榴莲(Durio zibethinus Murr.)锦葵科常绿乔木,原产于泰国、马来西亚等东南亚和南亚热带国家,是东南亚最重要的经济水果之一[1]。榴莲因香甜浓郁的口感和强烈独特的气味备受消费者青睐,有热带水果之王的称号[2]。目前印尼是全球最大的榴莲种植区,年产量在130万t左右,占全球榴莲总产量的35.15%;泰国是仅次于印尼的榴莲主产区,年产量120万t左右,同时也是全球最大的榴莲出口国[3]。中国是全球榴莲最大的进口国,2022年进口榴莲82.45万t,进口额40.32亿美元,占全球进口比重的87.08%;2023年中国进口榴莲近143万t,进口额67亿美元。2021年海南种植榴莲开花结果,国产榴莲进入大众视野。目前海南榴莲种植面积约2 666.6 hm2,主要种植品种为金枕、干尧、猫山王。榴莲种植经济效益高,发展前景好,是优化海南水果品种结构和提升果业综合效益的有益选择,也是推动海南农民增收和促进乡村振兴战略的重要手段。

榴莲富含人体必需的大量和微量营养素,同时还含有多种活性成分,主要包括多糖、膳食纤维、氨基酸、维生素、黄酮类化合物、多酚、花青素、类胡萝卜素、叶黄素等[4]。多酚类化合物是一类广泛存在于植物中的次生代谢产物,化学结构中含有多个酚羟基,主要包括酚酸类、黄酮类和单宁类,具有较强的抗氧化活性[5]。目前的流行病学研究表明,多酚类物质可以降低心血管疾病、癌症、糖尿病的风险,还具有抗氧化、抗突变、抗炎、抑菌等多种活性功能。榴莲富含多酚类化合物[6],但是其促进人体健康的具体化学物质基础还有待挖掘。网络药理学方法已成功应用于预测食品的活性成分和主要抗病的活性药物成分筛选。将网络药理学应用于榴莲活性成分分析,有助于筛选榴莲促进人体健康功能的物质基础。

目前有关海南种植榴莲多酚类化合物指纹信息未见报道。本研究使用超高效液相色谱-串联质谱联用仪(ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)对海南地区不同品种榴莲中多酚类物质进行定性和定量分析,对比不同品种之间多酚类化合物的差异。随后应用网络药理学方法对榴莲中的关键活性成分和功能活性物质进行注释。最后探索了榴莲体外抗氧化活性与多酚类物质的相关性关系。本研究不仅丰富了海南地区榴莲的关键活性物质数据库,还有助于理解榴莲促进人体健康功能的化学物质基础,对榴莲活性成分挖掘和榴莲产业的健康发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 实验材料

本研究用到的榴莲采摘于海南省保亭黎族苗族自治县三道镇,均为树上9分熟,样品信息见图1。样品采摘后,室温放置3 d,随后取出果肉,液氮速冻备用。

1.2 仪器与设备

FA2104B电子天平,德安特传感技术有限公司;Wonbio-E全自动样品快速研磨仪,上海万柏生物科技有限公司;F-060SD超声波清洗机,济宁奥超电子设备有限公司;TYXH-I漩涡振荡器,冠森生物科技(上海)有限公司;TGL-16MS台式高速离心机,上海赵迪生物科技有限公司;LNG-T98冷冻浓缩离心干燥器,上海佐研仪器科技有限公司;AB Sciex Qtrap 6500+/Waters I-class超高效液相色谱-串联质谱联用仪,SCIEX有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 多酚类化合物定性定量分析

提取、分离:样品冻干后,称取300 mg于1.5 mL EP管中,加入600 μL预冷的水-甲醇溶液(体积比=1∶2),再加入400 μL氯仿;加入2颗小钢珠,在-20 ℃冰箱放置2 min,随后放入研磨机中研磨(45 Hz,2 min);冰水浴超声提取20 min,12 000 r/min离心10 min后取500 μL上清液于新的1.5 mL EP管中;向残渣中继续加入400 μL水-甲醇溶液(体积比=1∶2),涡旋1 min,超声提取20 min;12 000 r/min离心10 min后取300 μL上清液,与之前的500 μL上清液合并,共计800 μL;取400 μL混匀后的上清液挥干,然后用预冷的200 μL水-甲醇溶液(体积比=18∶7,含内标L-2-氯苯丙氨酸)复溶,涡旋30 s,超声2 min,-20 ℃下静置30 min;12 000 r/min离心10 min,用注射器吸取全部上清液,使用0.22 μm的有机相滤膜过滤后,转移至棕色LC进样瓶中,-80 ℃下保存备用。质控样本由所有样本的提取液等体积混合制备而成。标准品用水溶解后得到1 mg/mL标准储备液,使用标准储备液配制成混合标准液,梯度稀释后,得到不同浓度混合标准液。

