青楷槭子叶展开期嫩芽酚类化合物谱与体外抗氧化潜力解析

《Horticulturae》：Phenolic Profile of Acer tegmentosum Sprouts and Its Potential Relevance to In Vitro Antioxidant Activity Shi-Heon Kang, Doo-Hee Lee, Jajung Ku and Sanghyun Lee

本研究以青楷槭（Acer tegmentosum）子叶展开期嫩芽为研究对象，通过整合LC–MS/MS非靶向代谢物分析和HPLC靶向定量，解析了其酚类物质（主要为酚酸和香豆素）组成，并评估了其DPPH和ABTS自由基清除能力。该工作为青楷槭嫩芽作为一种功能性资源提供了基础化学数据和潜在的标准化标志物。

　　

1. 引言

氧化应激是许多慢性退行性疾病发展的核心环节，这促使人们对天然抗氧化剂，特别是来自植物早期发育组织的酚类化合物产生了浓厚兴趣。青楷槭作为一种传统用于治疗肝脏疾病的森林药用资源，其成熟组织（如树皮、心材）已被报道含有丰富的酚类成分，但其嫩芽组织的化学组成和抗氧化特性研究仍有不足。鉴于种子发芽和幼苗早期生长阶段次级代谢会发生显著重编程，通常伴随着酚类物质含量和抗氧化能力的增加，因此对青楷槭嫩芽进行系统的化学表征和活性评估，对于建立其作为抗氧化相关功能资源的科学基础具有重要意义。

2. 材料与方法

2.1. 植物材料与提取

2023年10月，从韩国国立山林科学院森林生物资源部保护苗圃采集了青楷槭的单翅果。干燥后的翅果在15°C、16小时光照/8小时黑暗的光周期下进行萌发。在胚根出现后21天的子叶展开期（cotyledon expansion stage）收获幼苗，并立即在液氮中速冻。将冻干的嫩芽粉碎后，用乙醇进行回流提取，最终得到青楷槭嫩芽提取物（ASE），提取率为18%（w/w）。

2.2. 仪器与化学品

非靶向代谢物分析采用超高效液相色谱-串联质谱（LC–MS/MS）系统。靶向定量使用配备可变波长检测器的高效液相色谱（HPLC）系统。使用了包括没食子酸、原儿茶酸、东莨菪亭等在内的12种标准品。抗氧化活性测定采用微孔板读数仪。

2.3-2.9. 实验方法

利用LC–MS/MS对ASE进行代谢物谱分析。原始数据处理后进行特征检测和化合物注释，通过谱库匹配和碎片相似性进行鉴定。通过HPLC对12种酚类和香豆素类化合物（标准品1-12）进行靶向定量，建立校准曲线。通过DPPH和ABTS自由基清除实验评估ASE的抗氧化活性，并测定其IC₅₀值。实验均进行三次独立重复，数据以平均值±标准差（SD）表示，并进行统计学分析。

3. 结果与讨论

3.1. LC–MS/MS分析

在正、负离子模式下对ASE进行分析，得到的特征图谱为后续鉴定提供了基础。数据处理和注释结果总结在表格中。检测到的主要特征与高分辨率、基于精确质量的注释结果高度一致。所观察到的化学特征与乙醇萃取对极性至中等极性次级代谢物（这类物质通常在芽组织丰富）的选择性相符。

3.2. HPLC定量

为了将LC–MS/MS的初步注释转化为实用的定量指标，使用真实标准品对在ASE中检测到的主要酚酸和香豆素进行了靶向HPLC定量。结果显示，没食子酸是主要的酚类成分，含量为5.54 mg/g提取物，整体呈现出富含酚酸的化学特征。该定量方法提供了一个独立、基于保留时间的分析框架，增强了样本间的可比性，为基于明确化学成分的标准化奠定了基础。值得注意的是，本次研究获得的富含酚酸的ASE组成，与文献中报道的采用传统水提法获得的富含儿茶素和表儿茶素衍生物的青楷槭提取物，以及以木脂素为主的其他槭属物种（如糖槭）的化学特征存在显著差异，这凸显了在相同标志物组合下进行比较分析的重要性。

3.3. 抗氧化活性

ASE在DPPH和ABTS自由基清除实验中均表现出明显的抗氧化活性，其IC₅₀值分别为376.40 μg/mL和311.00 μg/mL。虽然其活性低于抗坏血酸（阳性对照），但仍显示了较强的自由基淬灭能力。这些结果在粗提物水平上凸显了ASE显著的抗氧化潜力。发芽和早期幼苗生长伴随着显著的代谢重编程，包括苯丙烷途径的激活，这通常会导致许多芽系统中可提取酚类物质和其他氧化还原活性代谢物库的扩大，这为在芽组织中关联化学标志物与抗氧化终点提供了合理的生化基础。在单独的化合物活性测试中，没食子酸和原儿茶醛在两种实验中均表现出最强的自由基清除能力，而p-香豆酸和东莨菪亭的活性较弱，显示了明显的实验依赖性差异。ASE相对于单个标准品更高的IC₅₀值表明，提取物水平的活性反映了成分丰度、可萃取性和基质相互作用的综合效应，而非任何单一化合物的内在效力。除了直接的自由基清除作用，文献报道这些标志化合物在多种临床前研究中与氧化应激和炎症相关的其他生物活性，为理解ASE成分的潜在功能意义提供了参考。

4. 结论

本研究通过整合LC–MS/MS非靶向代谢物分析、靶向HPLC定量以及提取物水平的生物活性评估，建立了一个从化学组成关联到抗氧化活性的综合分析框架，为青楷槭子叶展开期嫩芽的化学和抗氧化特性提供了基线数据。研究明确了没食子酸是其主要酚类成分，并证实了其体外自由基清除能力，识别了可用于未来标准化和功能材料开发的分析可追溯标志化合物。该工作为基于青楷槭嫩芽开发抗氧化相关功能资源提供了基础。研究也指出了当前证据的局限性，包括活性主要来源于粗提物水平实验，确切的机理归因尚未建立，且结果可能受发育阶段、培养条件和批次差异的影响，需要在更多生物重复和生长阶段中进一步验证。