丁香精油（Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry）的化学成分和生物活性：实验与计算评估

《South African Journal of Botany》：Chemical composition and biological activities of clove essential oil (Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry): Experimental and computational evaluation

　　

Nesrine Issaad|Tarek Cherifi|Fella Benikhlef|Roumaila Benchikh|Lynda Akkache|Asma Belkadid|Asma Djattouf|Ali Dekire|Salima Ouarek

摘要

丁香（Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M. Perry）的精油（CEO）因其生物学特性而受到广泛研究，尽管化学成分和实验条件的差异常常使得不同研究之间的直接比较变得复杂。本研究旨在通过互补的实验和计算方法，对一个经过化学鉴定的CEO样本的化学成分和选定的生物活性进行综合评估。

该精油通过水蒸馏法获得，并通过气相色谱-质谱（GC-MS）进行分析。抗微生物活性针对细菌、酵母和丝状真菌菌株进行了评估；抗氧化能力通过DPPH自由基清除试验进行测定；抗炎活性则通过小鼠的卡拉胶诱导的足部水肿模型在体内进行了研究。

GC-MS分析鉴定出14种化合物，占精油成分的99.93%，其中丁香酚是主要成分（76.33%）。该精油表现出抗菌和抗真菌活性，对金黄色葡萄球菌具有显著抑制作用（MIC 0.15 mg/mL），具有很强的自由基清除能力（IC?? = 6.22 μg/mL），并且能够显著减轻卡拉胶诱导的足部水肿（300 mg/kg时抑制率为43.83%）。分子对接分析表明丁香酚与某些细菌酶之间存在潜在的相互作用。

总体而言，这些结果提供了CEO的全面特征描述，并证明了其在所研究的实验条件下的可测量的抗菌、抗氧化和抗炎活性。

引言

全球范围内抗菌素耐药性（AMR）的上升，以及长期使用传统抗炎药物所带来的局限性，促使科学界重新关注天然来源的生物活性化合物（Salam等人，2023年）。在这些化合物中，特别是植物来源的天然产物，尤其是精油（EOs），因其化学多样性和广泛的生物学活性而受到广泛关注（Valarezo等人，2025年）。因此，精油已成为开发替代或补充治疗剂的有希望的候选物质。

丁香精油（CEO）来自Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M. Perry，由于其高含量的丁香酚以及已记录的抗菌、抗氧化和抗炎活性，成为研究最为广泛的精油之一（Haro-González等人，2021年；Li?án-Atero等人，2024年）。丁香酚作为主要成分，其药理和理化性质已被广泛研究（Wadi，2025年）。然而，化学成分的变化可能受到地理来源、采后处理、储存条件和提取参数的影响，从而影响各成分的相对含量，进而影响实验结果（Bakkali等人，2008年；Raut和Karuppayil，2014年）。

尽管已有大量文献，但报道的生物活性通常是在独立的实验条件下单独评估的，这可能限制了不同研究之间的直接比较和综合解释（Pereira等人，2022年；Radünz等人，2021年）。在天然产物研究中，常采用基于活性的分离方法来加强化学成分与生物活性之间的关联（Zeng等人，2020年）。然而，相对较少的研究使用协调的体外、体内和计算方法，在一个统一且内部一致的实验框架内对单个经过化学鉴定的CEO样本进行了研究。

在此背景下，本研究旨在通过以下方式对一种市售丁香样本进行综合评估：（i）使用气相色谱-质谱（GC-MS）对其化学成分进行鉴定；（ii）通过建立的体外和体内模型评估其抗菌、抗氧化和抗炎活性；（iii）利用分子对接和SwissADME分析探索选定的分子相互作用和预测的药代动力学特性。通过将这些互补方法整合到单一的实验设计中，本研究提供了丁香精油化学成分和生物活性的结构化且内部一致的评估。

章节摘录

材料与方法

研究的整体实验流程如图1所示，总结了化学鉴定、体外和体内生物评估以及计算分析的各个阶段。每个步骤的详细程序在以下小节中提供。

对S. aromaticum干燥花蕾进行水蒸馏后，获得了4.5%（w/w）的精油。这一数值低于其他阿尔及利亚地区商业丁香样本的报告值：Sa?da为10.6%（Adli等人，2017年），Tiaret为11.6%（Selles等人，2020年），Constantine为8.9%（Rahim等人，2025年）。这一结果仍在传统香料级植物材料水蒸馏的预期范围内。精油产率的差异已有充分记录，并受到多种因素的影响

以丁香酚为主要成分的S. aromaticum精油表现出可测量的抗菌、抗氧化和抗炎活性。该精油抑制了测试微生物菌株的生长，在DPPH试验中显示出强大的自由基清除能力，并显著减轻了小鼠的卡拉胶诱导的足部水肿。包括分子对接和计算机模拟 ADME预测在内的补充计算分析提供了理论见解

ABTS：2,2′-Azino-Bis(3-Ethylbenzothiazoline-6-Sulfonic acid）；ADME：吸收、分布、代谢和排泄；BBB：血脑屏障；CEO：丁香精油；CYP：细胞色素P450；DHPS：二氢蝶酸合成酶；DPPH：2,2-二苯基-1-吡啶肼；FRAP：铁还原抗氧化能力试验；GC-MS：气相色谱-质谱；GI：胃肠道；IC??：半最大抑制浓度；MBC：最小杀菌浓度；MFC：最小杀菌浓度

所有涉及动物的实验均遵循欧洲议会和理事会2010/63/EU关于用于科学目的的动物保护的伦理标准。该研究方案已由国家大学研究评估与规划委员会审查并批准（批准编号：D01N01UN160420200002）。

本研究在阿尔及利亚阿尔及尔的Saidal研究与发展中心进行。

本研究未获得公共部门、商业部门或非营利部门的任何特定资助。

本文中呈现的原始贡献均包含在本文中。

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Nesrine Issaad：写作 – 审稿与编辑，写作 – 初稿撰写，数据可视化，验证，监督，软件使用，资源管理，项目协调，方法论设计，研究实施，资金获取，数据分析，概念构思。Tarek Cherifi：软件使用。Fella Benikhlef：方法论设计。Roumaila Benchikh：方法论设计。Lynda Akkache：方法论设计。Asma Belkadid：方法论设计。Asma Djattouf：方法论设计。Ali Dekire：写作 – 初稿撰写，软件使用，方法论设计。Salima

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

作者们想对Walid Cherifi博士在此项工作中提供的宝贵帮助、持续的支持和深刻的科学指导表示最诚挚的感谢。