在植物学领域顶刊Molecular Plant、Nature Plants上发表论文，这个实验室总结植物活性成分检测！

植物活性成分是指构成植物体内的物质中，除水分、糖类、蛋白质类、脂肪类等必要营养物质外，还包括的次生代谢产物，如萜类、黄酮、生物碱、甾体、木质素、矿物质等。这些物质对人类以及各种生物具有生理促进作用，因此被称为植物活性成分。下面，就和小普一起来了解一下吧！

一、植物中主要富含的活性物质及功能

植物在大自然界中扮演主要的角色，因其富含多种生物活性物质而备受关注。这些活性物质按照化学结构和功能特性可分为多个主要类别，每种类别都具有独特的生理活性和健康功效。

• 1.酚酸类是一类含有酚羟基和羧基的有机化合物，是植物中广泛存在的一类重要活性成分。它们属于水溶性成分，具有酚羟基和羧基的双重结构特征，如咖啡酸、绿原酸和阿魏酸等，在植物中含量丰富，具有显著的抗氧化活性[1]。

• 2.黄酮类化合物是一类重要的植物多酚类次级代谢产物，具有C6-C3-C6的基本碳架结构。它们广泛分布于植物的根、茎、叶、花和果实中，是植物中广泛存在的一类生物活性成分，如槲皮素、山奈酚和杨梅素等，能够清除自由基，抑制氧化应激反应，对预防心血管疾病、癌症和抗衰老具有积极作用[2]。

• 3.生物碱是一类在自然界中广泛存在的重要次级代谢产物，它们是由氨基酸或转氨基作用衍生而来的复杂化合物。生物碱通常含有氮原子，具有显著的生理活性，是中草药成分中极为重要的一类，具有相当强烈的药理效应。

• 4.萜类是一类广泛存在于自然界中的化学成分，主要来源于植物、真菌、昆虫、海洋生物、植物病原体、动物和内生菌等。这些化合物具有从简单到复杂的结构，主要来源于异戊二烯二磷酸（IPP）、二甲基烯丙基二磷酸（DMAPP）、甲羟戊酸和脱氧木酮糖生物合成途径，如茯苓酸、皂皮酸和山楂酸等，有研究表明，牡荆素、异荭草素、熊果酸、山楂酸等成分以及山楂提取物可以有效调节癌症相关的信号通路，通过多种机制发挥抗癌作用[5]。

此外，蔬菜、水果中还含有丰富的矿物质元素如钾、镁、钙、锌等，这些矿物质参与多种生理过程，对维持人体电解质平衡和酶活性具有重要作用。

图.植物中的活性物质。

二、植物活性成分的检测方法

植物功能性食品的活性成分检测方法多样化，主要包括物理化学分析、生物活性评价和代谢组学分析等几大类。物理化学分析方法是检测活性成分的基础，主要包括高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）等现代分析仪器。这些方法能够对植物中多酚类、黄酮类、酚酸类等活性成分进行定性和定量分析，确保功能性食品中活性成分的准确识别和含量测定。特别是高分辨率检测技术，在植物功能性食品开发过程中发挥着决定性作用。植物活性成分的检测方法近年来发展迅速，形成了多种技术手段相结合的综合分析体系。以下是当前主流的检测方法：

（1）色谱分析法

色谱技术是植物活性成分检测的基础方法。高效液相色谱法（HPLC）因其高分辨率和高灵敏度被广泛应用，能够同时检测多种活性成分。超高效液相色谱（UPLC）进一步提高了分析速度和分离效率，能够在更短时间内完成复杂样品的分析[6]。气相色谱（GC）则主要用于挥发性成分的检测，如精油中的萜类化合物。

（2）光谱分析法

紫外-可见分光光度法因其操作简便、成本低廉而被广泛用于总酚、总黄酮等活性成分的快速测定。红外光谱（IR）和拉曼光谱可用于活性成分的结构鉴定和指纹图谱分析。核磁共振（NMR）技术能够提供分子的详细结构信息，在活性成分鉴定中发挥重要作用。

