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現代種植研究:櫻桃在不同果實發育階段的成分與驅蟲潛力

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現代種植研究:櫻桃在不同果實發育階段的成分與驅蟲潛力

蘇利南櫻桃,一種未充分利用的果實植物,屬于桃金娘科,原産于熱帶南美洲,分布在世界各地。

它自然生長為大灌木或小喬木,可達8米。葉卵形至披針形,有光澤,對立排列,無規定。葉子随着成熟而改變顔色:在新鮮沖洗階段呈青銅色、銅色或銅粉色,成熟為深光澤綠色,并在提前階段變為紅色。

植物開白色花,有四片花瓣,莖細長,中央有一簇明顯的40-50個白色雄蕊,花藥黃色。果實有7-8個肋骨,寬2-4厘米,成熟時顔色從綠色變為橙色,猩紅色,紅色和栗色。

引言

蘇利南櫻桃果實是營養和生物活性化合物的豐富來源,如維生素C(26.3毫克/ 100克)和維生素A(1200-2000 IU),核黃素,煙酸,鐵,倍半萜烯,兒茶素,黃酮醇和原花青素。

文獻中報道了幾種藥用特性,例如抗炎,抗微生物,抗高血壓,抗糖尿病,抗惡性良性腫瘤,鎮痛,抗癌和抗病毒特性。它還被用作抗腹瀉、利尿、抗風濕、抗發熱,其對金黃色葡萄球菌、單核細胞增生李斯特菌、脂質念珠菌和吉利爾蒙德念珠菌的抗菌活性,并報告了抗錐蟲活性。

傳統知識和已發表的研究表明,蘇利南櫻桃的葉子與其他植物相結合會抑制獸醫線蟲的活性。然而,尚未報道水果的驅蟲活性,本研究正在探索。

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蠕蟲感染對生活在熱帶地區的人們造成重大的健康危害,具有吸收不良、腹瀉、貧血和健康狀況不佳等重大不利影響。

雖然推薦使用許多合成驅蟲藥,但經濟較弱和偏遠的居民能夠獲得和負擔得起這些藥物是一個更大的挑戰。

耐藥寄生蟲的流行也是衛生部門的額外負擔。來自具有良好驅蟲潛力的可食用植物來源的自然療法,可以作為食物而不是藥物食用,特别是大多數受感染的兒童,應被視為更好的選擇。

寄生蟲感染導緻釋放更多的自由基,這與身體合成抗氧化劑的營養物質的減少有關。植物化學物質是有效的抗氧化劑,可以減少自由基的産生,進而限制蠕蟲的發展。

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是以,本研究旨在分析蘇利南櫻桃果實段(果肉和種子)在兩個不同成熟階段(成熟綠色和成熟紅色)的抗氧化和驅蟲潛力的變化。此外,我們還研究了水果段中存在的生物活性化合物,并将其與生物活性相關聯。

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1. 材料和方法

1.1. 化學品

實驗中使用的所有化學品和試劑均為分析級。1,1-二苯基-2-三硝基肼基(DPPH)、2,2′-聯氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵鹽(ABTS)、2,4,6-三酰基-s-三嗪(TPTZ)(三價鐵還原抗氧化能力)、6-羟基-2,5,7,8-四甲基苯并吡喃-2-羧酸(Trolox)。

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1.2. 原料和線蟲

蘇利南櫻桃每年結果兩次,開花結果大約需要 4-5 周。果實的成熟綠色階段在大約一周内轉化為成熟的紅色階段。這兩個水果發育階段的水果是從印度卡納塔克邦邁蘇魯的園藝學院采購的。

果實在收獲後一小時内小心翼翼地轉移到實驗室。秀麗隐杆線蟲野生菌株N2和大腸杆菌菌株OP50作為禮物收到來自新德裡國家免疫學研究所分子老化實驗室的Arnab Mukhopadhyay博士。

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1.3. 水果部分的順序溶劑萃取

将綠色成熟期和紅色成熟期的蘇利南櫻桃果實的果肉和種子在50-55°C的溫度下幹燥8-10小時,細粉(125-180μm,目數為80-120),并用于順序溶劑萃取。

