采自索马里的可食用平菇(Pleurotus ostreatus)提取物针对非洲母婴营养不良相关食源性病原菌的抗菌及营养特性研究

《Food Science & Nutrition》:Antimicrobial and Nutritional Properties of Edible Oyster Mushroom (Pleurotus ostreatus) Extracts Against Foodborne Pathogens Relevant to Maternal and Child Malnutrition in Africa

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年06月23日 来源:Food Science & Nutrition 3.8

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  平菇(Pleurotus ostreatus)是一种兼具营养价值与潜在抗菌成分的可食用蘑菇,使其在食品质量研究及饮食质量与肠道感染交织地区的未来母婴营养策略中具有研究意义。本探索性实验室实验研究评估了采自索马里的P. ostreatus水提物和醇提物的抗细菌活

  
平菇(Pleurotus ostreatus)是一种兼具营养价值与潜在抗菌成分的可食用蘑菇,使其在食品质量研究及饮食质量与肠道感染交织地区的未来母婴营养策略中具有研究意义。本探索性实验室实验研究评估了采自索马里的P. ostreatus水提物和醇提物的抗细菌活性、营养成分组成、 tentative(初步推定)化学成分谱及分子对接(in silico target interactions)。采用琼脂扩散法以200 mg/mL浓度评估水提物和70%乙醇提取物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠埃希菌(Escherichia coli)、肠炎沙门菌(Salmonella enterica)、福氏志贺菌(Shigella flexneri)及单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)的抑制作用;对选定菌株进行最低抑菌浓度(MIC)/最低杀菌浓度(MBC)及时间—杀菌(time-kill) assay测定。营养成分按标准常规分析法测定;铁和锌经原子吸收分光光度法(atomic absorption spectrophotometry)测定;生物活性成分经气相色谱—质谱联用(GC–MS)以谱库匹配作初步推定鉴定;选定化合物进行分子对接(molecular docking)分析。乙醇提取物在200 mg/mL时产生抑菌圈:S. aureus 18.2 ± 0.8 mm、E. coli 16.0 ± 0.7 mm、S. enterica 14.2 ± 0.6 mm、S. flexneri 13.0 ± 0.5 mm、L. monocytogenes 12.7 ± 0.3 mm。接受肉汤测试菌株之乙醇提取物的MIC范围为20~40 mg/mL,MBC范围为40~80 mg/mL,表明粗提物具可测但有限之效价。营养分析显示干基蛋白质25.0%、粗纤维12.0%、碳水化合物45.2%、铁15.0 mg/100 g、锌3.0 mg/100 g。GC–MS初步判定酚类2,4-双(1,1-二甲基乙基)苯酚[phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-]为主要标注峰(18.4%),化合物归属仅基于谱库匹配。P. ostreatus是具营养相关性之可食用蘑菇,具中等强度体外抗菌效应及探索性化学对接信号。其与母婴健康之相关性应理解为食品质量及膳食多样化之理据,尚需生物利用度、安全性及干预性研究予以验证。
《Food Science & Nutrition》刊载论文解读:索马里产平菇(Pleurotus ostreatus)提取物抗食源性病原菌活性及营养特性综合研究
一、研究背景与意义
撒哈拉以南非洲地区孕产妇、婴幼儿营养不良仍是重大公共卫生挑战,蛋白质—能量营养不良、微量营养素缺乏与反复胃肠道感染形成恶性循环,感染加剧营养流失,营养不良则增高感染易感性。大肠杆菌(Escherichia coli)、沙门菌(Salmonella enterica)、志贺菌(Shigella spp.)及金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等食源性病原菌是当地腹泻病重要诱因。兼具营养贡献与抗菌潜力的食物值得在广义食物链对策中加以研究。平菇(Pleurotus ostreatus)是全球广泛栽培之食用菇,可利用廉价农业废弃物栽培,含蛋白质、膳食纤维、微量元素及多样次级代谢产物,已有单独的营养或抗菌报道,但少见将表型抗菌试验、常规成分分析、GC–MS初步化学成分谱及探索性分子对接整合于同一针对非洲本地来源样本之研究。本研究以索马里市场供应之P. ostreatus为材料,综合评价其营养组成及粗提物体外抗食源性病原菌活性,辅以初步安全性评价与分子对接探索,为今后将其作为改善食品质量与功能食品候选原料提供实验室依据,而非直接证明母婴临床干预效果。本研究发表于《Food Science & Nutrition》(期刊全称为Food Science & Nutrition,Wiley)。
二、主要关键技术方法概述
研究人员采集索马里摩加迪沙市场供货之新鲜P. ostreatus子实体,经清洗、40℃恒温烘干、粉碎得干粉;分别以蒸馏水及70%乙醇按1:10(w/v)浸提、过滤、低温蒸发浓缩制得水提物与醇提物。抗菌实验采用琼脂孔扩散法检测200 mg/mL提取物对5株标准ATCC食源性病原菌(S. aureus ATCC 25923、E. coli ATCC 25922、S. enterica ATCC 13311、S. flexneri ATCC 12022、L. monocytogenes ATCC 19111)抑菌圈,并以环丙沙星作阳性对照;对敏感菌株以肉汤微量稀释法测最低抑菌浓度(MIC)与最低杀菌浓度(MBC),并进行时间—杀菌动力学(time-kill kinetics)观察。营养组分以凯氏定氮法(N×6.25)测粗蛋白、AOAC酶—重量法测粗纤维、差减法估算碳水化合物,原子吸收分光光度法测铁、锌含量(干基)。乙醇提取物行气相色谱—质谱(GC–MS)分析,NIST谱库比对作初步化合物推定;选取高丰度推定化合物作分子对接,靶点为金葡菌青霉素结合蛋白PBP2a(PDB 1VQQ)及大肠埃希菌DNA旋转酶(DNA gyrase)B亚基(PDB 1KZN),用AutoDock Vina计算结合能。初步安全性以Vero细胞MTT法测细胞毒性(IC50)及红细胞溶血实验评价。
