溶剂极性调控下大戟科植物大叶巴豆叶提取物的抗氧化、抗菌及抗真菌活性研究

《Scientific Reports》：Antifungal, antioxidant, and antibacterial activities of C. macrostachyus plant leaves extracts using different solvents

为解决日益严峻的抗菌耐药性与氧化应激相关健康问题，研究人员系统评估了传统药用植物大叶巴豆（C. macrostachyus）叶提取物的生物活性。研究通过DPPH法、琼脂扩散法及HPLC分析发现，甲醇提取物具有最强的抗氧化活性（IC50= 40.07 mg/mL）及广谱抗菌活性，而氯仿提取物则对草莓灰霉病病原体表现出优异的抗真菌活性。该研究为开发兼具抗氧化与抗菌活性的天然产物提供了科学依据。

　　

在当今全球健康领域，两大挑战日益凸显：一是抗生素耐药性的快速蔓延，使得传统感染性疾病的治疗愈发困难；二是由氧化应激引发的慢性疾病，如糖尿病、癌症和神经退行性疾病，其发病率不断攀升。面对这一双重困境，科学家们将目光投向了自然界，希望从传统药用植物中寻找能够同时具备抗氧化和抗菌活性的“多面手”天然产物。大叶巴豆（Croton macrostachyus）正是这样一种备受关注的植物，它广泛分布于非洲中东部及南部地区，在传统医学中常被用于治疗发热、胃肠道问题和皮肤感染。然而，其生物活性究竟如何，以及如何通过现代科学手段进行有效提取和验证，仍有许多未知等待探索。

为了回答这些问题，来自贡德尔大学和亚的斯亚贝巴大学的研究团队开展了一项系统研究，旨在评估大叶巴豆叶提取物的抗氧化、抗菌及抗真菌潜力。该研究发表于《Scientific Reports》期刊，其核心假设在于：提取溶剂的极性是决定植物提取物生物活性的关键因素。不同极性的溶剂能够选择性地溶解不同种类的植物化学物质，从而影响最终提取物的功效。

为了验证这一假设，研究人员首先从埃塞俄比亚西北部采集了大叶巴豆的新鲜叶片，并将其干燥、粉碎。随后，他们采用浸渍法，依次使用极性递增的四种溶剂——氯仿、丙酮、甲醇和水——对植物粉末进行提取，以获得不同极性的粗提物。接下来，研究团队对这些提取物进行了一系列系统的分析：

1. 1.
   植物化学筛选：通过定性分析，初步确定各提取物中生物活性成分（如生物碱、类固醇、单宁、萜类、黄酮类、皂苷和酚类化合物）的存在与否。
2. 2.
   定量分析：采用福林酚法（Folin-Ciocalteu assay）测定总酚含量（TPC），采用氯化铝法测定总黄酮含量（TFC），以量化提取物中主要抗氧化成分的含量。
3. 3.
   抗氧化活性评估：利用2,2-二苯基-1-苦基肼（DPPH）自由基清除实验，评估各提取物的体外抗氧化能力，并计算其半数抑制浓度（IC₅₀）。
4. 4.
   化学成分分析：通过高效液相色谱（HPLC）和紫外-可见光谱（UV-Visible spectroscopy）技术，对提取物中的化学成分进行定性和半定量分析，以鉴定潜在的活性化合物。
5. 5.
   抗菌活性测试：采用琼脂扩散法（agar well diffusion assay），测试提取物对四种细菌（包括革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、芽孢杆菌）的抑制作用。
6. 6.
   抗真菌活性测试：在土豆葡萄糖琼脂（PDA）培养基上，评估提取物对六种植物病原真菌（如草莓灰霉病、番茄早疫病、黄瓜炭疽病等）的抑制效果。