测定:采用超高效液相色谱-电喷雾电离-串联质谱联用(ultra performance liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry,UPLC-ESI-MS/MS)分析方法,对目标代谢物进行定性定量检测。色谱条件为色谱柱:Waters UPLC HSS T3(100 mm×2.1 mm,1.8 μm);进样量:5 μL;流速:0.35 mL/min;流动相:A(0.1%甲酸-水溶液,体积分数),B(乙腈);洗脱方法:0 min A/B(体积比为95∶5),0.8 min A/B(体积比为95∶5),3 min A/B(体积比为75∶25),12 min A/B(体积比为56.2∶43.8),13 min A/B(体积比为1∶99),14.4 min A/B(体积比为1∶99),14.41 min A/B(体积比为95∶5),15 min A/B(体积比为95∶5)。质谱正离子模式为CUR:35 psi;EP:10;IS:5 500;CXP:10;TEM:500 ℃;Gas1:60 psi;Gas2:50 psi;负离子模式为CUR:35 psi;EP:-10;IS:-4 500;CXP:-20;TEM:500 ℃;Gas1:60 psi;Gas2:50 psi;柱温:40 ℃。

定性与定量:利用三重四极杆质谱的多反应检测模式进行定量分析,利用SCIEX OS-MQ软件中采用默认参数进行自动识别和积分,并辅助人工检查。根据代谢物的保留时间和峰型的信息,对每种代谢物在不同样本中检测到的质谱峰进行手动校正,以确保定性定量的准确,每个色谱峰的峰面积代表对应代谢物的相对含量;将代谢物的峰面积带入标准曲线拟合出的回归方程中,得到代谢物的浓度信息;根据取样量与稀释倍数等参数,对代谢物浓度信息进行进一步计算,最终得到实际样本中各代谢物的绝对含量信息。

计算如公式(1)所示:

含量

(1)

式中:C,样本中代谢物峰面积带入标准曲线计算得到的浓度值,ng/mL;V,定容体积0.2 mL;M,取样量,g或mL;N1,稀释倍数,1;N2,换算系数,10/4。

1.3.2 体外抗氧化活性检测

利用DPPH自由基清除能力检测试剂盒、羟自由基清除能力检测试剂盒、超氧阴离子含量检测试剂盒、ABTS阳离子自由基清除能力检测试剂盒分别检测样品中的DPPH自由基清除率、羟自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率和ABTS阳离子自由基清除率。

1.3.3 关键活性成分的鉴定

榴莲中的关键活性成分利用药理学数据库和分析平台(TCMSP,https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php)鉴定[7]。选择标准为口服生物利用度(oral bioavailability, OB)≥5%,药物相似性(drug-likeness, DL)≥0.14[8]。

1.3.4 人类抗病药物成分的鉴定

基于TCMSP数据库中的相关疾病注释信息,本研究总结榴莲果肉中具有抗癌/肿瘤、抗心肌梗死、抗心血管疾病、抗炎、抗关节炎、抗阿尔茨海默病和抗中风功能的药物成分。首先,在TCMSP分析平台中的CancerHSP数据库中检索榴莲中检测到的多酚类物质,以检测抗癌/肿瘤成分。其次,在TCMSP数据库下的疾病名称菜单中分别输入其余6种疾病名称“心肌梗塞”、“心血管疾病”、“炎症”、“关节炎”、“阿尔茨海默病”和“中风”,以搜索与每种疾病抵抗力相关的成分。最后,将每个抗病性的最终成分与榴莲中检测到的多酚类化合物进行比较,从而确定这6种抗病性的活性药物成分[9]。

1.4 统计分析

利用SPSS 22.0对数据进行ANOVA差异性分析,Origin 2017软件作图并进行主成分分析主成分分析(principal components analysis,PCA)和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种榴莲多酚类化合物定性及定量分析

