学术报告：Cyclocarya Paliurus（甜茶树）研究概要

本文是一篇关于单一原创性研究的科学论文，题为《Qingqianliutianosides A–E: Five New Sweet Dammarane Triterpenoid Glycosides Derived from the Leaves of Cyclocarya Paliurus – Identification, Characterization and Interactions with T1R2/T1R3 Sweet Taste Receptors》，由Tingsi Guo、Yong Yang、Ling Liang、Qin Huang等学者共同完成，来自湖南中医药大学及其相关实验室与研究中心。该研究发表在知名科学期刊《Journal of the Science of Food and Agriculture》，并于2024年9月19日在线刊载。

研究背景与目的

背景与领域： 本研究属于植物化学和功能食品科学领域。Cyclocarya Paliurus（青钱柳，又称甜茶树）是一种生长于中国南部省份的珍稀乔木，其叶子因具有甜味和多种生物活性物质而被广泛使用。近年来，它被用作治疗糖尿病、降血脂的民族药，以及日常的替代茶饮，其甜味成分引起了科学界的关注。这种植物的叶子自2013年起被批准为新型食品原料，并且部分产地产品被列为国家地理标志保护产品。

研究背景： 已有研究表明青钱柳叶中含有大量三萜类化合物及其糖苷，其中大马烷类型的三萜类化合物是其主要的甜味成分。过往研究发现Cyclocarioside A和Cyclocarioside I的甜味强度分别是蔗糖的200倍和250倍。本研究致力于进一步鉴定和评价青钱柳叶中的甜味成分，同时探究其与甜味受体T1R2/T1R3的分子作用机制。

研究目标： 通过分离与鉴定青钱柳叶中的五种新型三萜糖苷化合物（命名为qingqianliutianosides A-E），评价其甜味特性，分析其甜味物质含量的季节变化，并以分子对接方法探讨其与甜味受体的相互作用机制。

研究方法与流程

总体设计与分步骤流程： 研究分为以下几个主要步骤：植物材料收集与提取、化合物分离与鉴定、甜味感官评价与电子舌分析、主要甜味成分的含量测定及基于分子模型的甜味机制研究。

1. 植物材料的收集与处理：

   • 研究所用的Cyclocarya Paliurus叶子分别采自2015年6月怀化市和2023年4月至10月石门县。
   • 在室温条件下以95%乙醇浸泡取得粗提取物（20公斤叶子获得4公斤粗提物），随后用石油醚、氯仿和正丁醇进行萃取得到不同极性的组分。

2. 化合物的分离与鉴定：

   • 从氯仿层中分离得到了19个分级部分，其中通过硅胶柱层析、ODS-C18柱层析、高效液相色谱（HPLC）及单晶X射线衍射技术最终获得五种新化合物qingqianliutianosides A-E。
   • 每种化合物通过高分辨质谱（HR-ESI-MS）、近红外光谱（IR）、核磁共振（NMR）等多种波谱手段结合，鉴定其结构。同时通过酸水解与旋光性测定确定糖苷配置。

3. 甜味特性评价：

   • 通过感官评价和电子舌分析评估qingqianliutianosides A和C的甜味强度和特征。感官评价小组由8名严格训练的专业评估员组成，测试了化合物在不同浓度下的甜味门限值及与蔗糖等溶液的甜味强度对比。
   • 使用SA-402B电子舌系统测定每种化合物的五种基本味道（甜、酸、苦、鲜、咸）及对应的后味特性。

4. 重要甜味成分含量动态分析：

   • 采用HPLC与蒸发光散射检测器（HPLC-ELSD）方法，测定2023年4月至10月不同时间采集的青钱柳叶子中qingqianliutianoside C的含量。

5. 分子对接与甜味机制探讨：

   • 使用I-TASSER工具建立T1R2/T1R3甜味受体模型，结合AutoDock Vina软件进行分子对接分析，研究化合物与甜味受体间的结合模式、主要作用位点及结合能。

研究结果

1. 化合物的结构鉴定：

   • 五种新型三萜糖苷化合物被成功分离并命名为qingqianliutianosides A-E。
   • 其结构为大马烷型三萜骨架，分别连接了不同配置的糖基（如L-阿拉伯糖、D-奎诺糖）及其衍生物。

2. 甜味评价：

   • qingqianliutianosides A和C的甜味强度分别约为蔗糖的100倍和125倍，与传统甜味剂罗汉果提取物相比，它们具有更长的甜味持续时间和更持久的甜后味。

3. 含量动态变化：

   • qingqianliutianoside C在4月采摘的叶子中含量最高，随后逐渐下降，并于10月达到最低点。这反映出不同生长阶段对甜味成分积累的显著影响。

4. 分子对接与甜味机制：

   • 分子对接实验表明，qingqianliutianosides A-E主要通过与T1R2受体的Ser212、Ser105、Thr239氨基酸残基及T1R3受体的Thr305、Asn380等关键位点形成氢键作用，同时通过疏水作用稳定结合。这些作用位点和力学特征均表明上述化合物具有良好的甜味感知能力。

研究结论与价值

本文首次从Cyclocarya Paliurus中分离并鉴定了五种新型甜味三萜糖苷成分，发现其广泛的甜味强度和与甜味受体的高结合活性。这些发现不仅扩展了天然甜味剂的化学库，也为开发低热量功能性食品或饮料提供了理论依据与技术支持。

以qingqianliutianoside C为代表的甜味剂成分，表现出更高的甜度、更持久的甜味及良好的生物兼容性，具有取代人工甜味剂（如阿斯巴甜、安赛蜜等）的潜力。在健康食品需求日益增长的背景下，这些研究成果为农业资源的高效利用提供了新思路。

研究亮点

1. 新型甜味成分发现： 文章首次报道了qingqianliutianosides A-E的分离与结构鉴定，其中包括一种单晶结构。
2. 甜味强度与特性： 化合物的甜味强度达到蔗糖的100-125倍，且与蔗糖、罗汉果提取物相比具有独特的甜后味特性。
3. 机理研究创新： 通过分子模型与受体的分子对接深入解析了甜味与化合物分子结构的关系。
4. 植物资源应用探索： 本研究为低热量天然甜味剂的开发提供了全新候选分子，具有进一步产业化价值。

这项研究不仅为功能性食品领域提供了新的候选天然甜味剂，还为理解甜味分子与味觉生物机制提供了重要的科学依据。