番荔枝(Musa paradisica Linn)乙醇提取物的分级分离、植物化学成分分析、定量测定及其抗菌和抗氧化活性的评估

《Journal of Molecular Structure》:Fractionation, phytochemical profiling, quantification, and evaluation of the antimicrobial and antioxidant activity of ethanolic extract of Musa paradisica Linn

【字体: 时间:2026年04月12日 来源:Journal of Molecular Structure 4.7

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  香蕉皮乙醇提取物经柱色谱分离得到E1、E2两种黄酮醇类化合物,结构通过光谱确认。抗菌实验显示E1对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及多重耐药肺炎克雷伯菌的抑菌圈达22mm(相当于诺维本辛),同时抑制生物膜形成。抗氧化活性测试表明E1、E2的DPPH和FRAP抑制率81-94%,与抗坏血酸相当。酚类结构中的δ-吡喃酮可能共同介导抗菌和抗氧化活性,为香蕉皮治疗细菌性伤口提供依据。

  
Kakarla Pakeeraiah|Debansu Sekhar Sethy|Ramya Tokala|Swagata Pattanaik|Satyaprakash Dehury|Pratap Kumar Sahu|Sudhir Kumar Paidesetty
印度奥里萨邦布巴内斯瓦尔751003,Siksha ‘O’ Anusandhan Deemed to be University药学院药物化学研究实验室

摘要

本研究旨在探讨Musa paradisica Linn乙醇提取物的分离、植物化学成分分析、定量测定及其抗菌和抗氧化活性评估。首先对粗提物中的植物化学成分进行了分析,发现其中含有黄酮类、单宁、皂苷和苷类化合物。利用乙酸乙酯与环己烷(70:30)的溶剂比例通过柱层析法从不同组分中分离出含有这些植物化学成分的乙醇粗提物(E1-E2)。通过光谱研究确认了这些未知植物化学成分E1-E2的结构,并鉴定了其中的黄酮类化合物。进一步测试了这些化合物对多重耐药(MDR)病原体的抗菌活性,并将其与标准抗生素诺维博辛进行了比较,同时评估了它们通过抑制生物膜形成来对抗MDR病原体的效果。结果表明,E1E. coli、S. aureus和MDR K. pneumoniae表现出显著的抑制作用,同时对MDR K. pneumoniae产生的生物膜也有良好的抑制效果。值得注意的是,E1Staphylococcus aureus的抑制作用尤为显著,其抑菌圈直径达到22毫米(32 μg/mL),与标准抗生素诺维博辛相当。此外,使用DPPH(2,2-二苯基-1-吡啶基肼)自由基清除法和FRAP(铁还原抗氧化能力)方法评估了这三种E1-E2植物化学成分的体外抗氧化活性,结果显示它们的抗氧化活性介于中等至良好之间,与抗坏血酸相比抑制率可达81-94%。这些化合物的结构中含有δ-吡酮结构,可能对其抑制病原体和清除自由基的作用起到了关键作用。此外,还对这些化合物与两种特定细菌靶标(如DNA聚合酶)的结合能力进行了计算模拟。