利用UPLC-MS/MS对3个榴莲品种中128种多酚类化合物(128种多酚类化合物信息见表1)进行定性和定量检测,图2为128种多酚类化合物分类情况及标准品和样品总离子流色谱图。

从类的角度来看,128种多酚类化合物主要分为苯及取代衍生物、肉桂酸及其衍生物、香豆素及其衍生物、黄酮类化合物、异黄酮类化合物、直链1,3-二芳基丙烷类化合物、有机含氧化合物、酚类、二苯乙烯类;从亚类角度来看,主要分为苯甲酸及其衍生物、双黄酮类和多黄酮类化合物、黄烷类化合物、黄酮类、黄酮苷类、羟基肉桂酸及其衍生物、羟基香豆素类、异黄烷-2-烯类、O-甲基化黄酮类化合物。

在榴莲中共检测到26种多酚类化合物,包括黄酮醇类、黄烷醇类、二氢查尔酮类、花色素类、原花青素类、苯甲酸及其衍生物类、苯丙素类和香豆素类八大类,检测结果见表2。

金枕榴莲中共检测到19种多酚类化合物,干尧榴莲中共检测到22种多酚类化合物,猫山王榴莲中共检测到18种多酚类化合物。金枕榴莲中含量较高的前3种多酚化合物为:原花青素B2(556.65 ng/g)、表儿茶素(384.18 ng/g)、对羟基苯甲酸(258.35 ng/g);儿茶素(57.50 ng/g)为金枕榴莲特有的多酚化合物;与另外2个品种相比,金枕榴莲中阿福豆苷(3.82 ng/g)、根皮素(1.20 ng/g)、根皮苷(64.70 ng/g)、对羟基苯甲酸(258.35 ng/g)、秦皮甲素(45.08 ng/g)、东莨菪内酯(13.87 ng/g)含量最高,而杨梅苷、表没食子儿茶素、水杨酸在金枕榴莲中未检出。干尧榴莲中含量较高的前3种多酚化合物为:原花青素B2(4 604.01 ng/g)、表儿茶素(2 129.46 ng/g)、芦丁(214.60 ng/g);槲皮素(46.86 ng/g)、山奈酚-3-O-芸香糖苷(4.86 ng/g)、原花青素B1(96.28 ng/g)、肉桂酸(24.58 ng/g)为干尧榴莲特有的化合物;与另外2个品种相比,干尧榴莲中槲皮苷(177.60 ng/g)、芦丁(214.60 ng/g)、水仙苷(106.17 ng/g)、表没食子儿茶素(88.80 ng/g)、表儿茶素(2 129.46 ng/g)、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷(69.77 ng/g)、原花青素B2(4 604.01 ng/g)、原花青素B3(83.73 ng/g)、水杨酸(117.70 ng/g)含量最高,而没食子酸、秦皮甲素、东莨菪内酯在干尧榴莲中未检出。猫山王榴莲中含量较高的前3种多酚化合物为:原花青素B2(713.59 ng/g)、表儿茶素(373.91 ng/g)和对香豆酸(336.15 ng/g);与另外2个品种相比,猫山王榴莲中杨梅苷(13.13 ng/g)、没食子酸(40.37 ng/g)、原儿茶酸(41.46 ng/g)、芥子酸(42.93 ng/g)、阿魏酸(65.99 ng/g)、对香豆酸(336.15 ng/g)含量最高,而阿福豆苷、根皮素、原花青素B3在猫山王中未检出。3个榴莲品种中多酚类化合物种类和含量存在显著差异。本研究所采摘的榴莲均来自同一个产地,因此排除土壤及气候对榴莲中多酚化合物合成的影响。推测不同榴莲品种中多酚种类和含量存在差异的原因可能与其基因相关,基因可以调控多酚合成相关酶的种类、活性等,这些基因在不同品种榴莲中的表达水平可能不同,进而导致果实中多酚类化合物种类和含量有所差异[10]。

为了进一步确定各品种榴莲中的特征多酚化合物指纹,利用检测到的多酚类化合物对3个榴莲品种做PCA,结果见图3。从得分向量图中可以看出,3个榴莲品种分布在PCA图中不同区域,组间距离较远,组内分布集中。说明3个榴莲品种间多酚类化合物差异显著,多酚类化合物的种类和含量与榴莲的品种密切相关。结合跟向量图,秦皮甲素、儿茶素、对羟基苯甲酸为金枕榴莲中的特征多酚类化合物;肉桂酸、原花青素B1、B2、槲皮素、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮苷、表儿茶素、芦丁、水杨酸、水仙苷为干尧榴莲的特征多酚类化合物;对香豆酸为猫山王榴莲的特征多酚类化合物。

