摩洛哥土荆芥（Dysphania ambrosioides）精油的化学多样性与生物活性：一种具有强效抗菌和抗氧化特性的新型α-蒎烯化学型

《Scientific African》：Chemical Diversity and Bioactivity of Dysphania ambrosioides Essential Oil from Morocco: A New α-pinene Chemotype with Potent Antimicrobial and Antioxidant Properties

　　

土荆芥（Dysphania ambrosioides）是一种药用芳香植物，广泛用于传统医学，并被认定为生物活性精油（Essential oils, EOs）的来源。本研究考察了采自摩洛哥三个地区（拉巴特、梅克内斯和卡萨布兰卡）的D. ambrosioides所得EOs的化学组成、抗菌和抗氧化活性。EOs经水蒸气蒸馏提取，并采用气相色谱-质谱联用（Gas chromatography–mass spectrometry, GC-MS）表征。抗菌活性针对七株细菌（大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、表皮葡萄球菌、粪肠球菌和肺炎克雷伯菌）以及白色念珠菌，采用纸片扩散法、最低抑菌浓度（Minimal inhibitory concentration, MIC）和最低杀菌浓度（Minimum bactericidal concentration, MBC）测定。抗氧化活性通过DPPH、ABTS和FRAP实验评估。GC-MS分析在三种EOs中鉴定出103种化合物，α-蒎烯、驱蛔脑（ascaridole）和驱蛔脑环氧化物（ascaridole epoxide）为主要成分。化学组成随地理来源呈现显著变异。拉巴特EO以α-蒎烯占优势，并表现出最强的抗菌活性，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌尤为广谱杀菌与杀真菌；该EO在DPPH、ABTS和FRAP实验中也显示最高抗氧化活性。主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）揭示了化学组成与生物活性间明确相关性，并凸显地理来源对EO特性的影响。上述结果表明摩洛哥D. ambrosioides EOs具备显著抗菌与抗氧化活性，且化学组成的区域差异可能影响其生物学潜力。

研究背景方面，药用植物因成分复杂且具抗菌、抗氧化、免疫调节与抗炎等多样生物活性而受关注，其EOs主要由挥发性萜类、酚类及其他芳香成分构成，组成受物种、地理与环境条件影响显著。土荆芥（Dysphania ambrosioides，旧归Chenopodium属）在摩洛哥分布广、生态适应性强，传统用作驱虫与胃肠、发热、疼痛治疗，但其摩洛哥种群的EO化学与生物数据仍稀缺，既往研究多聚焦叶籽营养与药用，EO本身未被充分挖掘。尽管文献常报其道驱蛔脑、α-松油烯、对伞花素为主成分，但摩洛哥群体是否存在新化学型、地理变异如何驱动活性差异尚不明确，因此研究人员开展跨地区EO化学-活性联评以明确其作为天然抗菌抗氧化剂的可行性。

本研究发表于《Scientific African》。研究人员于2021年5月采集摩洛哥拉巴特、梅克内斯、卡萨布兰卡三地 aerial parts 标本，经专家鉴定并存档标本馆，采用水蒸气蒸馏（Clevenger装置）获EO，无水硫酸钠干燥后4℃避光保存；为辅助微量组分识别另作硅胶柱分段。技术方法上，关键步骤包括：三地植物样本队列的野外采集与标本审定；水蒸气蒸馏法EO提取；GC-MS与GC-FID（DB-5毛细管柱，70 eV EI源）定性定量103种挥发物并以保留指数和谱库比对；纸片扩散法（Mueller-Hinton Agar，0.5 McFarland菌悬液，以头孢曲松与氟康唑作参照算活性指数AI）初筛；96孔微稀释法（resazurin显色）定MIC、平板涂布回收定MBC；DPPH、ABTS自由基清除与FRAP还原力三法测抗氧化并以IC₅₀/EC₅₀表示；NTSYS做UPGMA聚类、Rstudio做PCA、GraphPad Prism做ANOVA/Tukey统计。

