Solenostemma argel (Del.) Hayne 对鸡肉中沙门氏菌菌株的抗菌特性：综合GC–MS植物化学分析与分子对接研究

《Frontiers in Nutrition》：Antibacterial properties of Solenostemma argel (Del.) Hayne against Salmonella strains from chicken meat: integrated GC–MS phytochemical profiling and molecular docking analysis

植物提取物体外抑制沙门氏菌，GC-MS鉴定含酚类及脂肪酸，分子对接显示Estra-1,3,5(10)-trien-17β-ol对OmpV和LptE高亲和力，提示膜活性机制，但活性较弱，多药耐药性存在。

　　食品安全是公共卫生的重要基石，对于降低疾病负担、提升人群健康水平以及促进经济发展具有深远影响。确保食品供应链中的安全性依赖于严谨的科学原则和有效的监管体系。随着科技的进步，食品生产和流通方式发生了显著变化，因此，更新食品安全法规以保障人们获得安全、营养的食品变得尤为关键。食品污染可能由多种因素引起，包括病原微生物、腐败菌、毒素或有害化学物质，这些污染可能发生在从农业生产到最终消费的整个过程中。其中，细菌性食源性疾病是全球公共卫生面临的主要挑战之一，尤其是由耐药性菌株引起的疾病。一些主要的动物源性病原体，如金黄色葡萄球菌（*Staphylococcus aureus*）、沙门氏菌（*Salmonella* spp.）、弯曲菌（*Campylobacter* spp.）、李斯特菌（*Listeria monocytogenes*）和大肠杆菌（*Escherichia coli*）等，常与受污染的食品产品相关联，导致大量病例和死亡。沙门氏菌，尤其是非伤寒沙门氏菌（NTS），在全球范围内是引起严重食源性感染的主要病原体之一，其耐药性的增加正成为公共卫生领域日益严峻的问题。

沙门氏菌污染在鸡肉等禽类产品中尤为常见，这类食品因其广泛的消费群体和频繁的食源性疾病爆发而备受关注。特别是在农业和畜牧业中，抗生素的滥用不仅增加了耐药性菌株的出现频率，还可能通过食物链将耐药基因传播到人类肠道中的共生菌或致病菌，从而加剧抗菌药物耐药危机。鉴于此，寻找替代性的天然抗菌物质成为一种有前景的解决方案。植物提取物因其广泛的生物活性和较低的环境影响，正受到越来越多的关注。然而，目前关于某些植物活性成分对抗沙门氏菌的具体研究仍较为有限，尤其是在耐药性菌株的背景下。

*Solenostemma argel* 是一种传统药用植物，广泛用于治疗多种消化系统疾病，包括胃肠道痉挛、尿路感染等。其叶、树皮和茎等部位都具有药用价值，且已被证实具有抗氧化、抗炎、抗菌等多种生物活性。尽管如此，关于其对抗沙门氏菌的定量研究仍然较少。因此，本研究旨在评估 *S. argel* 甲醇提取物对从鸡肉中分离出的沙门氏菌的抗菌活性，并通过气相色谱-质谱（GC–MS）分析其化学成分。此外，研究还结合了计算生物学方法，通过分子对接技术评估提取物中的活性成分与沙门氏菌外膜蛋白（如 OmpV 和 LptE）的潜在相互作用，以揭示其抗菌机制并评估其作为天然抗菌剂的可行性。

在实验方法方面，首先从苏丹中央地区采集 *S. argel* 的叶片，并在实验室中进行科学鉴定。随后，将干燥的叶片研磨成粉末，并用 80% 甲醇进行提取，以获得甲醇提取物。该提取物在后续实验中用于抗菌活性测试，包括琼脂扩散法和微量稀释法。琼脂扩散法结果显示，甲醇提取物对沙门氏菌的抑制作用较为有限，平均抑制区直径在 7.8–9.7 毫米之间。微量稀释法进一步揭示了其最低抑菌浓度（MIC）为 12.5 mg/ml，而最低杀菌浓度（MBC）则因菌株不同而有所差异，范围在 25–100 mg/ml 之间。由此得出的 MBC/MIC 比值在 2–8 之间，表明其抗菌作用在某些菌株中主要表现为抑菌作用，而在其他菌株中则可能具有一定的杀菌能力。这些结果表明，*S. argel* 的甲醇提取物在实验室条件下对沙门氏菌表现出中等的抗菌活性，但仍需进一步研究以验证其实际应用价值。

