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IF=9.7|东北农业大学:超声辅助酶解预处理南蛇藤根的超分子溶剂萃取:工艺优化、富集及抗菌活性

  • 2026-10-16 21:10:49
IF=9.7|东北农业大学:超声辅助酶解预处理南蛇藤根的超分子溶剂萃取:工艺优化、富集及抗菌活性

Ultrasonics Sonochemistry| 超声辅助酶解预处理南蛇藤根的超分子溶剂萃取:工艺优化、富集及抗菌活性

近日,东北农业大学团队在《Ultrasonics Sonochemistry》期刊(中科院一区,IF:9.7)发表了题为Ultrasound-assisted supramolecular solvent extraction with enzymatic pretreatment of Celastrus orbiculatus roots: Process optimization, enrichment, and antibacterial activity的研究性论文。该研究构建了超声辅助酶解 - 超分子溶剂萃取(UAESE) 绿色提取体系,用于提取南蛇藤根中的雷公藤红素(CEL)、扁蒴藤素(PRI)两种核心三萜类活性成分,通过单因素试验、Plackett-Burman 设计与 Box-Behnken 设计完成萃取工艺参数优化,采用 AB-8 大孔树脂对粗提物富集纯化,并系统评估了提取物的抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)活性。研究证实,酶解、超声与超分子溶剂三者协同可高效破坏植物细胞壁,大幅提升 CEL 与 PRI 提取率,效果显著优于单一提取及传统有机溶剂萃取法;AB-8 树脂可实现 PRI 的高效富集,其纯度从 0.191% 提升至 13.545%;同时 CEL、PRI 单体及二者复配物均对 MRSA 有显著抗菌活性,复配使用还呈现协同增效作用。这一发现为南蛇藤三萜类活性成分的高效、绿色提取提供了创新方法,也为植物源天然抗耐药菌抗菌剂的开发提供了关键理论支撑。

Background

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食源性疾病已成为全球性公共卫生问题,金黄色葡萄球菌是引发我国食源性疾病的主要致病菌,而抗生素滥用导致该菌株出现广泛耐药性,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的出现更是加剧了防控难度;植物提取物因富含多酚、三萜等多种生物活性成分,具备抗食源性致病菌的潜力,在食品领域的应用逐渐受到关注,南蛇藤作为我国民间常用草药,其根皮中的雷公藤红素、扁蒴藤素两种三萜类活性成分,对金黄色葡萄球菌等菌株具有广谱抗菌作用,然而三萜类成分本身溶解性与生物利用度低,传统索氏提取法存在能耗高、有机溶剂用量大等缺陷,现有提取技术难以高效提取南蛇藤中的目标活性成分,制约了其在抗菌领域的应用与开发。

Results

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建立了最优的超声辅助酶解 - 超分子溶剂萃取(UAESE)工艺

该研究通过单因素试验、Plackett-Burman 设计与 Box-Behnken 设计优化得到最佳提取参数,此工艺下南蛇藤根中雷公藤红素(CEL)与扁蒴藤素(PRI)的提取率显著高于超声辅助酶解、超声辅助超分子溶剂萃取、乙醇超声萃取等单一或传统方法,是提取南蛇藤三萜类活性成分的高效绿色方案。

明确了超分子溶剂(SUPRAS)的结构与萃取机制

以辛酸 - 乙醇 - 水制备的 SUPRAS 为反胶束结构,具备亲水核心与疏水外层,可通过氢键作用自组装形成,对疏水性三萜类成分具有优异的溶解与富集能力,是实现目标成分高效提取的关键绿色溶剂。

筛选出最优的富集纯化树脂

AB-8 大孔树脂对南蛇藤提取物中 CEL 和 PRI 的吸附与解吸性能最优,经该树脂富集后,扁蒴藤素(PRI)的纯度从 0.191% 大幅提升至 13.545%,实现了目标活性成分的高效分离纯化。

证实了提取物的抗 MRSA 活性与协同作用

雷公藤红素(CEL)、扁蒴藤素(PRI)单体均对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有显著抗菌活性,二者复配使用时呈现明显的协同杀菌效果,纯化后的南蛇藤提取物抗菌效力与单体混合物相当,具备开发为天然抗耐药菌制剂的潜力。

揭示了 UAESE 的协同提取微观机制

纤维素酶可破坏南蛇藤植物细胞壁的纤维素结构,超声空化效应进一步破碎细胞组织并强化传质,超分子溶剂则高效增溶释放的三萜类成分,三者协同作用大幅提升了活性成分的提取效率,扫描电镜结果直观验证了植物组织的显著结构破坏。

图文赏析

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2026.107858

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