番石榴、月桂与柠檬叶提取物的GC-MS/FTIR比较分析及其抗氧化与抗菌潜力评估

《Sustainable Chemistry for the Environment》:Comparative GC–MS and FTIR Profiling with Assessment of Antioxidant and Antimicrobial Potential in Guava, Bay and Lemon Leaf Extracts

【字体: 时间:2026年01月18日 来源:Sustainable Chemistry for the Environment CS2.3

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  本研究针对合成防腐剂耐药性及氧化应激问题,系统比较了番石榴、月桂和柠檬叶甲醇提取物的化学成分与生物活性。通过GC-MS/FTIR联用技术鉴定关键功能成分,发现月桂叶提取物具有最高总酚含量(192.07±0.79 mg GAE/g)和最强DPPH自由基清除能力(IC50=7.59±0.25 μg/mL),其抗菌活性显著优于合成标准品BHT(p=0.004)。研究为天然防腐剂开发提供了科学依据,对食品医药领域具有重要应用价值。

  
在合成防腐剂耐药性问题日益严峻、氧化应激相关疾病高发的背景下,寻找安全有效的天然替代品成为当务之急。药用植物作为传统药物的重要来源,因其成本低、副作用小等优势受到广泛关注。其中,番石榴(Psidium guajava)、月桂(Cinnamomum tamala)和柠檬(Citrus aurantifolia)叶片在民间医学中长期用于治疗发热、感染和炎症性疾病,但其具体活性成分与作用机制的对比研究尚不充分。为此,孟加拉国科学与工业研究委员会(BCSIR)的研究团队开展了一项系统研究,通过现代分析技术揭示了三种植物叶片的化学成分差异与生物活性特征,相关成果发表于《Sustainable Chemistry for the Environment》。
研究人员主要采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)进行化合物鉴定、傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR)分析功能基团,结合福林酚法和氯化铝法分别测定总酚含量(TPC)与总黄酮含量(TFC),并通过DPPH自由基清除实验评估抗氧化活性,最后采用纸片扩散法测试对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等四种微生物的抑制效果。
3.1. 基于GC-MS的生物活性化合物鉴定
GC-MS分析显示,月桂叶主要含酚类衍生物(酚2-甲氧基-4-(2-丙烯基)-乙酸酯达37.109%),番石榴叶以萜类(古巴烯13.005%、石竹烯13.033%)为主,柠檬叶则富含苯甲醇衍生物(35.369%)。三物种共有的9-十八碳烯酰胺含量差异显著(月桂叶13.259%>番石榴叶12.230%>柠檬叶4.710%),这些化合物与抗氧化、抗菌活性密切相关。
3.2. FTIR-ATR官能团分析
FTIR光谱在3275–3324 cm-1处显示羟基伸缩振动峰,证实酚类与醇类物质存在;2920–2850 cm-1的烷基碳氢键及1700 cm-1附近的羰基峰提示醛酮类化合物。月桂叶光谱复杂度最高,表明其化学成分多样性丰富,与GC-MS结果相互印证。
3.3. 总酚含量与总黄酮含量测定
月桂叶的TPC最高(192.07 mg GAE/g),柠檬叶的TFC达1418.08 mg QE/g,但后者抗氧化活性最弱,说明黄酮类物质结构或协同效应影响其实际活性。
3.4. DPPH自由基清除活性
月桂叶提取物IC50值为7.59 μg/mL,显著优于合成抗氧化剂BHT(10.63 μg/mL),番石榴叶与柠檬叶的IC50分别为15.04 μg/mL和35.75 μg/mL。活性差异与酚类物质含量呈正相关,证实酚羟基在自由基清除中起关键作用。
3.5. 抗菌活性评估
月桂叶提取物对金黄色葡萄球菌(抑菌圈25.47 mm)和白色念珠菌(16.17 mm)抑制作用最强,番石榴叶次之,柠檬叶仅对革兰氏阳性菌有效。所有提取物对大肠杆菌和酿酒酵母无抑制效果,可能与革兰氏阴性菌外膜屏障有关。
研究结论表明,月桂叶提取物因富含酚类化合物而表现出卓越的抗氧化与抗菌性能,其活性优于合成标准品,具备开发为天然防腐剂的潜力。该研究首次在孟加拉国地区对三种植物叶片进行综合对比,为天然产物在食品、医药领域的应用提供了数据支撑。后续研究应聚焦单一活性成分的分离纯化及其在体(in vivo)作用机制探索,以推动实际应用。
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