利用合成生物学构建微生物细胞工厂可为植物天然产物的制造提供一种高效、绿色、可持续的发展途径，是“未来食品”的重要研究领域。随着人工智能、自动化及高通量筛选等技术的不断进步及其在合成生物学领域的应用，植物化合物的生物合成迎来了重要的发展机遇。因此，《食品科学》特设药食同源植物化合物生物合成专栏，为利用跨学科的高新技术推进植物化合物的绿色、高效制造提供交流平台。
特邀专栏主编：吕小妹研究员、于爱群教授
专栏文章
摘要：目的：探讨金银花醇提物（ethanol extract of
Lonicera japonicaflos，EELF）与忍冬叶醇提物（ethanol extract of
L. japonicaleaves，EELL）化学成分差异、抗衰老潜在活性成分及机制。方法：采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱（ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole electrostatic field orbitrap mass spectrometry，UPLC-QE-Orbitrap-MS）测定EELF和EELL，解析两者间化学成分差异。采用含不同质量浓度EELF和EELL的
Escherichia coliOP50菌液喂养秀丽隐杆线虫，考察线虫寿命、运动能力、生殖能力、抗氧化应激能力等指标变化。通过网络药理学探究其抗衰老的潜在作用机制。结果：EELF和EELL中共鉴定出122 种化合物，有机酸类化合物35 种、黄酮类化合物27 种、环烯醚萜类化合物37 种、其他化合物23 种。EELF和EELL化学成分组成大致相同，绿原酸、总酚酸等含量也大致相同，EELL中总黄酮、异绿原酸C和木犀草苷含量显著高于EELF，而异绿原酸A含量显著低于EELF。不同质量浓度的EELF和EELL均能提高线虫抗氧化应激及热应激能力、延长线虫的寿命、提高线虫运动与生殖能力，并降低活性氧与脂褐素水平。共筛选出EELF和EELL中16 个潜在活性成分和抗衰老潜在靶点59 个，核心靶点有信号转导和转录激活因子3、丝氨酸/苏氨酸激酶1、表皮生长因子受体、类固醇受体辅激活因子、胱天蛋白酶3、肿瘤坏死因子等；主要通过癌症通路、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号通路、血脂与动脉粥样硬化等通路发挥抗衰老作用。结论：EELF和EELL具有相似的化学成分，发挥着相似的抗衰老作用，具有多途径、多靶点的特性，本研究可为其深度开发利用提供参考。
结论：EELF和EELL具有相似的化学成分，两者可能通过槲皮素、金圣草黄素、芹菜素、小麦黄素、毛地黄黄酮等化学成分作用于STAT3、AKT1、EGFR、SRC、CASP3、TNF等核心靶点，发挥抗衰老作用。本研究结果表明，忍冬叶抗衰老作用不弱于金银花，通过多成分、多靶点、多通路共同发挥疗效，本研究可为金银花与忍冬叶药效物质基础、作用机制及其开发利用提供一定的科学依据。
引文格式：
刘舒鹏, 黄厚钰, 王笑雪, 等. 基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱技术与网络药理学揭示金银花与忍冬叶化学成分差异及抗衰老机制[J]. 食品科学, 2024, 45(20): 1-11. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240510-070.
LIU Shupeng, HUANG Houyu, WANG Xiaoxue, et al. Analysis of differences in chemical components between ethanol extracts from flower buds and leaves of honeysuckle (
Lonicera japonica) and their anti-aging mechanisms using ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole electrostatic field orbitrap mass spectrometry and network pharmacology[J]. Food Science,2024, 45(20): 1-11. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240510-070.
