降尿酸最新研究!东北农业大学李艳华、屈谦伟教授团队:亚洲车前草的绿色高效超声辅助超分子溶剂萃取:工艺优化、作用机制及降尿酸功效
- 2026-05-15 01:42:03
降尿酸最新研究！东北农业大学李艳华、屈谦伟教授团队：亚洲车前草的绿色高效超声辅助超分子溶剂萃取：工艺优化、作用机制及降尿酸功效
食研科普食研科普2026年4月23日 09:30陕西
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亚洲车前草（Plantago asiatica L.）的绿色高效超声辅助超分子溶剂萃取：工艺优化、作用机制及降尿酸功效
导 读
近日，东北农业大学的研究团队在食品权威期刊《Ultrasonics Sonochemistry》（IF=9.8）发表题为“Green and efficient ultrasound-assisted supramolecular solvent extraction of Plantago asiatica L.: Process optimization, mechanism, and hypouricemic efficacy”的研究性论文。该论文由东北农业大学动物医学院与成都农业学院科技职业学院完成，李艳华教授、屈谦伟教授、刘艳艳副教授为该论文的通讯作者。
亚洲车前（Plantago asiatica L.，简称PA）是一种属于车前科的多年生草本植物，广泛分布于中国黑龙江、吉林和辽宁等省份，在英国、法国和德国等部分欧洲国家也有少量栽培。在传统医学中，PA因其利尿、退热、止血、解毒和抗炎等特性，被广泛用于治疗多种疾病。现代药理学研究表明，这些治疗作用主要归因于其生物活性苯乙酮苷类化合物，尤其是 Plantamajoside（PMS）和 Acteoside（ACT）。在主要活性成分中，PMS 表现出显著的降尿酸、抗炎和抗氧化活性。此外，它还是《中华人民共和国药典》中车前草的质量控制指标，要求其含量不低于 0.10%。另一种重要成分 ACT 展现出巨大的药物应用潜力，特别是由于其降尿酸和降血糖的作用。
亚洲车前（Plantago asiatica L.，PA）作为一种传统的中药及食用植物，富含降尿酸生物活性成分车前苷（PMS）和车前苷元（ACT）。本研究首创了一种高效且环保的超声辅助超分子溶剂萃取（SUPRAS-UAE）方法，用于提取PMS和ACT。此外，本研究阐明了SUPRAS-UAE背后的声化学机制，并对其萃取效率与传统方法进行了比较分析。所使用的超声设备为工作频率为 40 kHz 的 SB25-12DTD 功率可调加热清洗机。SUPRAS 溶剂体系由 9%（v/v）癸酸、38%（v/v）乙醇和 53%（v/v）水组成，pH 值为 6。通过单因素实验和响应面法进行优化，确定了最佳提取条件：超声功率840 W，超声时间50分钟，超声温度53℃，液固比82 mL/g。从机理上讲，超声波的应用促进了 SUPRAS 胶束的动态重组和聚丙烯酸（PA）细胞壁的机械破坏，从而协同增强了目标成分的释放。与传统的萃取方法相比，SUPRAS-UAE 表现出更优的萃取效率、环境可持续性和溶剂可回收性。
尽管先前研究已报道将超声辅助萃取（UAE）与SUPRAS结合用于天然产物回收，但重点主要在于优化萃取效率，对潜在的声化学机制的深入探索却十分有限。为填补这一知识空白，本研究通过将癸酸-乙醇-水SUPRAS与超声技术相结合，提出了一种超声辅助超分子溶剂萃取法（SUPRAS-UAE）。本研究旨在实现双重目标：优化萃取效率，并系统阐明超声波通过SUPRAS增强从PA中萃取PMS和ACT的声化学机制。研究重点关注超声诱导的理化变化及其与关键实验参数的关联性。图1展示了本研究的技术路线，涵盖了超声辅助超分子溶剂萃取（SUPRAS）的结构与形成机制研究、萃取过程优化、声化学机理表征、萃取效率验证、绿色评价以及生物活性评估。本研究为超声-SUPRAS协同技术在相关领域的应用提供了宝贵的见解。
研究亮点
★首次将超声技术与超分子溶剂结合用于车前草中plantamajoside和acteoside的提取，实现高效绿色提取。
★超声既破坏植物细胞壁，又促进超分子溶剂胶束动态重组，双效协同提升提取效率。
★癸酸可循环使用2次，提取效率仍保持80%以上，符合绿色化学原则。
★在急性高尿酸血症小鼠模型中，优化提取物显著降低血清尿酸、尿素氮和肌酐水平，并减轻肾组织损伤。
研究结论与意义
★本研究成功开发了一种高效且环保的SUPRAS-UAE方法，用于从PA中提取PMS和ACT。在优化条件下（超声功率840 W、超声时间50分钟、超声温度53°C、液固比82 mL/g），总提取率达到8.43 mg/g，超过了传统提取方法。该方法的主要优势在于，超声波诱导的机械振动既能促进PA细胞壁的破裂，又能促使SUPRAS胶束发生动态重构，从而减小其粒径并降低粒径分布指数（PDI）。这种双重作用增强了目标化合物的释放。此外，该方法展现出卓越的环境可持续性：根据绿色化学原则，癸酸可在保持至少80%效率的前提下循环使用两次。鉴于所得提取物的高提取效率和显著的降尿酸活性，该策略在天然生物活性化合物的绿色生产以及药理学开发方面具有广阔的工业应用前景。然而，未来的规模化生产可能面临一些挑战，例如在大规模设备中对超声参数的精确控制，以及在工业条件下SUPRAS形成过程的标准化。
综上所述，本研究为高效提取PA中的生物活性甙类化合物提供了一种创新的技术策略，深化了对超声-SUPRAS协同作用机制的理解，并为食品和制药行业绿色萃取技术的开发提供了宝贵的见解。
图文赏析
图1 图文摘要及技术路线
图2SUPRAS制备与萃取过程的示意图。
图3 (A) SUPRAS的相图 (B) SUPRAS的相比 (C) 不同绝对乙醇浓度下SUPRAS的密度 (D) 不同绝对乙醇浓度下SUPRAS的pH值。
图4 SUPRAS的荧光图像（A-F）和光学显微镜图像（G）SUPRAS的实验条件：5%（v/v）癸酸、18%（v/v）乙醇（A）、22%（v/v）乙醇（B）、26%（v/v）乙醇（C）、 30%（体积比）乙醇（D），34%（体积比）乙醇（E），38%（体积比）乙醇（F和G）。
图5 乙醇、癸酸、乙醇-癸酸混合物（1:1，体积比）以及由9%（体积比）癸酸和38%（体积比）乙醇制备的SUPRAS的FTIR光谱。
图6 (A) PA的高效液相色谱图。不同SUPRAS pH值（B）、癸酸比例（C）和乙醇比例（D）对萃取收率和SEY的影响。
图7 不同超声时间（A）、超声功率（B）、超声温度（C）和液固比（D）对提取率和标准提取率（SEY）的影响。
图8 PA样品的扫描电子显微镜图像（5000倍）。（A）PA粉末，（B）ME，（C）UAE，（D）UAE-SUPRAS。
图9 超声处理诱导的SUPRAS动态重构。0分钟（A）和50分钟（B）时SUPRAS胶束的粒径分布曲线（1、2、3代表生物重复）；超声处理前（C）和后（D）SUPRAS的光学显微镜图像（40倍放大）；（E）SUPRAS的粒径和多分散指数随超声处理时间的改变。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2026.107860
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