将粉狀水果段按照溶劑的極性增加浸泡在溶劑中,在錐形燒瓶中以1:10的比例一個接一個,并在搖床中以60rpm連續攪拌24小時。

然後将提取物過濾,濾液在真空下在旋轉閃蒸蒸發器中濃縮,得到粗提取物。計算每個提取物的産率百分比,并将提取物儲存在4°C以作進一步研究。

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1.4. 提取物中植物成分的定量

蘇利南櫻桃果實提取物的植物成分的定量是通過分光光度法對總酚類物質,單甯,類黃酮和生物堿進行的。

1.5. 體外抗氧化潛力的評估

體外測定,如DPPH,ABTS自由基清除測定和FRAP測定用于評估Surinam櫻桃果實提取物的抗氧化潛力。

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  1. 資料分析

2.1. 蘇利南櫻桃果實提取物中多酚的UPLC分析

2.1.1. UPLC-MS分析

UPLC-MS系統由混合四極杆-托夫lc/MS/MS質譜儀(Sciex Triple ToF 5600,新加坡)和ekspert 110二進制泵、ekspert 110-XL自動進樣器、ekspert PDA檢測器和ekspert 110柱溫箱組成。

Kinetex C18 100A(30 × 2.1 mm,1.7 μm)色譜柱(Phenomenex)以0.4 mL/min的流速進行分離。

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溶液A(0.1%乙酸水溶液)和溶液B(0.1%乙酸乙腈溶液,4份;100%甲醇,1份)用作流動相。通過運作梯度程式分離化合物,其中99%A持續0-1分鐘,70%A在8分鐘内,50%A在9分鐘内,99%A在12.5分鐘内,一直保持到程式結束(13.5分鐘)。

柱溫保持在35 °C,并記錄200至800 nm的紫外/可見光譜。通過UPLC-PDA(沃特世ACQUITITY UPLC-H級)對單個酚類化合物進行定量,使用校準曲線和可用的各酚類化合物純标準品。這些實驗一式三份完成。

2.1.2. UPLC-ESI-TOF-MS分析

将蘇利南櫻桃成熟的綠漿乙醇(MPE)提取物(1mg)溶解在1.0mlHPLC級甲醇中,在0.45μm注射器中過濾并注射到UPLC-ESI-TOF-MS中,用于分離和鑒定提取物中存在的化合物。

MS采集在負離子和正離子模式下運作,使用50.1500 eV的碰撞能量,使用4.0 eV的CID碎裂模式。通過解釋提取物中的化合物質譜并比較其在Phenol-Explorer和RIKEN MSn譜資料庫等資料庫中報告的品質解離模式來鑒定。

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2.2. 統計分析

在所有測定中使用每個樣品的三次重複以确定其重制性,并将值報告為平均值±标準偏差。單因素方差分析(ANOVA)和Tukey的測試,用于通過Graph Pad Prism軟體測試這些水果提取物在不同成熟階段的植物化學物質,抗氧化活性和驅蟲活性的任何差異。

提取物中酚類物質與生物活性之間的相關性研究是使用Microsoft Excel版本2016完成的。使用XLSTAT軟體進行主成分分析(PCA),将所有提取物的酚類化合物與其抗氧化和驅蟲活性相關聯。使用卡方檢驗對不同死亡率進行比較。信用證50 使用機率分析分析值,在p < 0.05 時認為值顯著。

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3. 結果和讨論

3.1. 蘇利南櫻桃的植物化學成分

不同成熟度蘇利南櫻桃果段的溶劑順序提取表明,成熟綠果的乙醇提(32.95%)和水提物(20.4%)的産量回收率最高,其次是成熟種子水提提(10.7%)和成熟綠籽水提提物(10.45%)。早些時候也報道了單花E. plap乙醇提取物的産量較低(14.55%)。

3.1.1. 總酚含量 (TPC)

TPC在成熟綠漿乙醇(MPE)提取物[41.98 mg沒食子酸當量(GAE)/g dw)]中最高,其次是成熟種子己烷(MSH)提取物(40.12 mg GAE/g dw)和成熟果肉水(MPW)提取物(38.88 mg GAE/g dw),并且彼此具有統計學上的相似性。

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與所有其他提取物相比,RSW的TPC值最小(10.07mg GAE/g dw),p <0.001。在以前的研究中也看到了類似的結果,在不同品種的蘇利南櫻桃中觀察到酚含量變化,紫色果肉、紅肉和橙肉水果的甲醇提取物分别顯示酚含量為 463、210 和 179 mg GAE/100 g fw。