通过对3个榴莲品种的多酚类化合物指纹进行分析,原花青素B2、表儿茶素在3个榴莲品种中均含量较高,是主要的多酚类化合物。秦皮甲素、儿茶素、对羟基苯甲酸为金枕榴莲中的特征多酚指纹,其中儿茶素为金枕榴莲中特有的多酚指纹;肉桂酸、原花青素B1、B2、槲皮素、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮苷、表儿茶素、芦丁、水杨酸、水仙苷为干尧榴莲的特征多酚指纹,其中槲皮素、山奈酚-3-O-芸香糖苷、原花青素B1、肉桂酸为干尧榴莲特有的多酚指纹;对香豆酸为猫山王榴莲的特征多酚指纹。

2.2 网络药理学分析

2.2.1 与人体健康相关的关键活性成分筛选

多酚是一类天然生物活性物质,具有多种活性功能。筛选榴莲多酚化合物中关键活性成分有助于解释榴莲促进健康功能的物质基础。在检测到的26种化合物中,23种与至少1种目标蛋白和疾病相关,3种化合物没有相应的目标蛋白和病症。对于注释与至少1种靶蛋白和疾病相关的23种化合物,根据OB≥5%,DL≥0.14的标准,有9种物质被认为是榴莲中的活性成分,包括原花青素B1、儿茶素、表没食子儿茶素、槲皮素、表儿茶素、秦皮甲素、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、杨梅苷、水仙苷(表3)。其中有3种物质满足筛选潜在候选药物的常用标准(OB≥30%,DL≥0.18)[11-12],分别为原花青素B1、儿茶素、槲皮素,这3种物质是海南种植榴莲中的核心关键活性成分。所有这9种物质对223种靶蛋白起作用,对应586种疾病。满足潜在药物选择标准的3种物质与176种靶蛋白相关,对应349种疾病。这些疾病主要涉及癌症、肿瘤、心血管疾病,炎症等。总之,这9种多酚类化合物是海南种植榴莲中与人类健康相关的核心关键活性成分。

2.2.2 与人类疾病相关的活性药物成分筛选

癌症、肿瘤、心肌梗死、心血管疾病,炎症、关节炎、阿尔兹海默病、中风等疾病对人类健康构成严重威胁。基于上述关键活性成分的注释信息,这7种疾病是榴莲中黄酮酚类化合物对应的主要疾病。然而,哪些关键活性成分也属于活性药物成分,仍不清晰。通过查询TCMP数据库和CanerHSP数据库,共有23种黄酮酚类物质被鉴定为榴莲中的活性药物成分(表2)。

这23种物质中的9种物质也在上文提到的活性成分中进行了注释。验证了榴莲中上述关键活性成分对人体健康的可靠性。在鉴定的23种物质中,20种物质与多种疾病相对应;包括儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素在内的15种物质对所有7种疾病都有抗性;原花青素B2、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、秦皮甲素对6种疾病具有抗性;芦丁对3种疾病具有抗性;杨梅苷对2种疾病具有抗性;山奈酚-3-O-芸香糖苷和水仙苷对1种疾病具有抗性。说明榴莲多酚类化合物中这些物质可能是与人类健康相关的核心活性药物成分。

2.3 不同品种榴莲体外抗氧化活性分析

多酚类化合物对自由基有较强的捕捉能力,从而表现出较好的抗氧化功能,是一类天然的抗氧化剂。不同品种榴莲多酚提取物的DPPH自由基清除率、羟自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率、ABTS阳离子自由基清除率见图4。

从图4中可以看出,3个品种榴莲多酚提取物都具有一定的体外抗氧化活性,且不同品种榴莲的抗氧化能力具有显著差异(P<0.05)。干尧榴莲的DPPH自由基清除率、羟自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率、ABTS阳离子自由基清除率均最高,分别为48.19%、74.18%、74.92%、59.15%。干尧榴莲的4种自由基清除率显著高于猫山王榴莲(32.36%、40.72%、59.15%、48.19%);除ABTS阳离子自由基清除率差异不显著外,其余3种自由基清除率干尧显著高于金枕榴莲。金枕榴莲DPPH自由基清除率(35.66%)、羟自由基清除率(56.99%)、ABTS阳离子自由基清除率(53.17%)显著高于猫山王榴莲,超氧阴离子自由基清除率二者差异不显著。