摘要：山茱萸作为一种药食同源物质，富含生物活性成分，包括多糖类、环烯醚萜类以及三萜类等，具有降低血糖和血脂、保护神经和肾脏等多种健康功效，在食品与医药等领域具有很大的开发潜力。本文通过对山茱萸不同活性成分的提取检测方法、健康功效及应用研究进展进行总结，发现山茱萸的活性成分具有很高的营养价值，可以将提取到的山茱萸活性成分开发成食品风味添加剂、抗氧化剂以及免疫调节剂等产品，为山茱萸相关产品开发和研究提供科学依据。
结论：山茱萸颜色鲜艳且具有浓郁的果香，古代就有将山茱萸泡茶、泡酒，也将山茱萸配成香囊随身携带。山茱萸作为药食同源物质，已被开发成山茱萸果汁饮料、果酱、果脯等食用产品以及山茱萸葡萄酒、山茱萸发酵酸奶等发酵产品，也有将山茱萸开发成外敷产品（如山茱萸足贴等），山茱萸在食品、药品等领域仍具有非常大的开发潜力。
山茱萸产品的开发往往离不开其活性成分的提取分离，超声-微波协同处理对于山茱萸多糖类、环烯醚萜苷类以及黄酮类有较好的提取效果，而山茱萸三萜类以及有机酸类采用回流提取以及浸渍提取法的得率较高，通过增加提取次数、调整提取时间以及适当料液比等参数能够增加相应成分的得率。通过HPLC能够对所提取的成分进行准确、高效检测鉴定，从而进行健康功效的研究，筛选得到活性成分。山茱萸众多的活性化学成分是其发挥健康功效的关键，莫诺苷、山茱萸苷以及马钱苷等环烯醚萜苷类是山茱萸中特有的成分，具有抑制炎症，降低血糖以及保护神经等多种功效。三萜类中的熊果酸等具有抑制炎症、降低血糖以及促进癌细胞凋亡的功效。山茱萸多糖作为山茱萸中的大分子成分也具有一定的降低血糖以及血脂的功效。天然产物用于食品加工生产，能够很好地避免工业产品的副作用，同时又能降低相应的生产成本。山茱萸果实具有悠久的加工使用历史，其中含有的多酚类、有机酸类以及微量元素，使其可以开发成为食品风味添加剂、抗氧化剂以及免疫调节剂等各种产品。
山茱萸药食同源的特性使得对于山茱萸的相关研究不仅关注其药物治疗作用，也有相当一部分注意力集中于山茱萸的食品功能上。山茱萸中富含花青素、黄酮类、环烯醚萜苷类、有机酸类以及多糖，其中许多成分是山茱萸独有的，使得山茱萸在食品开发中仍具有很大潜力，高效的提取方式及丰富的健康功效能够为山茱萸产品深入开发创造更多的可能。
引文格式：
赵彦博, 李天浩, 马常阳, 等. 药食同源植物山茱萸活性成分提取、健康功效与应用研究进展[J]. 食品科学, 2024, 45(20): 12-23. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240326-197.
ZHAO Yanbo, LI Tianhao, MA Changyang, et al. Research progress in the extraction, health benefits and application of active components from Cornus officinalis as a medicinal and edible plant[J]. Food Science, 2024, 45(20): 12-23. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240326-197.
摘要：迷迭香是双子叶植物纲唇形科迷迭香属植物，属多年生常绿亚灌木，原产于欧洲地区和非洲北部地中海沿岸，在食品、医药、化工等领域有着广阔的发展前景。尽管关于迷迭香化学成分已有相关报道，但对其结构的分类与归纳总结还不够完善。本文对迷迭香近5 年来报道的化学成分及其结构进行了分类总结，包括黄酮类、萜类、苯丙素类等，并对迷迭香的应用进行了介绍，为后期对迷迭香的化学成分研究、结构鉴定以及进一步的开发利用提供参考资料和科学依据。
结论：迷迭香作为唇形科的香料植物，在世界各地已有千年的食用历史。作为天然抗氧化剂、传统防腐剂，迷迭香在食品、化工等方面已得到了开发与利用。随着天然产物研究的不断深化，迷迭香也逐渐在医药领域崭露头角。迷迭香的生物活性广泛，可通过不同途径和作用靶点起到抗氧化、抗菌、抗炎、抗抑郁、抗肿瘤等作用，尤其在抗氧化和抑菌方面有大量报道。但目前的机制研究只局限在经典的炎症及肿瘤通路，未来的研究可着重挖掘迷迭香发挥作用的新靶点、新通路。迷迭香作为一种药食两用植物在食品、农业、日化、医药等众多领域都有着广阔的发展前景。
尽管通过对迷迭香的研究，人们已发现其化学成分众多且具有广泛的生物活性，但对迷迭香的质量控制仍缺乏权威、有效的评价体系，这极大制约了迷迭香资源的充分利用与价值的发挥。在今后的研究中可以将迷迭香指纹图谱与药效学进行关联，通过谱效关系并结合生物信息学技术进一步探究迷迭香活性成分发挥功效的作用机制，为迷迭香产品的研发提供更广阔的空间。
引文格式：
王慧, 刘刚强, 李天佑, 等. 迷迭香的化学成分及应用研究进展[J]. 食品科学, 2024, 45(20): 24-34. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240402-017.
