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超声辅助提取苦丁茶根多酚:结构表征及其抗氧化、抗菌、抗炎和降脂活性研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月21日 来源:Ultrasonics Sonochemistry 8.7
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本研究针对苦丁茶根多酚(RIAPs)的提取优化及生物活性展开系统性探索。通过单因素和响应面法优化超声浴提取工艺,结合LC-MS/MS和FT-IR技术解析RIAPs以多酚为主的结构特征,SEM显示其网状碎片形貌。实验证实RIAPs具有显著抗氧化(DPPH/ABTS自由基清除率IC50分别为19.36±0.56 μg/mL和10.36±0.12 μg/mL)、抗菌(对革兰氏阳性菌MIC低至0.823 mg/mL)、抗炎(抑制LPS诱导的NO/TNF-α分泌)及降脂活性(结合胆酸盐IC50约8 mg/mL),为开发新型植物源药物提供理论依据。
传统中药苦丁茶(Ilex asprella)的根部在民间长期用于治疗感冒、喉炎等疾病,但其主要活性成分三萜类化合物研究较多,而多酚类物质(RIAPs)的潜在价值尚未充分挖掘。随着植物多酚在抗氧化、抗炎等领域展现出巨大应用前景,如何高效提取并系统评估其生物活性成为关键科学问题。
华南某高校(根据CRediT署名推测为国内机构)的研究团队在《Ultrasonics Sonochemistry》发表论文,通过超声辅助提取技术结合多维度分析,首次全面揭示了苦丁茶根多酚的结构特征与多重生物活性。研究人员采用单因素实验与Box-Behnken响应面法优化提取工艺,确定最佳条件为50%乙醇浓度、30分钟超声时间和300W功率,提取量达30.14±0.41 mg/g。通过高分辨液质联用(LC-MS/MS)鉴定出24种化合物,其中多酚占主导地位,傅里叶变换红外光谱(FT-IR)在3431.46 cm-1处显示典型酚羟基特征峰,扫描电镜(SEM)观察到独特的网状碎片结构。
关键技术包括:1)超声浴辅助提取结合响应面优化;2)LC-MS/MS成分鉴定与FT-IR结构分析;3)体外抗氧化(DPPH/ABTS自由基清除实验);4)微量稀释法测定最小抑菌浓度(MIC);5)LPS诱导RAW264.7巨噬细胞炎症模型评估抗炎活性;6)胆酸盐结合实验模拟降脂效应。
3.1 单因素实验结果
乙醇浓度、超声时间和功率均显著影响提取效率,50%乙醇浓度时提取量达峰值29.32 mg/g,过高浓度导致极性降低而提取率下降。超声时间超过30分钟会因热效应导致多酚降解。
3.2 响应面实验分析
模型R2达0.9911,乙醇浓度影响最显著(p<0.0001),与超声功率交互作用突出。验证实验显示预测值与实测值(30.04±0.51 mg/g)高度吻合。
3.4 结构表征
LC-MS/MS检测到阿司匹林、绿原酸衍生物等多酚类物质,FT-IR证实苯环骨架(1629.11 cm-1)和C-O键(1073.95 cm-1)存在,SEM显示10μm尺度下呈现多孔结构。
3.5 抗氧化活性
RIAPs清除ABTS自由基能力(IC50 10.36 μg/mL)强于DPPH自由基,铁还原实验显示浓度依赖性增强效应。
3.6 抗菌活性
对革兰氏阳性菌(如枯草芽孢杆菌)抑制作用显著(MIC 0.823 mg/mL),电镜观察到大肠杆菌形态塌陷。
3.7 抗炎活性
600 μg/mL RIAPs使LPS诱导的NO分泌降低47%,DCFH-DA荧光检测显示ROS生成抑制。
3.8 降脂活性
RIAPs与牛磺胆酸钠(ST)结合率IC50为7.65 mg/mL,效果接近辛伐他汀。
该研究创新性地建立了苦丁茶根多酚的高效提取体系,其网状结构可能增强生物分子相互作用,从而解释广谱活性。不同于传统三萜类研究,团队首次揭示RIAPs通过清除自由基、破坏细菌膜结构、调控炎症因子(TNF-α/NO)和结合胆酸盐等多途径发挥功效,为开发抗代谢综合征的天然药物提供新思路。论文数据完整,采用人工胃肠液模拟等前沿方法,对推动中药现代化具有示范意义。未来可进一步开展体内实验验证其降脂机制,并探索多酚组分间的协同效应。
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