三、研究结果
3 提取率(Extract yield)
水提物得率28.5%,70%乙醇提物得率16.9%。表明水更易提取多糖等水溶性组分,乙醇富集半极性成分但总得率偏低。
3.1 平菇(P. ostreatus)提取物的抗菌活性(Antimicrobial Activity of Pleurotus ostreatus Extracts)
200 mg/mL乙醇提取物抑菌圈大于水提物,最强为S. aureus(18.2 ± 0.8 mm),依次为E. coli(16.0 ± 0.7 mm)、S. enterica(14.2 ± 0.6 mm)、S. flexneri(13.0 ± 0.5 mm)、L. monocytogenes(12.7 ± 0.3 mm);水提物对应为15.0 ± 0.6 mm至9.1 ± 0.2 mm。阳性对照环丙沙星抑菌圈23.6~26.2 mm。结论:P. ostreatus粗提物具中等体外抗菌活性,乙醇提取物优于水提物,对革兰阳性菌S. aureus敏感性最高。
3.2 最低抑菌与最低杀菌浓度(Minimum Inhibitory and Bactericidal Concentrations)
乙醇提取物MIC:S. aureus 20 mg/mL、E. coli 30 mg/mL、S. enterica 35 mg/mL、S. flexneri 40 mg/mL;对应MBC分别为40、60、70、80 mg/mL。水提物MIC偏高(25~55 mg/mL),MBC更高。MIC/MBC比值显示杀菌需更高浓度始达效。结论:粗提物效价有限,宜视作生物活性成分来源而非独立抗菌药物。
3.3 革兰阳性与革兰阴性菌比较敏感性(Comparative Susceptibility of Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria)
唯一革兰阳性菌S. aureus较所有革兰阴性菌敏感;革兰阴性菌中E. coli > S. enterica > S. flexneri。符合革兰阴性菌外膜通透屏障机制致相对耐药之一般规律。
3.4 时间—杀菌动力学分析(Time-Kill Kinetic Analysis)
以乙醇提取物作用于S. aureus与E. coli,2×MIC组24 h内活菌数(log10CFU/mL)下降最显著,S. aureus杀灭快于E. coli,呈浓度依赖性杀菌趋势。
3.5 平菇(P. ostreatus)营养组成(Nutritional Composition of Pleurotus ostreatus)
干基:粗蛋白25.0% ± 0.9%、粗纤维12.0% ± 0.6%、碳水化合物45.2% ± 1.2%、铁15.0 ± 0.7 mg/100 g、锌3.0 ± 0.2 mg/100 g。结论:具较好蛋白质及Fe/Zn贡献潜力,支持其作为膳食多样化营养补充食物资源。
3.6 GC–MS 生物活性成分布谱分析(GC–MS Profiling of Bioactive Compounds)
乙醇提取物GC–MS主要推定峰:phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-(相对丰度18.4%)、十六酸甲酯(14.7%)、油酸甲酯(11.2%)、1-十六醇(9.6%)、倍半萜类(7.9%)。化合物仅NIST谱库匹配推定,未用标准品确认,BHT样信号可能存在污染或柱流失干扰。
3.7 平菇(P. ostreatus)提取物初步安全性(Preliminary Safety Profile of Pleurotus ostreatus Extracts)
两提取物呈浓度依赖性Vero细胞活力下降,200 mg/mL下溶血率仍低;水提物细胞毒性及溶血性均低于醇提物。结论:体外初步安全性可接受,水提物耐受性更优。
3.8 GC–MS鉴定化合物与细菌靶蛋白结合亲和力(Binding Affinities of GC–MS–Identified Compounds With Bacterial Target Proteins)
分子对接显示推定酚类化合物与S. aureus PBP2a结合能?8.4 kcal/mol(氢键+疏水作用),与E. coli DNA gyrase B亚基结合能?7.9 kcal/mol(π–π堆积+氢键)。仅为假设生成性探索,未证实该化合物确为提取液中唯一或主要活性物。
四、讨论与结论总结
研究人员指出本工作整合本地来源P. ostreatus营养成分与粗提物抗菌表型、GC–MS初筛及探索性对接,乙醇提取物抗菌强于水提物,对革兰阳性S. aureus最敏感,与文献半极性溶剂富集酚类/萜类等抗菌物相符。MIC/MBC值偏高说明粗提物效价中等,不能直接替代抗生素,需纯化、复配或纳米包埋等后续优化。营养分析支持其可作非动物蛋白及Fe/Zn的食物来源,但生物利用率、体内安全性及母婴健康获益尚待干预研究验证。GC–MS化合物归属为谱库推定,BHT样峰需注意人为污染可能;分子对接仅为机制假设导引。体外细胞与溶血实验提示水提物安全性较好,但最终须in vivo毒理佐证。
结论(Conclusion)翻译:
平菇(Pleurotus ostreatus)具营养相关性组成及可测但有限的体外抗菌活性,试验条件下70%乙醇提取物优于水提物。本研究重要性在于将食品成分、粗提物抗菌活性、初步化学成分谱、初步安全性评估及探索性分子对接整合于同一地域特异性数据集。结果支持平菇作为营养贡献性食物材料及未来食品质量与功能性食品中候选生物活性成分来源之潜力。但其与母婴健康相关性应谨慎解读:本研究仅提供实验室与成分学证据,后续须评估营养素生物利用度、标准化提取工艺、纯化单体、地理代表性采样、溶剂空白对照、体内安全性及膳食干预结局,方可提出健康声称。
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