（3）质谱分析法

液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）是目前植物活性成分分析的主流技术之一，能够同时实现定性和定量分析。三重四极杆质谱（QQQ）具有高灵敏度和选择性，适用于微量成分的检测。高分辨质谱如Orbitrap和TOF能够精确测定分子量，为活性成分的结构鉴定提供准确数据[7]。

植物功能性食品活性成分的检测方法需要综合运用多种技术手段，从成分分析、活性评价到代谢研究，全面评估活性成分的含量、功效和生物利用度。这些检测方法的不断发展和完善，为植物功能性食品的开发和质量控制提供了科学依据和技术支持。

三、文献分享

浆果及其活性成分在预防老年性黄斑变性预防中的作用

期刊名称：Antioxidants

影响因子：6.6

DOI：https://doi.org/10.3390/antiox13121558

1.研究内容

年龄相关性黄斑变性（AMD）是老年人视力丧失的主要原因，目前尚无逆转视网膜变性的治疗方法，因此干预措施重在延缓病程。浆果富含黄酮类、花青素、类胡萝卜素和白藜芦醇等生物活性物质，具有抗氧化、抗炎和抗血管生成特性。本文综述了动物实验和临床研究结果，总结了已被证实可预防或延缓AMD进展的浆果，以及具有潜在治疗价值的浆果，并分析了其中关键植物化学物的作用机制及应用特性。

2.研究结果

（一）视网膜相关性黄斑变性的定义和分类

视网膜相关性黄斑变性（AMD）占全球所有失明的87%，是发达国家最常见的致盲原因，特别是在60岁及以上的人群中。AMD仍然是一个重大的公共卫生问题，预计到2040年患病人数将达2.88亿。其发病机制涉及氧化应激、慢性炎症和脂质代谢失调。AMD分为两型：干性（萎缩性）进展缓慢，因玻璃疣积累和地图状萎缩导致中心视力逐渐丧失；湿性（新生血管性）进展快、视力损伤严重，由异常血管生长和渗漏引起。由于神经退行性过程不可逆，早期检测和干预对保护视力至关重要。

（二）视网膜相关性黄斑变性的致病机制

氧化应激是AMD的主要原因之一，会导致在视网膜层内形成玻璃状蛋白脂蛋白和炎性沉积物。随玻璃疣增大、增多，病情进展至早期或中期AMD。地图状萎缩（GA）表现为视网膜色素上皮（RPE）细胞、光感受器和脉络膜毛细血管变性，见于晚期AMD。玻璃疣和色素沉着异常是疾病进展的关键指标。晚期AMD可发展为脉络膜新生血管（CNV），导致湿性AMD，异常血管引发瘢痕和渗漏，造成严重视力丧失。（图1）。

图1.年龄相关性黄斑变性（AMD）的病理生理学机制。

（三）浆果中的活性物质及在AMD中的保护机制

尽管目前除蓝光防护外，缺乏有效的措施来治愈早期年龄相关性黄斑变性(AMD)，但人们对饮食干预的兴趣日益增加。例如，据报道，地中海式饮食与晚期AMD进展风险降低相关，其主要成分包括矿物质、维生素、ω-3脂肪酸和类胡萝卜素。浆果，包括蓝莓，蔓越莓，醋栗，乌藨子和黑莓，是一组广泛的蓝色，紫色或红色小尺寸和高度易腐的水果，富含植物化学物质，如花青素，类黄酮，类胡萝卜素和白藜芦醇（图2）。这些化合物因其健康益处而获得显著关注，特别是在预防和管理慢性疾病，包括糖尿病、肥胖和高血压方面。