引言

人类自古以来就使用草药进行治疗。最古老的印度传统医学体系阿育吠陀表明,古代印度人已经了解多种草药的药用价值。印度多样的气候和地形条件造就了极其丰富的植物资源[1]。随着科学进步,许多传统医学中使用的草药成分已得到科学验证[2]。Musa paradisica Linn(梵语中称为Kadali)是一种备受重视的药用植物,在印度传统医学中广泛用于治疗多种疾病。香蕉植物(Musa paradisica L.,属于芭蕉科)是一种多年生草本植物,常见于热带地区。作为创新药物开发的潜在来源,M. paradisica的潜力尚未得到充分开发[3]。这种植物具有粗壮的茎干(假茎),地上部分由同心排列的叶子组成,花序从这些叶子中生长出来[4]。整个植物及其各个部分(花朵、香蕉苞片、成熟和未成熟的果实、叶子及茎干)及其提取物都被用于治疗多种疾病[5]。据称它具有多种药理作用,包括抗结石、抗氧化、抗菌、抗糖尿病、止泻、降胆固醇、保护肝脏、抗蛇毒、促进伤口愈合、促进头发生长、抗真菌和调经等[6,7]。近年来,人们对Musa paradisica的兴趣日益增加,大量研究揭示了其具有潜在生物活性的化合物[8]。然而,目前关于该植物药用成分的鉴定、分离及具体生物活性的研究仍较为有限[9,10]。提取和解析这些生物活性化合物的结构对于评估其治疗潜力至关重要。乙醇提取法因其能溶解多种植物化学成分(如黄酮类、生物碱、单宁和酚类)而常被采用,这些成分被认为对植物的药用效果有贡献[11]。通过进一步分离提取物中的特定化合物类别,可以更精确地评估其药理活性[12]。已有大量研究证实Musa paradisica具有抗菌作用,其抗菌效果主要归因于其中的酚类化合物、黄酮类和其他次级代谢物[13,14]。植物提取物的抗氧化活性也主要归因于酚类化合物、黄酮类和单宁,它们有助于清除自由基并减少氧化应激,而氧化应激是许多慢性疾病的诱因[15]。尽管Musa paradisica具有显著的药理活性,但仍需要更全面的研究来全面分析其植物化学成分、量化关键生物活性化合物,并系统评估其抗菌和抗氧化潜力[16]。因此,本研究旨在探讨Musa paradisica乙醇提取物的提取、分离、植物化学成分分析、定量测定及其抗菌和抗氧化活性[17]。获得的化合物将通过分子对接(docking)和密度泛函理论(DFT)计算以及物理化学性质研究,进一步分析其与特定靶标的结合亲和力。这种方法将有助于深入理解该植物的药用价值,并为其在制药领域的应用提供依据[18]。(图1)

样本采集与提取物制备

从印度奥里萨邦布巴内斯瓦尔Siksha O Anusandhan大学药学院周边地区采集了Musa paradisica的果皮,将所有果实晾干后分离出果皮。干燥后的果皮洗净、阴干并研磨成粉末以制备提取物。每种果皮5克溶解在50毫升75%乙醇中,在室温下以150转/分钟的速度搅拌48小时,随后以4000转/分钟的速度离心30分钟。

植物提取物的物理性质

在多种溶剂中测试了Musa paradisica的物理性质,其中乙醇提取物呈深棕色,而乙醇、甲醇和丁醇提取物呈深绿色。Musa paradisica的叶提取物呈松绿色。所有植物提取物均为非粘性物质。

植物化学成分的定性分析

Musa paradisica干燥乙醇提取物的定性分析显示...

结论

本研究对Musa paradisica果皮的乙醇粗提物进行了分离,从不同组分中分离出两种黄酮类化合物(E1和E2)。通过光谱分析成功确定了这两种化合物的化学结构。根据光谱数据和结构分析结果,发现E1含有chromene衍生的catechol(1,2-二羟基苯)结构,而E2含有chromene环结构。

作者贡献声明

Kakarla Pakeeraiah:撰写初稿、数据验证、软件使用、资源协调、实验设计、数据分析。Debansu Sekhar Sethy:数据可视化、软件使用、资源协调、数据分析、修订、软件使用。Ramya Tokala:撰写与编辑、数据可视化、验证、软件使用、数据协调、数据分析。Swagata Pattanaik:撰写与编辑、数据验证、软件使用、数据分析。Satyaprakash Dehury:撰写与编辑、数据验证、软件使用、数据分析。Pratap Kumar Sahu:

利益冲突声明

作者声明没有可能影响本研究结果的任何财务利益或个人关联。

致谢

我们非常感谢印度医学研究委员会(ICMR)- 外部专项资助(AMR/Adhoc/301/2022-ECD-II)对首席研究员Sudhir Kumar Paidesetty教授以及ICMR项目研究科学家Kakarla Pakeeraiah的支持。同时感谢Thomas Morin博士在软件安装方面提供的宝贵帮助。
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