WANG Hui, LIU Gangqiang, LI Tianyou, et al. Research advances in chemical components and applications of
Rosmarinus officinalisL.[J]. Food Science, 2024, 45(20): 24-34. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240402-017.
摘要：大豆为豆科大豆属一年生草本植物，不仅含有优质的蛋白质和油脂，还含有大量的活性次生代谢成分，如大豆异黄酮、大豆皂苷等。其次生代谢产物具有独特的结构和多种生物活性，受到广泛关注。本文通过Web of Science、PubMed等数据库，综述了近年来大豆中主要的次生代谢产物大豆异黄酮、大豆皂苷的结构及活性化合物的功能及作用机制。鉴定得到的大豆异黄酮类共12 个，通过丝裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）、核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B、核因子-红细胞2相关因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）等发挥预防心脑血管疾病、抗骨质疏松症、抗氧化、抗炎、降血糖、抗肿瘤、抗中风、神经保护、保肝等作用。鉴定得到的皂苷类化合物共30 个，具有抗炎、抗氧化、预防心血管疾病、抗肥胖、预防糖尿病以及抗肿瘤等作用，涉及的信号通路包括Toll样受体4/髓样分化因子88/NF-κB、MAPK、非受体型蛋白酪氨酸激酶家族和Nrf2等，这些次生代谢产物间因结构存在差异，活性侧重点不同，大豆异黄酮主要体现为植物雌激素活性，而大豆皂苷则以抗肿瘤、抗炎等为主。旨在为大豆次生代谢产物的深入挖掘提供依据，为大豆资源的进一步开发奠定基础。
结论：大豆中主要的活性次级代谢产物包括大豆异黄酮、大豆皂苷、大豆甾醇等，主要在抗炎、抗氧化、预防心血管疾病、糖尿病以及抗肿瘤等方面发挥有益作用。
近年来，随着提取方法和贮存条件的不断改进，越来越多的大豆次生代谢产物被发现，对它们的功能研究也成为天然产物的新热点。但是，目前对于大部分大豆次生代谢产物的研究还停留在对其结构的确定和对某些活性的分析上。对于其构效关系、生物活性等方面缺乏系统的研究。因此，通过对已知大豆次生代谢产物结构和功能的分析和对比研究，可以更好地推断出其主要活性作用基团和作用特点，也可为开发更优质的保健食品提供有效的数据支持。
引文格式：
孟新静, 杨旭, 孟德尚, 等. 大豆次生代谢产物结构、生物活性及其作用机制研究进展[J]. 食品科学, 2024, 45(20): 35-47. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240409-077.
MENG Xinjing, YANG Xu, MENG Deshang, et al. Structures, biological activities and action mechanisms of secondary metabolites from soybean: a review[J]. Food Science, 2024, 45(20): 35-47. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240409-077.