GC–MS 分析结果显示，*S. argel* 的甲醇提取物中含有多种挥发性和半挥发性代谢产物，涉及多个植物化学类别，如酚类化合物、脂肪酸及其衍生物、酯类和醇类、萜类和甾体化合物等。其中，酚类化合物占提取物总成分的 34.31%，被认为是植物中最具生物活性的成分之一。此外，脂肪酸及其衍生物占 19.26%，同样具有一定的抗菌潜力。然而，需要注意的是，部分化合物如 1,3-二氧环己烷和 2-[2-[2-(2-乙酰氧乙氧基)乙氧基]乙氧基]乙醇，可能是实验过程中引入的污染物质，而非真正的植物代谢产物。因此，研究中强调了在未来的实验中应加强污染控制，并采用更全面的分析方法以确认提取物的真实成分。

在计算生物学研究方面，通过 *in silico* 方法对提取物中的关键化合物进行了毒性预测和分子对接分析。结果表明，大多数化合物的口服毒性较低，适合进一步研究。其中，甾体化合物 [Estra-1,3,5(10)-trien-17β-ol] 在分子对接实验中表现出对 OmpV 和 LptE 蛋白的较高结合亲和力，分别为 -7.9 kcal·mol?1 和 -6.7 kcal·mol?1。OmpV 和 LptE 是沙门氏菌外膜功能和致病性的重要组成部分，它们参与了脂多糖（LPS）的组装和膜结构的维持。因此，这些蛋白质是开发新型抗菌药物的潜在靶点。研究结果表明，该化合物可能通过干扰沙门氏菌的外膜结构和 LPS 传输机制来发挥抗菌作用。

此外，研究还指出，尽管 *S. argel* 的提取物显示出一定的抗菌活性，但其抗菌效力仍需与传统抗生素进行比较。例如，氯霉素作为阳性对照，其 MIC 值远低于提取物，显示出更强的抗菌能力。然而，*S. argel* 的提取物仍具有一定的杀菌潜力，尤其是在某些特定的菌株中。这一发现为开发基于植物的抗菌剂提供了理论支持，同时也提示了其在实际应用中的局限性。例如，植物提取物的抗菌活性可能受到提取溶剂和方法的影响，而当前研究中使用的是甲醇，可能无法完全提取出所有潜在的抗菌成分。因此，未来研究应考虑使用其他溶剂，如乙酸乙酯、乙醚或超临界 CO?，以优化提取效率并提高抗菌活性。

研究的局限性同样不容忽视。首先，实验主要在 *in vitro* 条件下进行，未涉及实际食品基质或 *in vivo* 环境，因此无法全面评估提取物在真实食品或人体内的稳定性、感官影响以及与其他食品成分的相互作用。其次，植物化学成分的分析仅限于 GC–MS，未能涵盖非挥发性但可能具有生物活性的化合物，如多酚、生物碱或糖苷。因此，未来的分析应结合其他技术，如液相色谱-质谱（LC–MS/MS）和核磁共振（NMR），以更全面地了解植物的化学组成。此外，所有实验均使用粗提物，因此无法确定具体哪些化合物是抗菌活性的主要来源，也无法评估其潜在的协同效应。最后，研究仅针对三种沙门氏菌菌株，因此结果可能无法推广到其他沙门氏菌血清型或耐药菌株。同时，*in silico* 分析依赖于同源建模和分子对接预测，这些方法虽然有助于生成假设，但无法替代实验验证。

基于以上研究，未来的工作应围绕几个关键方向展开。首先，需要通过生物活性导向的分离技术，如液液萃取和色谱分离，对提取物进行进一步的纯化和结构鉴定。其次，应设计针对性的机制研究，如膜完整性实验、LPS 交互实验和外排泵活性检测，以验证提取物的抗菌作用是否与外膜靶向机制相关。此外，还需评估 *S. argel* 提取物与现有抗菌药物的协同作用，以确定其是否能增强传统抗生素的疗效或克服耐药性问题。最后，应在合适的 *in vivo* 模型中评估提取物的疗效、剂量和安全性，以支持其在食品安全领域的实际应用。

总之，*S. argel* 的甲醇提取物在实验室条件下对沙门氏菌表现出一定的抗菌活性，但其实际应用潜力仍需进一步验证。研究结果不仅揭示了该植物的化学成分及其潜在的抗菌机制，也为开发天然抗菌剂提供了理论依据。然而，要将这些初步发现转化为有效的食品安全干预措施，仍需在多个层面进行深入研究。这包括优化提取方法、加强污染控制、完善化学分析手段以及在 *in vivo* 模型中验证其抗菌效果和安全性。只有通过这些系统性的研究，才能更全面地评估 *S. argel* 的抗菌潜力，并探索其在食品工业中的实际应用价值。