植物化学筛选与定量分析

研究结果显示，大叶巴豆叶提取物中富含多种生物活性成分。其中，甲醇提取物含有的成分最为全面，包括生物碱、萜类、黄酮类、多酚、单宁和类固醇。在定量分析中，甲醇提取物的总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC）均显著高于其他溶剂提取物，分别为155.28±0.32 mg GAE/g和573±6.24 mg QE/g。这一结果证实了极性溶剂（如甲醇和水）在提取酚类和黄酮类化合物方面具有优势。

抗氧化活性

DPPH自由基清除实验的结果与定量分析结果高度一致。甲醇提取物表现出最强的抗氧化活性，其IC₅₀值为40.07 mg/mL，显著优于丙酮（78.07 mg/mL）、氯仿（90.87 mg/mL）和水（44.75 mg/mL）提取物。尽管其活性仍低于标准品抗坏血酸（IC₅₀= 14.96 mg/mL），但研究结果表明大叶巴豆叶甲醇提取物是潜在的天然抗氧化剂来源。

HPLC和UV-Visible光谱分析

HPLC色谱图和UV-Visible光谱数据揭示了提取物中复杂的化学成分。研究推测，提取物中可能含有羟基肉桂酸类化合物（如咖啡酸和绿原酸）以及黄酮类化合物（如芦丁/槲皮素糖苷、槲皮素和类黄酮醇）。这些已知的抗氧化和抗菌成分的存在，为大叶巴豆叶的生物活性提供了化学基础。

抗菌活性

抗菌实验结果表明，大叶巴豆叶提取物对测试菌株具有广泛的抑制作用。其中，甲醇提取物表现出最强的广谱抗菌活性，尤其对肺炎克雷伯菌（26±1.18 mm）和大肠杆菌（22±1.37 mm）的抑制效果最为显著。值得注意的是，甲醇提取物是唯一对芽孢杆菌（19.5±0.5 mm）表现出抑制活性的提取物。相比之下，氯仿和丙酮提取物对芽孢杆菌无活性，这可能是由于芽孢杆菌具有坚固的细胞结构和形成孢子的能力，使其对某些提取物产生抗性。

抗真菌活性

在抗真菌活性测试中，不同溶剂提取物表现出不同的抑菌谱。氯仿提取物对草莓灰霉病病原体表现出最强的抑制活性，抑菌圈直径达到20.3±1.8 mm。而甲醇和丙酮提取物则对稻瘟病病原体表现出中等程度的抑制活性，抑菌圈直径分别为18.3±1.2 mm和11.1±1.3 mm。然而，所有植物提取物的活性均低于阳性对照药物（如博斯卡利德和链氯菌素），表明其活性成分含量可能较低，或需要进一步纯化以提高效力。

研究结论与讨论

本研究系统评估了不同溶剂提取的大叶巴豆叶提取物的生物活性，并得出了明确的结论：提取溶剂的极性是决定其生物活性的关键因素。甲醇提取物因其富含酚类和黄酮类化合物，表现出最强的抗氧化活性和广谱抗菌活性。而氯仿提取物则因其能有效提取脂溶性成分（如萜类），在抗真菌方面表现突出，尤其对草莓灰霉病病原体有显著抑制作用。

该研究的重要意义在于，它不仅验证了大叶巴豆在传统医学中的应用价值，更重要的是，它揭示了通过选择不同极性的溶剂，可以有目的地富集和利用植物中的特定活性成分。这为开发针对不同应用场景（如医药、农业、食品防腐）的天然产品提供了科学依据和策略。例如，甲醇提取物因其兼具抗氧化和抗菌活性，有望用于开发预防氧化应激相关疾病和辅助治疗感染的保健品或药物；而氯仿提取物则可能作为开发新型植物源抗真菌剂的候选原料，用于防治农作物病害。

尽管植物提取物的活性目前仍低于标准合成药物，但其“多靶点、低毒性”的特性使其在替代或补充现有疗法方面具有巨大潜力。未来，进一步分离和鉴定这些提取物中的单一活性化合物，并进行深入的体内研究，将是推动其走向实际应用的关键步骤。