然而,在另一項研究中,紫色果肉(325 毫克兒茶素/100 克 fw)和紅色肉(257 毫克兒茶素/100 克 fw)水果的總酚含量略低。

蘇利南櫻桃果實TPC的成熟相關差異也在較早的文獻中報道,因為觀察到未成熟綠色甲醇提取物中的TPC最高,紅色成熟水果乙醇提取物中最低。

與更進階的發育階段相比,初始階段的TPC高出2倍。這些發現和我們的研究表明,成熟會降低蘇利南櫻桃果實中的TPC。

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3.1.2. 生物堿含量

蘇利南櫻桃成熟綠果肉的生物堿含量最高(24.56% dw),其次是成熟的紅果肉,兩者差異顯著(p < 0.001)。

成熟綠色期種子的生物堿含量為12.54% dw,而成熟期生物堿含量最低。在早期的研究中,從單花枸杞中分離鑒定出單花楸堿A和單花林B等生物堿,新鮮成熟果肉中定量的生物堿為75.20 mg/g fw,遠高于本研究分析的成熟紅果肉的生物堿含量。

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3.2. 通過UPLC-MS/MS定量提取物中的酚類化合物

UPLC–MS分析鑒定了蘇利南櫻桃提取物中不同濃度的16種酚類化合物,單甯酸、沒食子酸、白藜蘆醇、蘆丁、芥子酸和阿魏酸是最常見的酚類化合物。

成熟種子乙酸乙酯(MSEA)和成熟種子乙醇(MSE)提取物中酚類化合物(14 Nos)含量較高;成熟籽乙醇(RSE)中定量酚(TQPC)總量最高(3625.97 mg)。

然而,用于提取的各種溶劑之間沒有太大差異,但與紙漿相比,種子樣品顯示所有溶劑的酚類物質數量更高。

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3.3. 酚類藥物與驅蟲潛能的相關性分析

MPE提取物與其驅蟲活性的相關性研究表明,酚類化合物單甯酸和肉桂酸與EHA和AMA密切相關。

而單甯酸和槲皮素與LMA相關。RPW提取物中的單甯酸和丁香酸以及RPE提取物中的芥子酸與抑制百分比具有較高的相關性,可能是這些提取物對卵孵化抑制活性的主要貢獻者。

RPE提取物中的芥子酸和MPW提取物中的單甯酸與幼蟲死亡率高度相關。MPW提取物中存在的沒食子酸和阿魏酸與成人死亡率的相關性較高。

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結構-活性關系

我們的研究表明,各種蘇利南櫻桃提取物中存在的單甯酸、沒食子酸、生物堿、槲皮素、阿魏酸和山奈酚是其驅蟲活性的原因。單甯被證明對新孵化的幼蟲的生存産生不利影響,并損害蠕蟲的消化組織。

蘇利南櫻桃提取物中單甯酸的存在(MSE中為1.65%,RPE中為0.65%,RSE中為0.81%,MPW中為0.33%,RPW中為0.70%)可能是幼蟲爆發的原因。

生物堿、兒茶素、沒食子酸和槲皮素可能與蠕蟲腸膜内的蛋白質互相作用有關, 并影響幼蟲的運動、遷移、攝食習慣、成蟲的出鞘和生存能力。

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山奈酚和蘆丁也被報道以增強蠕蟲的運動性。據報道,芹菜素可抑制幼蟲生長。與我們的結果類似,據報道單甯和多酚和/或類黃酮苷有助于抗寄生蟲功效。

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5. 結論

蘇利南櫻桃果實成熟期的植物化學成分分析顯示,UPLC-MS分析顯示存在7種酚類化合物。

通過UPLC-ESI-TOF-MS分析鑒定了熟綠果乙醇提取物中的木犀草素3-O-葡糖苷酸、矢車菊素4-葡萄糖基芸香糖苷、3-羟基苯甲酸、高香草酸,在秀麗隐杆線蟲和籼稻中均顯示出良好的驅蟲活性。

在相關性研究,PCA和構效關系研究中獲得的結果證明,酚類化合物是蘇利南櫻桃提取物生物活性的重要貢獻者。

研究表明,乙醇溶劑選擇性提取可用于從單花榕漿成熟綠色階段提取具有高驅蟲活性的化合物。這些成熟的綠色階段水果可以提前收獲(在變成紅色之前),并且可以以更有效的方式用于開發具有驅蟲潛力的功能性食品。

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