《LWT》：Enhanced extraction of antioxidant compounds from propolis using non-thermal plasma pretreatment and ultrasonic-assisted methods
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本研究针对传统蜂胶提取方法效率低、溶剂消耗大等问题，开发了一种非热等离子体（NTP）预处理耦合超声辅助提取（UAE）的绿色增效技术。研究人员系统优化了空气/氩气等离子体参数与超声时间，发现该联合策略可显著提升巴西蜂胶和无刺蜂蜂胶的总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC），并增强其DPPH自由基清除能力，而抗菌活性未受影响。该研究为高效获取蜂胶抗氧化成分提供了新方法，对功能性食品开发具有重要价值。
蜂胶，这种由蜜蜂从植物树脂中采集并混合自身分泌物形成的天然产物，自古以来就被广泛应用于传统医药和健康食品中。它富含酚类和黄酮类化合物，赋予了其卓越的抗菌、抗炎以及抗氧化等生物活性。然而，蜂胶复杂的树脂基质就像一座坚固的“堡垒”，将其中的宝贵活性成分牢牢锁住，使得高效、完整地提取这些成分面临巨大挑战。传统的提取方法，如热回流提取，不仅耗时耗能，还可能因高温导致热敏性成分降解。超声辅助提取（UAE）技术虽能通过空化效应破坏细胞结构，提高提取效率，但对于结构特别致密的蜂胶基质，其提取潜力仍有待进一步挖掘。
近年来，非热等离子体（NTP）技术作为一种新兴的、环保的预处理手段，在食品和植物提取领域展现出巨大潜力。它能在接近室温下产生富含活性氧氮物种（RONS）的等离子体，这些活性物质能够“蚀刻”和改性物料表面，增加其渗透性，从而为后续溶剂提取打开“便捷通道”。那么，将NTP这种“破壁利器”与UAE的“强力震荡”相结合，能否协同增效，更高效地释放蜂胶中的抗氧化宝库呢？特别是对于在树脂来源和化学组成上均有显著差异的巴西蜂胶和无刺蜂蜂胶，这种联合技术的效果是否会有所不同？发表在《LWT - Food Science and Technology》上的这项研究，正是为了解答这些问题。
为了探究NTP-UAE联合技术的效果，研究人员设计了一套严谨的实验方案。他们首先以无刺蜂蜂胶为模型，优化NTP预处理的条件，考察了工作气体（空气、氩气）和处理时间（5分钟、15分钟）的影响。接着，他们评估了不同超声提取时间（2小时、4小时、8小时）在50°C下对预处理后蜂胶提取效果的影响。在确定最佳组合条件（空气等离子体处理5分钟或氩气等离子体处理15分钟，结合50°C下超声提取4小时）后，将优化后的工艺应用于巴西蜂胶和无刺蜂蜂胶，系统评价了其对总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）、抗氧化活性（通过DPPH自由基清除实验测定IC50值）以及抗菌活性（针对Paenibacillus larvae、Staphylococcus aureus和Escherichia coli）的影响。此外，还利用液相色谱-四极杆飞行时间质谱（LC-QTOF-MS）分析了特定酚酸和黄酮类化合物的含量变化。研究所用的巴西蜂胶购自商业公司，无刺蜂蜂胶（Tetragonula laeviceps种复合体）则采集自泰国当地蜂场。
3.1. 等离子体预处理对无刺蜂蜂胶提取物TPC和TFC的影响
研究首先发现，等离子体预处理能显著影响无刺蜂蜂胶的提取效率。当使用氩气作为等离子体工作气体，处理15分钟后，再经50°C超声提取2小时，所得提取物的TPC和TFC达到最高，分别为3.69 mg GAE/g和1.48 mg QUE/g，显著高于未处理的对照组。空气等离子体处理5分钟也能提升TPC和TFC，但延长处理时间至15分钟反而会导致含量下降。这表明等离子体预处理的效果高度依赖于工作气体和暴露时间。