摘要：本研究以总黄酮含量和1,1-二苯基-2-硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率为指标，结合高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）分析，对3 种昆仑雪菊进行溶剂提取和参数优化。结果表明，最佳萃取溶剂为甲醇，黄酮得率最高的昆仑雪菊品种为1号，所得提取物的总黄酮含量为65.01 mg/g，DPPH自由基清除率为73.59%。HPLC-质谱（mass spectrometry，MS）初步鉴定了昆仑雪菊中含量最高的10 种黄酮类化合物，利用大孔树脂、减压柱层析、常压柱层析和凝胶层析分离纯化提取物得到8 个单体化合物，利用MS和核磁共振等技术鉴定出这8 个化合物分别为木犀草素、7,8,3’,4’-四羟基二氢黄酮、二氢槲皮素、奥卡宁、槲皮素、槲皮万寿菊素、黄诺马苷和马里苷，并通过HPLC分析和DPPH自由基清除活性确定昆仑雪菊中的标志性黄酮化合物为奥卡宁。
讨论：本研究以3 种昆仑雪菊为研究对象，通过测定DPPH自由基清除率和总黄酮含量发现，甲醇为提取昆仑雪菊黄酮类化合物的最佳溶剂。HPLC分析结果表明，昆仑雪菊1号甲醇提取物中黄酮类化合物含量最高，组成最丰富，因此以昆仑雪菊1号为后续研究对象，HPLC-MS初步鉴定了昆仑雪菊中的10 种黄酮类化合物，在此基础上，以甲醇为萃取溶剂进行提取，获得粗提物，利用大孔树脂、减压柱层析、常压柱层析和凝胶层析从粗提物中分离得到8 个单体化合物，采用MS和NMR鉴定其结果分别为木犀草素、7,8,3’,4’-四羟基二氢黄酮、二氢槲皮素、奥卡宁、槲皮素、槲皮万寿菊素、黄诺马苷和马里苷。
已有研究表明黄酮类化合物具有多种生物活性，如抗氧化、抗炎、抗菌活性等。这些活性主要取决于黄酮化合物的结构、芳烃特定取代基团以及与芳香环键合的羟基数量。Huang等研究发现，相较于仅有1 个羟基的千层纸素和汉黄芩素，苯环上具有3 个羟基的黄芩素表现出更强的DPPH自由基清除能力。Lim等从黄芩提取物中分离出17 种黄酮类衍生物，研究发现，相较于含有2 个酚羟基的千层纸素、汉黄芩素和黄芩素等黄酮，含有3 个酚羟基的5,7,2’,6’-四羟基-8-香叶木素对白细胞介素（interleukin，IL）-1、IL-6等炎症因子表现出更强的抑制作用。奥卡宁含有5 个酚羟基，因此具有更强的供氢能力以及抗氧化活性。马里苷虽也含有5 个酚羟基，但其同时含有一个糖基，已有研究证明糖基的存在会诱导天然成分与抗氧化剂之间的空间位阻增加，从而降低体外的抗氧化活性，同时含有糖基的化合物在体内与受体蛋白活性口袋的结合受阻，体内的抗氧化活性也相应减弱。因此，本研究综合考虑自由基清除活性与HPLC分析结果确定奥卡宁为昆仑雪菊中的主要抗氧化活性成分。
据报道，奥卡宁具有抗氧化、抗神经毒性和降血糖等多种生物学活性，Liu Yi等发现奥卡宁可通过影响内源性和外源性凝血通路中相关凝血因子的激活和纤维蛋白溶解发挥抗血栓作用。Hou Yue等发现奥卡宁显著抑制Toll样受体4的表达水平，可减弱脂多糖诱导的小神经胶质细胞的激活，证明奥卡宁可作为神经退化性疾病的营养预防策略。Shi Kai等发现奥卡宁可用于治疗右旋糖酐硫酸钠诱导的小鼠结肠炎，显著抑制小鼠结肠组织中IL-1β、IL-6和肿瘤坏死因子α的表达，减少炎症反应，并可通过调控claudin-3和ZO-1等紧密连接蛋白从而恢复结肠上皮细胞的屏障功能。本研究结果为进一步深入研究和开发昆仑雪菊奥卡宁的生理活性和有助于人体健康的生物功能提供了物质基础。
另外7 个化合物也具有较强的生物活性和药理功效。木犀草素是一种二氢黄酮，研究证明木犀草素在体内外均具有一定的抗炎和抗氧化活性，可用于预防急性肝损伤、胃炎和食管炎等。7,8,3’,4’-四羟基二氢黄酮是一种二氢黄酮，具有抗炎和抗氧化活性，研究证明，其还可抑制ERK1/2和转录因子环磷腺苷效应元件结合蛋白的磷酸化，从而抑制细胞异常增殖，表现出抗血栓活性。二氢槲皮素是一种二氢异黄酮类化合物，具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤活性，二氢槲皮素通常靶向多种分子抑制肿瘤，Kuo等研究发现Taxifolin以剂量依赖性方式降低肿瘤细胞活性，可通过促进自噬相关蛋白p65表达触发细胞凋亡和自噬从而抑制多形性胶质母细胞瘤的细胞增殖。槲皮素属于黄酮醇，是一种重要的膳食类黄酮，在预防癌症、神经疾病和心血管疾病方面具有显著作用。槲皮万寿菊素也是一种黄酮醇类化合物，有较强的体外抗氧化能力，可通过非竞争性抑制