对自由基清除能力与黄酮酚类化合物含量做相关性分析,探索二者之间的相关性关系。由图5可以看出,榴莲体外抗氧化能力与黄酮醇类、黄烷醇类、原花青素类多酚化合物呈正相关,与绝大多数苯甲酸及其衍生物、苯丙素类化合物呈负相关。原花青素、槲皮素、芦丁、槲皮苷、水仙苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、表儿茶素、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、水杨酸、肉桂酸为榴莲中发挥抗氧化功能的主要活性物质。这些物质也包含了前文注释到的与人类健康相关的关键活性成分及活性药物成分。

各多酚类化合物之间也存在相关性关系。槲皮素、槲皮苷、芦丁、水仙苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、表儿茶素、原花青素B1、原花青素B2、水杨酸、肉桂酸之间相互呈显著正相关(P<0.05);槲皮素、槲皮苷、芦丁、水仙苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、表儿茶素、根皮苷、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、原花青素B1、原花青素B2、原花青素B3与没食子酸、原儿茶酸、芥子酸、阿魏酸、对香豆酸、东莨菪内酯呈负相关。表没食子儿茶素与杨梅苷呈显著正相关(P<0.05),且二者均与儿茶素、根皮素、对羟基苯甲酸、秦皮甲素呈负相关;儿茶素与对羟基苯甲酸呈显著正相关(P<0.05)。总的来说,黄酮醇类、黄烷醇类、原花青素类多酚化合物含量与苯甲酸及其衍生物、苯丙素类化合物含量呈负相关。多酚化合物的合成是一个复杂的代谢过程,黄酮醇类、黄烷醇类、原花青素类多酚化合物与苯甲酸及其衍生物、苯丙素类化合物在合成初期可能存在对共同前体物质的竞争,这导致二者含量上出现负相关。此外,黄酮醇类、黄烷醇类、原花青素类多酚化合物主要参与抗氧化、调节植物生长发育、防御病虫害等生理功能,而苯甲酸及其衍生物、苯丙素类等酚酸类化合物主要参与调节细胞壁的结构和功能,在榴莲生长过程中,会根据环境条件优先合成自身需要的化合物,这也导致了二者含量上的负相关[13]。

3 讨论

多酚类化合物是植物中的次生代谢产物,广泛存在于水果、蔬菜、茶、豆类等植物中,具有强抗氧化活性。文献报道,榴莲富含多酚类化合物,如类黄酮(黄烷酮、黄酮醇、黄烷醇、花青素)、酚酸(肉桂酸和羟基苯甲酸)等[6]。多酚类化合物的种类、含量与榴莲的产地、品种、成熟期等密切相关。本研究通过检测海南地区3个不同品种榴莲中的多酚类化合物,以期了解海南地区不同品种榴莲的多酚指纹。在3个榴莲品种中共检测到26种多酚类化合物,包括7种黄酮醇类、3种黄烷醇类、2种二氢查尔酮类、3种原花青素类、1种花色素类、4种苯甲酸及其衍生物、4种苯丙素类和2种香豆素类。TOLEDO等[10]对泰国5个榴莲品种中多酚类化合物进行分析,结果显示各品种榴莲中多酚种类和含量差异较大,金枕榴莲中多酚类化合物种类最多,包括槲皮素(2 549.30 mg/100 g FW)、芦丁(912.05 μg/100 g FW)、阿魏酸(414.40 μg/100 g FW)、没食子酸(2 072.00 μg/100 g FW)、咖啡酸(490.00 μg/100 g FW),其中咖啡酸和槲皮素是金枕榴莲的主要活性物质。这与本研究结果相差较大,本研究显示干尧榴莲中检测到的多酚类化合物种类最多,金枕榴莲中未检测到槲皮素,秦皮甲素、儿茶素、对羟基苯甲酸为金枕榴莲中的特征多酚。文献报道干尧榴莲中只检测到槲皮素(2.44 mg/100 g FW),本研究显示槲皮素是干尧榴莲的特有多酚;芦丁在干尧榴莲中含量最高,为其他2个品种的15倍;阿魏酸在干尧榴莲中含量为5.87 ng/g。此外,本研究显示没食子酸在干尧榴莲中未检测到,这与文献报道相似。值得注意的是,本研究中金枕榴莲中没食子酸含量为22.85 ng/g,远低于文献报道含量。还有学者在金枕榴莲中检测到橙皮素(562.98 μg/100 g FW)、橙皮苷(200.00 μg/100 g FW)、山奈酚(830.26～2 200.00 μg/100 g FW)、杨梅素(320.00～2 087.83 μg/100 g FW)、肉桂酸(600.00～660.00 μg/100 g FW)、对香豆酸(29.22～600.00 μg/100 g FW)、对茴香酸(1.48 μg/100 g FW)、香草酸(20.72～300.00 μg/100 g FW)[14-17]。这与本研究中检测到的多酚化合物种类相差较大,除对香豆酸外,本研究在金枕榴莲中还检测到芥子酸、对羟基苯甲酸、原花青素、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷等化合物。造成研究结果与文献报道差异较大的原因与榴莲的产地和品种相关,本研究以海南种植榴莲为研究对象,文献中多以越南榴莲和马来西亚榴莲为研究对象。这也进一步说明了掌握海南种植榴莲多酚指纹的重要性,这对评价海南种植榴莲营养价值及活性成分挖掘具有重要意义。