图2.浆果及其具有潜在治疗作用的植物化合物。

①黄酮类

黄酮类是浆果中主要的多酚亚类，涵盖黄酮醇、黄烷醇、异黄酮等。它们通过激活Nrf2信号通路上调HO-1、SOD、GSH等抗氧化酶，减轻视网膜氧化应激；同时调节PI3K/AKT通路，影响Bax、Bcl-2和caspase-3等凋亡相关蛋白，从而抑制视网膜色素上皮（RPE）细胞凋亡。此外，黄酮类还能抑制TLR4/NF-κB和MAPK通路，发挥抗炎作用，这些机制共同有助于减缓AMD的进展。

图3.植物化学物质在减缓年龄相关性黄斑变性（AMD）进展中所采用的保护机制。

②花青素

花青素是黄酮类的特定子类，赋予蓝莓、越橘等浆果鲜艳的红蓝紫色。它们具有强大的清除活性氧（ROS）能力，保护视网膜细胞完整性；通过抑制MAPK通路（包括ERK1/2和p38）并激活PI3K/Akt通路，增强细胞的抗氧化防御。同时，花青素减少促炎细胞因子如白细胞介素和肿瘤坏死因子-α的表达，从而减轻慢性炎症导致的视网膜损伤，使其在AMD预防和管理中特别有益。

③类胡萝卜素

类胡萝卜素是浆果中另一类重要色素，人体无法合成，必须通过饮食摄取。其中叶黄素和玉米黄质集中于视网膜黄斑区，能吸收有害蓝光、减少光化学损伤，并作为局部抗氧化剂降低脂褐素形成。它们还通过抑制NF-κB和MAPK通路的激活，减轻视网膜炎症。β-胡萝卜素则作为维生素A前体，对视力维持至关重要。这些特性使类胡萝卜素在保护黄斑、降低AMD风险方面发挥核心作用。

④白藜芦醇

白藜芦醇是一种二苯乙烯类天然酚化合物，主要存在于葡萄、蓝莓等浆果果皮中。它通过增强线粒体生物能量学减少活性氧生成，并激活SIRT1（一种调节细胞应激反应和修复的组蛋白去乙酰化酶），从而保护人视网膜色素上皮细胞免受UVA诱导的损伤。尽管白藜芦醇在心血管、神经保护和抗衰老领域研究广泛，但其在AMD临床结局中的具体益处仍相对未被探索，需要进一步研究其药代动力学特性和长期安全性。

（四）不同浆果的实验和临床研究

近年来，越来越多的流行病学和临床研究强调了浆果对各种非传染性慢性疾病的保护作用，如心血管疾病，糖尿病和神经退行性疾病。浆果的消费与全因死亡率的降低有关。此外，通过食用富含抗氧化剂的食物、膳食补充剂和保护眼睛健康的营养食谱，可以潜在地减轻发生年龄相关性黄斑变性（AMD）的风险。文献中的可用数据也支持浆果在AMD中的潜在作用，其中含有在这些补充剂和饮食模式中起关键作用的元素。

①越橘，Vaccinium myrtillusL.

越橘富含花青素，传统上用于维护眼睛健康。临床前研究表明，越橘提取物能增强玻璃膜疣中β-淀粉样蛋白沉积的清除，抑制STAT3和NF-κB的激活，从而减轻视网膜炎症和感光细胞损伤。在内毒素诱导的葡萄膜炎模型中，越橘还能减少视紫红质耗竭并防止感光细胞外节缩短。此外，临床试验提示越橘提取物有助于缓解眼睛疲劳，但直接针对AMD进展的证据仍较为有限。

②黑涩石楠，Aronia melanocarpa

黑涩石楠含有高浓度的花青素苷，具有突出的抗氧化能力。动物实验显示，黑涩石楠果实提取物可保护视网膜免受碘酸钠诱导的退行性损伤，显著改善晶状体蛋白的表达，从而维持视网膜神经细胞的稳定性。与益生菌发酵乳杆菌NS9联合使用可进一步恢复微生物群平衡，协同增强保护效果。同时，黑涩石楠通过抑制iNOS和COX-2，减少NO、PGE2和TNF-α等炎症介质，在内毒素诱导的葡萄膜炎模型中呈剂量依赖性地减轻炎症，显示出作为抗炎剂治疗炎症性眼病的潜力。

③枸杞，Lycium barbarumL.

