萝卜素（β-胡萝卜素、叶黄素等）、叶绿素及其衍生物以及多种酚类化合物（如没食子酸、绿原酸、咖啡酸、芦丁、槲皮素等）进行定性和定量分析。抗氧化活性通过DPPH自由基清除法和ABTS阳离子自由基清除法进行评估。抗菌活性则采用肉汤微量稀释法，测定冻干水提醇沉提取物对四种细菌（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、变形链球菌）和两种酵母菌（白色念珠菌、热带念珠菌）的最低抑菌浓度（MIC）。
3. 主要研究结果
3.1 理化特性与矿物质谱系
研究发现，八种Inga果肉的pH值介于5.4至6.2之间，呈弱酸性。可溶性固形物含量差异显著，以I. velutina最高（24.0 °Brix），I. marginata最低（4.3 °Brix）。I. marginata还表现出最高的滴定酸度（0.3%）和灰分含量（1.4%），以及最低的水分含量（64.5%）。在所有物种中，钾是最丰富的矿物质，I. bachryrhachis的钾和钙含量均为最高，分别达到2941.3 mg/100 g DW和464.9 mg/100 g DW。I. capitata的铁含量最高（66.1 mg/100 g DW），而I. vera的钠含量最高（33.4 mg/100 g DW）。
3.2 生物活性物质谱系
维生素C含量在I. velutina（1.4 mg/100 g DW）到I. leiocalycina（13.8 mg/100 g DW）之间变化。有机酸谱系因种而异：I. densiflora的柠檬酸含量最高（698.9 mg/100 g DW）；I. feuilleei的苹果酸（1480.7 mg/100 g DW）和总有机酸（2233.9 mg/100 g DW）含量最高；I. leiocalycina的酒石酸含量最高（882.7 mg/100 g DW）。类胡萝卜素仅在少数物种中检出，I. vera的总类胡萝卜素含量最高（1.1 mg/100 g DW），主要包括β-胡萝卜素和叶黄素。叶绿素b在I. vera中含量最高（0.9 mg/100 g DW），而脱镁叶绿素b仅在I. capitata中检出（0.2 mg/100 g DW）。
酚类化合物谱系显示出极高的种间变异性。I. bachryrhachis的总酚含量（7703.7 mg/100 g DW）远高于其他物种，并且是没食子酸、4-羟基苯甲酸、绿原酸、咖啡酸和阿魏酸含量最高的物种。芦丁、槲皮素葡萄糖苷和槲皮素仅在I. bachryrhachis中被检出。山奈酚在I. capitata和I. bachryrhachis中被检出。相比之下，I. leiocalycina的总酚含量最低（123.0 mg/100 g DW）。
3.3 体外抗氧化活性
DPPH法测得的抗氧化活性范围从I. feuilleei的0.5 mmol TE/100 g DW到I. capitata的4.1 mmol TE/100 g DW。ABTS法的结果趋势相似，I. capitata同样表现出最高值（5.3 mmol TE/100 g DW），其次是I. marginata（5.0 mmol TE/100 g DW）和I. densiflora（4.9 mmol TE/100 g DW）。值得注意的是，尽管I. bachryrhachis的总酚含量最高，但其抗氧化活性并非最强，这表明抗氧化能力不仅取决于总酚量，还与具体化合物的结构和相互作用有关。
3.4 抗菌活性
所有八种Inga提取物均对变形链球菌有抑制作用，MIC范围为5.2 mg/mL（I. densiflora）至62.5 mg/mL（I. vera和I. feuilleei）。六种提取物抑制了大肠杆菌的生长，其中I. densiflora的MIC最低（5.2 mg/mL）。仅有I. marginata和I. leiocalycina对金黄色葡萄球菌有抑制作用。四种提取物对铜绿假单胞菌有抑制作用。所有提取物在测试浓度范围内均未对白色念珠菌和热带念珠菌表现出抑制作用。
3.5 统计分析
层次聚类热图和主成分分析（PCA）清晰地揭示了八种Inga物种的差异化组成谱系。PCA的前两个主成分解释了总变异的62.5%。I. bachryrhachis因其高含量的酚类化合物和矿物质（钾、钙）而形成一个独立的分支。I. vera、I. feuilleei和I. leiocalycina聚为一类，其特征是有机酸含量较高。另一个主要簇群包括I. capitata、I. marginata、I. densiflora和I. velutina，其中I. capitata与高抗氧化活性和铁含量相关，I. marginata与高滴定酸度和灰分相关。
4. 讨论与结论总结
讨论部分指出，本研究的发现证实了Inga属果实在理化特性和生物活性物质方面存在显著的种间差异，这主要由遗传因素决定，同时也受环境条件影响。I. bachryrhachis被确认为酚类化合物和矿物质的富集库，但其抗氧化活性并非最高，这凸显了抗氧化能力的复杂性，是不同化合物协同作用的结果。I. capitata、I. marginata和I. densiflora因其突出的抗氧化活性而被视为有潜力的天然抗氧化剂来源。在抗菌方面，所有提取物对变形链球菌的普遍抑制作用，暗示了其在口腔健康领域的应用潜力。研究也承认了局限性，包括样品仅来源于单一地理区域和单一采收期，以及使用的是粗提物而非纯化合物，因此无法将观察到的活性归因于特定成分。此外，缺乏质谱确认限制了结构鉴定的精确性。
研究结论：对来自厄瓜多尔亚马逊的八种原生Inga属物种的表征揭示了它们在理化、矿物质和生物活性物质谱系上的显著差异。钾是主要的矿物质，有机酸和酚类化合物呈现出广泛的种间变异，证实了该属的成分异质性及其作为有价值代谢物资源库的价值。多变量分析将这些变异性整合为一个模式，其中前两个维度解释了64.5%的总方差，层次聚类同样根据两个主要组成谱系的相对主导地位将物种分开，即以I. bachryrhachis（总酚含量最高的物种，7703.7 mg/100 g DW，且钙和钾含量高）和I. capitata为代表的由酚类化合物和矿物质定义的簇群，以及以I. vera、I. feuilleei和I. leiocalycina为代表的以总有机酸积累为特征的簇群。值得注意的是，总酚含量最高并不对应所有单个化合物的最高水平，因为I. bachryrhachis在所用分析条件下展示了独特的靶向酚类谱系。使用DPPH和ABTS试验评估的抗氧化活性表明，I. capitata、I. marginata和I. densiflora是具有最大自由基清除能力的物种。关于抗菌活性，提取物表现出选择性光谱，对细菌比对酵母更有效，因为没有物种抑制白色念珠菌或热带念珠菌的生长。观察到最强的活性是针对变形链球菌（所有物种均被抑制）和大肠杆菌；I. densiflora因其对这两种细菌的高活性（MIC为5.2 mg/mL）而突出，I. marginata是唯一对所有四种测试病原菌均有活性的物种。这些发现提供了对这些未被充分利用物种的首次全面表征，并为将它们作为食物资源和开发功能食品及天然原料的原材料奠定了科学基础。
