柑橘精油纳米乳剂：抗菌与抗炎双重策略对抗食源性病原体的机制研究

本研究针对食源性病原体污染问题，创新性地采用微波辅助提取技术制备了Bergamot和Tacle?柑橘精油纳米乳剂（CEO-NEs），通过GC-MS分析其挥发性成分，并评估其对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抗菌活性及抗炎作用。研究发现，纳米乳化过程促使主要成分柠檬烯（limonene）转化为β-芳樟醇（β-linalool），显著增强了对E. coli的抑制效果（MIC=1.95 μL/mL），同时Ta?NEs展现出78.34%的一氧化氮（NO）抑制率。分子对接揭示了β-linalool与DNA旋转酶（PDB:1C14/6F86）及炎症靶点COX-2/NF-κB的相互作用机制，为天然食品防腐和抗感染治疗提供了新思路。

　　

食源性病原体污染是全球公共卫生的重大挑战，每年导致约6亿人患病和42万人死亡。其中，大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）是常见的致病菌，可通过乳制品、肉类和果蔬传播，引发严重的胃肠道疾病和炎症反应。尽管合成抗菌剂广泛使用，但其潜在的耐药性和毒性问题促使科研人员转向天然替代品。柑橘精油（EOs）因其丰富的单萜类化合物展现出显著的抗菌和抗炎潜力，但其挥发性强、稳定性差的特性限制了应用。如何通过纳米技术提升其生物利用度，并阐明其多重生物活性的分子机制，成为当前研究的焦点。

意大利卡拉布里亚大学的研究团队在《Food Bioscience》发表论文，首次系统研究了Bergamot（Citrus bergamia）和杂交品种Tacle?精油的纳米乳剂（CEO-NEs）。通过微波辅助水蒸馏法（MAHD）提取精油，优化纳米乳剂配方（含8%精油、3% Tween 80和3%乙醇），利用动态光散射（DLS）表征粒径（76-100 nm）和Zeta电位（-19.2至-20 mV）。结合GC-MS分析化学成分，采用微孔板法和Griess试剂评估抗菌（MIC）和抗炎（NO抑制）活性，并通过SwissDock平台进行分子对接，靶向DNA旋转酶、COX-2和NF-κB等关键蛋白。

3.1 微波辅助提取柑橘精油
研究采用绿色溶剂法提取精油，Bergamot和Tacle?的得率分别为0.48%和0.43%。GC-MS显示，纯精油中柠檬烯占比最高（64.56%-65.82%），而纳米乳化后转化为β-芳樟醇（Ta?NEs中占38.88%），单萜类总量达97.95%-99.65%。这一转化归因于乳化过程中的氧化和异构化反应。

3.4 抗菌活性
CEO-NEs对E. coli表现出显著抑制（MIC=1.95 μL/mL），但对S. aureus无效（MIC=18.13 μL/mL）。作者推测β-芳樟醇的羟基可能通过氢键与DNA旋转酶的Ala-47/Gly-190结合，而疏水性单萜（如β-顺式-罗勒烯）则通过范德华力增强相互作用。

3.5 体外抗炎活性
在LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞模型中，Ta?NEs在1000 μg/mL时NO抑制率达78.34%，优于BeNEs（64.87%）。分子对接证实β-芳樟醇与COX-2的Phe-387/Thr-413形成氢键，与NF-κB的Thr-71产生静电作用，提示其通过TLRs/NF-κB通路调控炎症因子（TNF-α、IL-6）。

3.7 分子对接
计算模拟揭示了CEO-NEs的双重机制：β-芳樟醇对幽门螺杆菌（H. pylori）脲酶（PDB:1AB4）的抑制（结合能-4.012 kcal/mol）和对COX-2（PDB:3LN1）的调控，为拓展其抗感染应用提供了理论依据。

该研究首次阐明Tacle?精油纳米乳剂的化学特征和生物活性，其抗菌-抗炎协同效应为开发天然食品防腐剂和抗感染制剂奠定了基础。未来需进一步优化提取工艺，评估其在复杂食品基质中的稳定性和体内药效。这一成果不仅推动了柑橘副产物的高值化利用，也为解决食源性疾病和抗生素耐药性挑战提供了创新策略。