多酚类化合物结构中含有多个酚羟基,因此具有较强的抗氧化活性。3个榴莲品种的自由基清除能力从大到小依次为干尧、金枕、猫山王,这与干尧榴莲中检测到的多酚化合物种类和含量较高有关。根据多酚化合物统计学分析结果,干尧榴莲中含量较高的前3种多酚化合物为原花青素B2、表儿茶素、芦丁,槲皮素、山奈酚-3-O-芸香糖苷、原花青素B1、肉桂酸、槲皮苷、水杨酸、水仙苷为干尧榴莲的特征多酚。相关性分析显示原花青素、槲皮素、芦丁、槲皮苷、水仙苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、表儿茶素、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、水杨酸、肉桂酸为榴莲中发挥抗氧化功能的主要活性物质,这些物质均为干尧榴莲的特征多酚,因此干尧榴莲表现出最强的体外抗氧化活性。

在了解海南地区榴莲多酚化合物指纹的基础上,为了进一步挖掘榴莲中的活性成分,本研究利用网络药理学方法对海南地区榴莲中的重要关键活性成分和抗病活性物质进行注释。在海南地区种植榴莲中发现9种活性成分,分别为原花青素B1、儿茶素、表没食子儿茶素、槲皮素、表儿茶素、秦皮甲素、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、杨梅苷、水仙苷。其中原花青素B1、儿茶素、槲皮素是关键活性成分。这些物质同时也是与人类健康相关的核心活性药物成分。据报道,槲皮素、儿茶素和原花青素B1分子结构中含有多个酚羟基,可有效清除自由基,能够在多个细胞位点发挥抗氧化作用;还可以抑制炎症细胞的活化和炎症因子的释放,减轻炎症反应[18-19];在神经退行性疾病如阿尔兹海默症和帕金森病的研究中,也显示出潜在的神经保护作用,可减少神经炎症介质的释放,减少氧化应激对神经元的损伤,改善认知功能和运动障碍[20];此外这3种物质还具有促进心血管舒张、降低血脂、抗动脉粥样硬化、抑制癌细胞增殖、诱导癌细胞凋亡、抗糖尿病等作用[21]。槲皮素还可以改善卵巢早衰[22-23]。原花青素B1对视网膜细胞具有保护作用,可维持正常的视觉功能,改善视力[24]。根据文献报道,榴莲在抗炎、抗氧化、抗胆固醇方面具有一定的作用,还可以辅助治疗多囊卵巢引起的不孕[25]。这可能与榴莲中这些关键活性成分的存在有关。挖掘榴莲中的关键活性物质,一方面有助于解释榴莲促进健康功能的物质,另一方面有利于榴莲药用价值开发,延长海南地区榴莲产业链。

