菊花中的类黄酮和咖啡酰基奎宁酸——一种潜在的生物活性化合物丰富来源 | 菊花中的类黄酮和咖啡酰基奎宁酸——一种潜在的生物活性化合物丰富来源 |
| 发布时间:2023-01-23 信息来源:admin 发布人:admin 点击次数:654 |
菊花是中国传统名花，也是重要的药食同源植物，其中丰富的生物活性物质有着抗炎、抗菌、抗氧化等重要的药理作用，但其内含物与菊花表型的关系、其代谢物的生物合成途径都仍未被揭示。中国中医科学院刘安课题组利用液相色谱串联质谱的方法对栽培菊花和茶用菊花的次生代谢物进行测定，定量分析出了主要43种化合物。并发现刺槐素-7-O-半乳糖苷（acacetin 7-O-galactoside）、刺槐素（acacetin）和山奈酚（kaempferol）的含量对花色有着显著影响。对一种茶用菊进行水提，发现热水提取30分钟时，各活性物质成分有最大提取量，其丰富的含量也说明菊花是类黄酮和类胡萝卜素含量的宝库。 菊花中的次生代谢产物 研究人员对27种栽培菊花（含药用和观赏菊花）三个开花阶段（10%、70%、100%）花头进行收集和干燥处理，再利用UPLC-QTOF-MS方法对其中的次生代谢物进行提取和定量分析，分离出了7种咖啡酰基奎宁酸、21种类黄酮、4种类胡萝卜素和13种其他化合物。对不同菊花花头不同开放阶段3大类化合物的含量进行统计分析，发现菊花花头中次生代谢物含量在各时期相对稳定，而不同品种之间类黄酮、类胡萝卜素和咖啡酰基奎宁酸的总含量有显著差异（图1）。其中ZY-5的生物活性物质含量极其丰富，可以作为育种的优良材料和次生代谢物生物合成的研究模版。 主成分分析 为了进一步研究品种分化与代谢产物水平变化模式的关系和准确预测不同成分对花色的影响，研究人员对27个栽培品种的32种化合物进行了PCA分析。前两个主成分分析结果显示出咖啡酰基奎宁酸、黄酮和黄酮醇及类胡萝卜素的积极价值（图2A），对不同品种菊花进行PCA分析，将27个栽培品种分成了三大类群（图2B）。 图2 基于所获代谢产物的27个菊花品种PCA评分(PC1、PC2)位置（A中数字代表代谢物，B中数字代表菊花品种） 菊花茶中的化学成分 以ZY-2为试验材料，对其10min、30min、60min和2h后的热水浸出液进行化学成分检测，发现大部分可溶性化合物在热水浸提30min时有最大析出。绿原酸（chlorogenic acid）、咖啡酸（caffeic acid）、木犀草素(luteolin)、山奈酚(kaempferol)、芹菜素(apigenin)等是茶汤中的主要溶解化合物，其中，对眼部健康有益的木犀草素(luteolin)是ZY-2热水提取物中最重要的特征成分，其含量达到了1.281mg/g。 图3 ZY-2茶汤中41种化合物及总咖啡基奎宁酸、类黄酮、类胡萝卜素的动态溶出度(mg/g DW)曲线 类黄酮与类胡萝卜素对花色的影响 研究人员还对花色（量化为L、a、b值）和咖啡酰基奎宁酸、类黄酮和类胡萝卜素的含量进行了关联分析，结果显示大部分二级次生代谢物含量之间都呈现正相关，而其含量与花色参数大多负相关。其中，有一些成分与花色参数呈现出了很强的相关性，关联分析结果显示，刺槐素-7-O-半乳糖苷（acacetin 7-O-galactoside）含量升高能使花色变亮、变浅；而刺槐素（acacetin）和山奈酚（kaempferol）含量的降低则能使花色变黄。 图4 27个菊花品种的花瓣颜色参数与35种化合物的相关性矩阵热图 该研究还提出了一个推测的菊花黄酮和黄酮醇生物合成途径。并且，该研究中类黄酮与对应类黄酮配糖体含量表现出了很强的相关性，芹菜素(apigenin)与刺槐素（acacetin）、木犀草素(luteolin)；香叶木素（diosmetin）和木犀草素(luteolin)含量的正相关进一步验证了子途径4、5、6、7的合理性。 总结思考 菊花作为兼具观赏、食用、药用等多种功能的重要园艺花卉，其承载的寓意是中华文化的宝库，而其本身所含的活性物质则是属于中华民族的药用宝库。对菊花及其茶汤中的活性物质进行检测与定量分析，有助于挖掘出菊花潜在的药用价值和保健功能。对不同栽培菊花次生代谢物的含量进行分析，并将其与主要观赏性状进行锚定，利用相关性状指导栽培菊花的育种、辅助选择某种特定生物活性物质大量富集的菊花品种有重要意义。菊花是我们国家传统十大名花之一，因其具有广泛的用途而具有不同的育种方向。利用检测技术的发展，挖掘其潜在价值，揭示其次生代谢物合成途径及其与相关表型形成的关系是十分有意义的。 |
