无花果叶生物活性与安全性研究：温度优化调控抗氧化效能及FTIR指纹图谱鉴别

《Food Science & Nutrition》：Fig Leaf Bioactivity and Safety: Temperature Optimization and FTIR Authentication

本文系统研究四个无花果叶品种（BTM/Black Violet/Longue d'Aout/Sultane）在不同干燥温度（50°C–80°C）下的生物活性变化规律，通过FTIR-PCA实现96.8%准确率的品种鉴别，并发现60°C为最佳干燥温度。细胞实验证实提取物对正常肝细胞（THLE-2）具有高安全性（IC50=15.3 mg/mL），对肝癌细胞（HepG2）展现2.18倍选择性毒性，为无花果叶作为功能性食品原料提供科学依据。

　　

1 引言

全球功能性食品市场的快速扩张推动了对植物副产物高值化利用的研究。无花果（Ficus carica L.）叶片作为农业生产副产物，富含酚类化合物（包括花青素、黄酮醇和芦丁），具有抗氧化、抗炎等生物活性。然而，加工温度对活性成分的影响及品种间差异尚未系统研究。本研究选取四个地理来源不同的无花果叶品种（BTM、Black Violet、Longue d’Aout和Sultane），通过水提法探究干燥温度（50°C–80°C）对生物活性的影响，并利用FTIR光谱结合主成分分析（PCA）进行品种鉴别，最后通过细胞毒性实验评估其安全性。

2 材料与方法

2.1 实验设计

研究流程包括样品采集、烘干粉碎、水提物制备、 phytochemical分析（TPC、TFC、DPPH/ABTS/FRAP抗氧化活性）、FTIR光谱分析、细胞毒性（MTT法）评估及统计分析。

2.2 样品处理

选取成熟期叶片，在50°C、60°C、70°C、80°C下烘干12小时至含水量<8%，粉碎过60目筛后储存。水提条件为1:25 (w/v) 料液比、95°C水浴30分钟，提取液经旋转蒸发浓缩。

2.3 生物活性分析

TPC采用Folin-Ciocalteu法（以没食子酸当量GAE表示），TFC通过铝盐比色法（以槲皮素当量QE表示）。抗氧化活性通过DPPH自由基清除率（IC₅₀）、ABTS自由基清除能力（Trolox当量TE）和FRAP铁还原能力（TE）评估。

2.4 FTIR-PCA分析

采用透射模式采集4000–600 cm^?1光谱，经基线校正和矢量归一化后，通过PCA进行品种鉴别，并采用留一法交叉验证（LOOCV）准确率。

2.5 细胞毒性实验

选用人肠上皮癌细胞（Caco-2）、人肝癌细胞（HepG2）和正常人肝细胞（THLE-2），通过MTT法检测细胞活力，计算IC₅₀和选择性比率（THLE-2 IC₅₀/HepG2 IC₅₀）。

3 结果与讨论

3.1 形态特征与温度影响

四个品种叶片形态差异显著（深裂至中裂）。温度实验表明，60°C时所有品种的TPC和TFC均达峰值，其中Longue d’Aout的TPC最高（53.8±4.80 mg GAE/g），TFC为13.51±1.09 mg QE/g。温度升至70°C–80°C时，Black Violet（富含花青素）的TPC下降最显著（11.9%），而Longue d’Aout（富含热稳定性酚酸）仅下降11.3%，表明品种间热稳定性差异与化学成分组成相关。

3.2 抗氧化活性机制差异

DPPH（氢原子转移机制HAT）活性在60°C最优，Longue d’Aout的IC₅₀低至0.96 mg/mL；而ABTS/FRAP（单电子转移机制SET）在70°C–80°C活性增强，如Sultane的ABTS值在80°C达14.44 mg TE/g。相关性分析显示ABTS与FRAP高度相关（r=0.90），但与DPPH机制分离，印证了抗氧化途径的差异性。

3.3 FTIR指纹图谱与品种鉴别

FTIR特征峰显示O-H伸缩振动（3356 cm^?1）、芳香环C=C（1599 cm^?1）等信号。Longue d’Aout的羟基/脂肪族比值（I₃₃₅₆/I₂₉₃₂=4.0）与TPC显著相关（r=0.95）。PCA分析中PC1（85%）和PC2（7%）累计贡献92%，四品种完全分离，LOOCV验证准确率达96.8%，仅BTM与Sultane因酚类谱相似出现少量误判。

3.4 细胞选择性毒性

Longue d’Aout提取物对癌细胞表现出剂量依赖性毒性，HepG2的IC₅₀为7.0 mg/mL，而正常肝细胞THLE-2的IC₅₀达15.3 mg/mL，选择性比为2.18倍。在≤0.01 mg/mL浓度下，癌细胞存活率>90%，而正常细胞在0.1 mg/mL仍保持活性，安全系数达1530倍。这种选择性可能源于酚类化合物通过氧化应激破坏癌细胞 redox 平衡，诱导凋亡。

4 结论

无花果叶在60°C干燥时可最大化保留生物活性，其中Longue d’Aout品种综合性能最优。FTIR-PCA为品种鉴别和质量控制提供高效手段。细胞实验证实其安全性及对肝癌细胞的选择性毒性，支持其作为功能性食品原料的开发潜力。未来需开展体内实验、作用机制深挖及地理季节性差异研究。