研究结果部分，各小节结论如下。理化性质：三地EO得率0.5%–0.9%（拉巴特最高0.9%），密度0.925–0.954，折射率1.4217–1.5532，旋光度+5°16′–+5°36′，呈绿黄或黄色，为摩洛哥该种首次报道。GC-MS分析：共识103种成分占油95.5%–98.4%；卡萨布兰卡以ascaridole epoxide（48.7%）、ascaridole（22.1%）、α-terpinene（5.2%）为主；梅克内斯以ascaridole（53.2%）为主伴十八酸（6%）、二十四烷（3%）；拉巴特以α-pinene（60.1%）主导，ascaridole仅6.4%，独有thymol（0.2%），单萜烃占比85.6%，并首次在该种EO检出十六酸、1-十七醇、植醇乙酸酯等16个非萜长链物，聚类显示卡萨布兰卡-梅克内斯相似系数0.4、拉巴特仅0.1，证实α-pinene化学型为新变型。抗菌活性：纸片扩散AI显示拉巴特对大肠杆菌（0.82）、粪肠球菌（0.92）、白色念珠菌（0.72）最优；MIC/MBC表明拉巴特对表皮葡萄球菌与白色念珠菌MIC低至20.75 μg/mL、MBC 41.5 μg/mL，梅克内斯对金黄色葡萄球菌MIC 5.18 μg/mL，卡萨布兰卡对白色念珠菌MIC 5.15 μg/mL；MBC/MIC 0.65–3.4均呈杀菌/杀真菌。抗氧化活性：拉巴特DPPH IC₅₀ 1.933、ABTS IC₅₀ 0.164、FRAP EC₅₀ 1.323 mg/mL，均优于另两地与BHT接近但弱于抗坏血酸，证实α-pinene富集与协同次量thymol提升自由基清除与还原力。PCA：抗菌PC1 59.2%+PC2 40.8%，拉巴特负轴聚α-pinene、trans-asaridole等，关联大肠杆菌/粪肠球菌；抗氧化PC1 61.1%+PC2 38.9%，拉巴特高抗氧化矢向α-pinene、α-copaene、carvone等，提示协同非单强组分主导。

讨论部分总结：EO得率高于卢旺达、尼日利亚等地（0.06%–0.4%）而近贝宁（0.3%–1.2%），印证土壤气候与遗传chemotype分化；拉巴特α-pinene 60.1%为全世界D. ambrosioides首报主成分，相对Safi（α-terpinene 53.4%）、Rhamna（2.16% α-pinene）、Marrakech（δ-3-carene 61.5%）显区域特异。抗菌上α-pinene膜破坏+痕量thymol协同解释革兰阳性优势，ascaridole/epoxide经氧化应激与膜扰解释卡萨布兰卡抗白色念珠菌，梅克内斯脂肪酸/长链醇补强革兰阳性但缺高挥发单萜致革兰阴性较弱；抗氧化上α-pinene供氢/供电子+minor constituents协同使拉巴特三法皆优，卡萨布兰卡富氧倍半萜偏FRAP电子转移、DPPH/ABTS偏弱，梅克内斯居中多机制并行。结论部分翻译：本研究首次系统评估摩洛哥三地D. ambrosioides EOs，并首报拉巴特α-pinene富集新型化学型，将该种已知化学多样性由驱蛔脑/α-松油烯主导谱扩展至α-蒎烯谱；该化学型与革兰阳性菌强抗菌及增强抗氧化特性紧密关联，证实生态变异对植物化学与生物潜力的深刻塑造。研究推进了对该植物的认知，凸显其作为天然生物活性源在药物、食品防腐与化妆品中的应用前景；未来应聚焦体内功效验证、毒理安全性评价与优化制剂开发，以将实验室结果转化为安全有效的现实应用。