枸杞富含叶黄素、玉米黄质（以二酯形式存在，生物利用度较高）、多糖及甜菜碱。随机试验表明，每日温水食用约15克枸杞可提供约3毫克玉米黄质，显著提高黄斑色素光密度（MPOD），这与降低AMD风险密切相关。枸杞还通过调节线粒体功能、抑制炎症与凋亡、抗氧化及抑制神经元退行性变等多种机制，在视网膜色素变性模型中显示出神经保护作用，能够减缓视网膜退变。然而，目前关于枸杞与AMD的直接临床研究仍然相当有限。

表1.枸杞动物实验和功能总结。

④黑醋栗，Ribes nigrumL.

黑醋栗主要含有飞燕草素-3-芸香糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷等花青素。体外研究发现，黑醋栗提取物能有效抑制ARPE-19细胞中有毒代谢物A2E的积累，并恢复超氧化物歧化酶1（SOD1）的表达，从而保护视网膜色素上皮细胞免受蓝光损伤。此外，黑醋栗可促进视紫红质再生，对弱光视觉有益。在一项随机、双盲、安慰剂对照临床试验中，含有黑醋栗、枸杞、菊花等成分的植物配方在45天和90天后均显著提高了受试者的黄斑色素光密度，但尚未有研究直接评估黑醋栗对AMD进展的影响。

表2.浆果植物化学物在年龄相关性黄斑变性中的实验与临床研究。

浆果富含多种抗氧化植物化学物质，如花青素，类黄酮，类胡萝卜素和白藜芦醇，在预防和管理年龄相关性黄斑变性（AMD）方面表现出很大的潜力，但当前仍面临重大挑战。许多浆果来源的植物代谢物生物利用度较低，严重限制了其在体内的实际效果。除越橘、枸杞等少数浆果外，蓝莓、红莓、葡萄、柿子、鹅莓、酸樱桃等浆果虽然在动物实验中表现出抗氧化、抗炎、抗菌或抗衰老特性，但缺乏针对AMD的严格临床试验验证。未来需要更多临床研究来证实这些浆果在AMD预防和管理中的功效，并探索提高生物利用度的策略，如剂型改进或联合用药。

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参考文献：

[1] Ng TK, Chu KO, Wang CC, et al. Green Tea Catechins as Therapeutic Antioxidants for Glaucoma Treatment. Antioxidants (Basel). 2023;12 (7):. doi:10.3390/antiox12071320.

[2] Bangar SP, Chaudhary V, Sharma N, et al. Kaempferol: A flavonoid with wider biological activities and its applications. Crit Rev Food Sci Nutr. 2023;63 (28):9580-9604. doi:10.1080/10408398.2022.2067121.

[3] Peng Y, Yan Y, Wan P, et al. Gut microbiota modulation and anti-inflammatory properties of anthocyanins from the fruits of Lycium ruthenicum Murray in dextran sodium sulfate-induced colitis in mice. Free Radic Biol Med. 2019;136:96-108. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2019.04.005.

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[5] Zhou Z,Nan Y,Li X, et al. Hawthorn with "homology of medicine and food": a review of anticancer effects and mechanisms. Front Pharmacol. 2024;15:1384189. doi:10.3389/fphar.2024.1384189.

[6] Arrizabalaga-Larrañaga A, Epigmenio-Chamú S, Santos FJ, et al. Determination of banned dyes in red spices by ultra-high-performance liquid chromatography-atmospheric pressure ionization-tandem mass spectrometry. Anal Chim Acta. 2021;1164:338519. doi:10.1016/j.aca.2021.338519.

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（实验室部分拍摄）