4 结论

本研究以海南地区3个榴莲品种为研究对象,利用UPLC-MS/MS和网络药理学对榴莲中的多酚类物质进行定性和定量分析,解析各榴莲品种中的特征多酚指纹,挖掘榴莲中的重要关键活性成分和抗病活性物质。结论如下:

a)海南地区主栽榴莲中共检测到黄酮醇类、黄烷醇类、二氢查尔酮类、花色素类、原花青素类、苯甲酸及其衍生物类、苯丙素类和香豆素类八类26种多酚类化合物,原花青素B2、表儿茶素是3个品种中主要的多酚类化合物。

b)秦皮甲素、儿茶素、对羟基苯甲酸为金枕榴莲中的特征多酚指纹,其中儿茶素为金枕榴莲中特有的多酚指纹;肉桂酸、原花青素B1、B2、槲皮素、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮苷、表儿茶素、芦丁、水杨酸、水仙苷为干尧榴莲的特征多酚指纹,其中槲皮素、山奈酚-3-O-芸香糖苷、原花青素B1、肉桂酸为干尧榴莲特有的多酚指纹;对香豆酸为猫山王榴莲的特征多酚指纹。

c)在榴莲中共注释到9种活性成分及23种与人类健康相关的核心活性药物成分。其中原花青素B1、儿茶素、槲皮素是海南种植榴莲中的核心关键活性成分。

d)3个榴莲品种体外抗氧化能力从大到小依次为:干尧、金枕、猫山王。原花青素、槲皮素、芦丁、槲皮苷、水仙苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、表儿茶素、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、水杨酸、肉桂酸为榴莲中发挥抗氧化功能的主要活性物质。

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Active ingredients in durian and active pharmaceutical ingredients related to human health

ZHANG Jing1, XIE Shenghua1, ZHENG Daojun1, SUN Yangyang1, ZHONG Yiwang1, LI Xianghong1, GUO Lijun2, DENG Huidong2, QIAO Yang2, FENG Xuejie1,2*

1(Sanya Research Institute, Hainan Academy of Agricultural Science, Sanya 572000, China)

2(Institute of Tropical Fruit Tree, Hainan Academy of Agricultural Science, Haikou 570100, China)

ABSTRACT In 2023, the durian planted in the Hainan region blossomed and fruited.To comprehensively evaluate the active ingredients and antioxidant functions in vitro of different varieties of durian in the Hainan region, this study used ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry combined with network pharmacology to conduct qualitative and quantitative analyses of polyphenolic compounds in the pulp of three main durian varieties cultivated in Hainan (Monthong, Kan Yao, and Musang King).A total of 26 polyphenolic compounds were detected, with 19, 22, and 18 detected in Monthong, Kan Yao, and Musang King respectively.Procyanidin B2 and epicatechin had the highest contents among the three durian varieties and were the main polyphenolic compounds.Catechin was the unique polyphenolic fingerprint of Monthong.Quercetin, nicotiflorin, procyanidin B1, and trans-cinnamic acid were the unique polyphenolic fingerprints of Kan Yao.The results of network pharmacology showed that 9 and 23 compounds were annotated as the main active ingredients and active pharmaceutical ingredients respectively.Procyanidin B1, catechin, and quercetin were the key active ingredients in durian planted in Hainan.The results of in vitro antioxidant activity indicated that Kan Yao has the strongest in vitro antioxidant activity.Procyanidin, quercetin, rutin, quercitrin, narcissin, nicotiflorin, epicatechin, delphinidin 3-glucoside, salicylic acid, and trans-cinnamic acid were the main active substances that exerted antioxidant functions in durian.This study has enriched the active substance database of durian in the Hainan region and provided a reference for the excavation of active ingredients of durian and the healthy development of the durian industry.

Key words Hainan; durian; polyphenol; network pharmacology

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.041473

引用格式：张晶,谢圣华,郑道君,等.榴莲中活性成分及与人体健康相关的活性药物成分研究[J].食品与发酵工业,2025,51(16):150-161.ZHANG Jing,XIE Shenghua,ZHENG Daojun, et al.Active ingredients in durian and active pharmaceutical ingredients related to human health[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(16):150-161.

第一作者：博士,助理研究员(冯学杰研究员为通信作者,E-mail:13807680898@163.com)

基金项目：2024年海南省重点研发联合征集项目(ZDYF2024XDNY251);2022年海南省农业科学院揭榜挂帅项目(HAAS2022JBGS01);2022年“崖州湾”菁英人才科技专项项目(SCKJ-JYRC-2022-103);海南省农业科学院引进人才科研启动费项目(HAAS2023RCQD07)

收稿日期：2024-10-31,改回日期:2024-12-10