3.2. 超声提取时间对经等离子体预处理的无刺蜂蜂胶TPC和TFC的影响
延长超声提取时间的影响因预处理气体而异。对于经空气等离子体预处理（5分钟）的样品，将超声时间从2小时延长至4小时，TPC和TFC保持稳定或略有增加，但进一步延长至8小时则导致两者显著下降，提示长时间超声可能引起化合物降解。相反，对于经氩气等离子体预处理（15分钟）的样品，超声时间从2小时增至4小时，TPC和TFC均显著提升。因此，4小时被确定为最佳超声提取时间。
3.3. NTP预处理与UAE联用对巴西蜂胶和无刺蜂蜂胶TPC和TFC的影响
在优化条件下（等离子体预处理后于50°C超声提取4小时），两种蜂胶对等离子体处理的响应表现出明显差异。巴西蜂胶对空气等离子体预处理（5分钟）响应更佳，其TPC和TFC相较于未处理样品分别提升了54.62%和61.39%。而无刺蜂蜂胶则对氩气等离子体预处理（15分钟）更为敏感，其TPC和TFC也有显著提升。这种差异可能与两种蜂胶不同的植物来源和基质结构有关。
3.4. NTP预处理与UAE联用对巴西蜂胶和无刺蜂蜂胶DPPH自由基清除活性的影响
联合处理显著增强了两种蜂胶提取物的抗氧化能力。巴西蜂胶经空气等离子体预处理后，其DPPH自由基清除活性最强，IC50值（半数抑制浓度）最低（35.73 μg/mL），表明需要更少的提取物浓度即可达到50%的清除率。无刺蜂蜂胶经氩气等离子体预处理后，也表现出最高的自由基清除活性和最低的IC50值，尽管与未处理组间的统计学差异不显著。这与其TPC和TFC的增加趋势一致，证实了酚类和黄酮类化合物是抗氧化活性的主要贡献者。
3.5. NTP预处理与UAE联用对巴西蜂胶和无刺蜂蜂胶抗菌活性的影响
与抗氧化活性的显著提升形成对比的是，等离子体预处理并未能显著增强两种蜂胶提取物对Paenibacillus larvae和Staphylococcus aureus的抗菌活性。所有处理组和未处理组的抑菌圈大小无统计学差异。此外，所有提取物对Escherichia coli均未表现出抑菌活性，这与文献中关于蜂胶通常对革兰氏阳性菌更有效的报道一致。
3.6. 经NTP预处理和UAE联用后巴西蜂胶和无刺蜂蜂胶的化学组成
LC-QTOF-MS分析揭示了特定化合物含量的变化。在无刺蜂蜂胶中，氩气等离子体预处理后没食子酸和山奈酚的含量相对较高。在巴西蜂胶中，空气等离子体预处理后咖啡酸和山奈酚的含量有所增加，而对香豆酸的含量则有所下降。这些变化部分解释了抗氧化活性增强的原因，同时也表明等离子体处理可能对不同的生物活性成分具有选择性影响。
本研究得出结论：非热等离子体（NTP）预处理与超声辅助提取（UAE）相结合，是一种能有效提高蜂胶（特别是其抗氧化成分）提取效率的绿色技术。该技术的效果具有蜂胶类型特异性，巴西蜂胶更适合用空气等离子体短时处理，而无刺蜂蜂胶则对氩气等离子体长时间处理响应更好。优化提取参数（如50°C下提取4小时）至关重要，既能最大化得率，又能避免长时间处理导致的成分降解。
讨论部分强调，NTP预处理可能通过其产生的活性氧氮物种（RONS）改性蜂胶基质表面，增加亲水性，从而促进溶剂渗透和酚类、黄酮类等抗氧化化合物的释放与溶出。然而，抗菌活性未得到同步增强，提示蜂胶的抗氧化和抗菌功能可能由不同种类的化合物主导，或者等离子体对某些抗菌成分（如二萜、异戊烯基黄酮）的影响与对抗氧化成分的影响不同。
这项研究的意义在于，它首次系统地将NTP预处理与UAE技术结合应用于提升蜂胶的抗氧化功能，并为针对不同来源蜂胶定制化开发绿色、高效的提取工艺提供了新的思路和实验依据。未来研究可进一步深入解析等离子体诱导的化学结构变化，并探索该技术在其它天然产物提取中的应用潜力。