-葡萄糖苷酶、-淀粉酶活性而起到抗糖尿病作用。黄诺马苷是一种二氢黄酮类化合物，具有良好的抗氧化、降糖、降压和降血脂活性，研究证明，黄诺马苷可通过上调磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信号通路并减弱核因子κB信号通路，保护PC12细胞和原代皮层神经元免受6-羟基多巴胺诱导的神经毒性。马里苷是一种查耳酮类化合物，国内外研究发现，马里苷具有多种药理作用，如改善糖尿病性肾和保护酒精肝等。本研究可为昆仑雪菊资源利用及后续开发提供科学理论依据，为昆仑雪菊的实际应用和开发提供评价指标。
引文格式：
孙森, 王梦溪, 舒鹏, 等. 昆仑雪菊标志性黄酮化合物的分离与鉴定[J]. 食品科学, 2024, 45(20): 48-56. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240624-167.
SUN Sen, WANG Mengxi, SHU Peng, et al. Isolation and identification of signature flavonoid compounds in
Coreopsis tinctoriaNutt.[J]. Food Science, 2024, 45(20): 48-56. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240624-167.
特邀主编简介
吕小妹 研究员
吕小妹，博士，江南大学食品学院研究员。国家优秀青年基金（海外）获得者，入选江苏省双创博士、无锡市太湖创新领军人才、江南大学至善青年A类计划。博士毕业于浙江大学，之后赴新加坡南洋理工大学进行4 年博士后研究，主要从事特殊食品营养素基料的生物制备及健康效应研究，在
Nature Communication
Small
ACS Applied Materials & Interfaces
Journal of Agricultural and Food Chemistry
Biotechnology and Bioengineering
ACS Synthetic Biology
Food Function等食品领域知名期刊发表发表SCI论文40余篇。主持食品营养与安全国家重点专项课题、绿色生物制造国家重点专项子课题、国家优秀青年基金海外项目、国家自然科学基金青年项目、江苏省自然科学基金等国家级、省市级课题10余项，在健康食品绿色制造领域与多家大型食品企业、地方政府开展合作，助力食品产业发展。
于爱群 教授
于爱群，博士，天津科技大学省部共建食品营养与安全国家重点实验室教授，博士生导师。入选天津市海外高层次人才计划、天津科技大学海河学者培育计划。博士毕业于南开大学，之后赴新加坡南洋理工大学和新加坡国立大学进行3年博士后研究（合作导师为Matthew Chang）。主要从事酵母细胞工厂、绿色生物制造、现代酿造技术等方面的研究工作，已在
Biotechnology Advances
Green Chemistry
ACS Sustainable Chemistry & Engineering
Metabolic Engineering
ACS Synthetic Biology
Biotechnology for Biofuels、《食品科学》、《生物工程学报》等国内外食品/生物领域知名期刊上发表第一/通信作者论文35 篇；第1发明人申请/授权国家发明专利9 项；主持国家重点研发计划子课题、天津市自然科学基金等省部级以上科研项目4 项、企业横向项目4 项；参与出版中国轻工业“十三五”规划教材1部；担任SCI期刊Journal of Fungi客座主编。
专栏网址：
《食品科学》2024年20期：
https://www.spkx.net.cn/CN/volumn/volumn_1897.shtml
实习编辑：李雄；编辑：阎一鸣；责编：张睿梅。图片来源于文章原文及摄图网。
为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、北京联合大学、 中国-匈牙利食品科学“一带一路”联合实验室（筹） 共同主办 的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。
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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、安徽科技学院、皖西学院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到）在中国 安徽 合肥召开。
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