通过微波和蒸馏技术从Cinnamomum verum（真桂）叶子中绿色提取精油：化学成分分析的比较研究，以及体外和计算机模拟（in silico）实验的结果

《LWT》：Green extraction of essential oils from Cinnamomum verum leaves through microwave and hydrodistillation techniques: Comparative analysis of chemical profiling, in vitro and in silico investigations

　　本研究对比了溶剂-free微波提取（SFME）和水蒸气蒸馏（HDE）两种方法从肉桂叶中提取的精油（EOs）的产率、化学成分、抗氧化能力和抗菌活性。结果表明，HDE产率更高（8.63±0.017 g/kg），但SFME精油含有更多酚类（392.59 mg GAE/g）和黄酮类（45.02 mg QCE/g）成分，抗氧化IC50值更低（2.356 μg/mL），且在低浓度下对多种细菌和真菌（如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌）表现出显著抑制作用。分子对接和ADME分析证实Eugenol等成分具有潜在药理活性，支持其作为天然防腐剂和药物开发的可行性。

　　本研究聚焦于对从北孟加拉国种植的丁香叶中提取的精油（EOs）进行比较分析，包括产量、化学成分、抗氧化能力和抗菌活性。通过两种不同的提取方法——无溶剂微波提取（SFME）和水蒸气蒸馏法（HDE）——提取的精油在多个方面表现出了显著的差异。研究发现，HDE方法的精油产量较高，达到8.63±0.017 g/kg，而SFME方法的产量为6.78±0.025 g/kg。这种差异可能与两种方法的提取效率和操作条件有关，HDE需要更长的提取时间，而SFME则以更短的时间完成提取过程。通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，研究人员确认了丁香叶精油中的主要成分是肉桂醇，其在SFME和HDE方法中分别占96.6203±0.0168 %和96.2713±0.0131 %，且具有显著性差异（p<0.001）。此外，精油中还包含一些次要成分，如α-柯巴烯、芳樟烯、胡椒烯和香叶烯氧化物。这些成分的组成比例可能会因植物的生长环境、季节和提取方法的不同而有所变化。

抗氧化活性的评估结果显示，两种提取方法所得的精油在自由基清除能力方面均优于常用的合成抗氧化剂丁基羟基甲苯（BHT）。具体而言，SFME精油的IC50值为2.356±0.022 μg/mL，而HDE精油的IC50值为3.154±0.031 μg/mL，BHT的IC50值为6.175±0.056 μg/mL。IC50值越低，表示抗氧化能力越强，因此SFME精油的抗氧化性能更优。同时，SFME精油的总酚类物质含量（392.59±0.14 mg GAE/g）和总黄酮类物质含量（45.02±0.61 mg QCE/g）均显著高于HDE精油（128.21±0.11 mg GAE/g和9.25±0.34 mg QCE/g）。这表明，SFME方法在提取过程中能够更好地保留这些具有生物活性的成分，从而提升精油的整体功能性。

在抗菌活性方面，两种精油均表现出对革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌、李斯特氏菌和枯草芽孢杆菌）和革兰氏阴性菌（如大肠杆菌、沙门氏菌和铜绿假单胞菌）以及真菌（如白色念珠菌）的显著抑制作用。通过盘扩散法评估的抑菌圈直径显示，两种精油在不同浓度下均能有效抑制目标微生物的生长。此外，最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）的测定进一步证实了精油的抗菌潜力。研究中还提到，SFME精油在对抗某些细菌时表现出更强的抗菌效果，例如在对抗铜绿假单胞菌时，其抑菌圈直径达到15.57±0.40 mm，而HDE精油仅为10.17±0.76 mm。这表明，SFME方法可能更有效地提取了具有强抗菌活性的化合物。

分子对接研究进一步支持了精油中关键成分的抗菌潜力。通过分析这些成分与目标蛋白的相互作用，研究发现肉桂醇等成分能够与细菌和真菌的关键蛋白质结合，从而干扰其正常功能，抑制微生物的生长。这为精油的抗菌机制提供了理论依据，并表明其在抗菌药物开发中的潜在应用价值。此外，研究还对精油的药物样性进行了评估，使用瑞士ADME平台分析了其吸收、分布、代谢和排泄特性。结果显示，所有主要成分均符合Lipinski规则，即分子量小于500 Da、氢键供体少于5个、氢键受体少于10个以及脂溶性（LogP）低于5，表明这些成分具有良好的口服生物利用度和药代动力学特性。

在毒理学分析方面，研究利用ProTox 3.0在线服务器预测了五种主要成分的毒性特性。结果显示，除了香叶烯氧化物外，其他成分均未表现出肝毒性、致癌性、免疫毒性、致突变性和细胞毒性。这一发现为精油在食品和医药领域的应用提供了安全性支持，表明其在合理浓度下不会对人体造成伤害。

总体而言，本研究通过综合分析化学成分、抗氧化活性、抗菌能力以及分子对接和ADME等计算方法，揭示了从丁香叶中提取的精油在多个方面具有显著的生物活性。研究还指出，SFME方法在提取效率、精油纯度和功能成分保留方面优于HDE方法，特别是在抗氧化和抗菌性能上表现更佳。此外，研究强调了精油在食品保鲜、制药和营养补充剂等领域的应用潜力。然而，该研究也存在一定的局限性，例如其仅限于北孟加拉国种植的丁香叶，未来需要进一步探索不同植物品种和生长环境对精油成分和性能的影响，以评估其在更广泛范围内的适用性。此外，SFME方法在大规模生产中的经济可行性和环境影响也需要进一步研究。研究团队的贡献包括实验设计、数据分析、图表制作和论文撰写等多个方面，体现了多学科合作的重要性。