全 文 :第 42 卷第 6 期
2014 年 3 月
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 42 No. 6
Mar. 2014
新疆鼠尾草抗菌活性部位的筛选*
史美玲,武兴康,李玉梅,孟宪刚
( 兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃 兰州 730070)
摘 要:从新疆鼠尾草地上部分甲醇浸膏中乙酸乙酯部位分离到化合物 SL1、SL2,9 个不同极性的组份分别为 Fr1 ~ 9。用
纸片扩散法测定了 E. coli和 S. aureus对 2 个化合物和 Fr1 ~ 9 的药敏性,并测定了它们作用于 E. coli 和 S. aureus 的最小抑菌浓度。
实验结果显示,在鼠尾草的甲醇浸膏中,用正己烷和丙酮比例在 10∶1 以上提取的有效成分有较强的抗菌活性,其中,两种溶剂
的比例为 5∶1 时提取物抗菌活性最强。因此,Fr8 对 E. coli和 S. aureus的抗菌性最强,其 MIC值均为 0. 235 mg /mL。
关键词:新疆鼠尾草;化学成分;抗菌活性
中图分类号:TQ464. 4 文献标志码:A 文章编号:1001 - 9677(2014)06 - 0065 - 03
* 基金项目:甘肃省农业科技支撑项目 (No:1304NKCA156)。
作者简介:史美玲 (1985 -) ,女,在读硕士研究生,主要从事微生物方面的开发和应用。
Screen of Antibacterial Chemical Constituents from Salvia deserta Schang*
SHI Mei - ling,WU Xing - kang,LI Yu -mei,MENG Xian - gang
(School of Chemical & Biological Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Gansu Lanzhou 730070,China)
Abstract:The antibacterial constituents of Salvia deserta Schang aerial part were studied. From the ethyl acetate
extract of the aerial part,two compounds and nine different polar constituents were isolated,which were marked SL1,
SL2,Fr1,Fr2,Fr3,Fr4,Fr5,Fr6,Fr7,Fr8,Fr9,respectively. The antibacterial sensitivities of SL1,SL2 and Fr1 ~
9 using the disc diffusion technology were tested. The minimal inhibitory concentration (MIC)of SL1,SL2,Fr1 ~ 9
when they acted on E. coli and S. aureus were determined. The antibacterial effectiveness of the supplied samples was
evaluated by the zone of inhibition. The tests revealed that both E. coli and S. aureus were not susceptible to the compound
SL2,compound SL1 exhibited weaker antibacterial activities on E. coli and S. aureus,both E. coli and S. aureus were the
most sensitive to Fr8,the tested strains were secondly sensitive to Fr3,4. Therefore,Fr3,Fr4,Fr8 were the antibacterial
parts which were screened from Salvia deserta Schang in the test.
Key words:Salvia deserta Schang;chemical constituents;antibacterial activities
新疆鼠尾草(Salvia deserta Schang)为唇形科(Labiatae)鼠尾
草属(Salvia)植物,拉丁学名为荒漠鼠尾草,因分布在新疆戈
壁荒原而得名,亦称新疆丹参 (Salvia deserta Schang)[1]。在新
疆分布广泛,田野荒地、沟边、沙滩草地及林下有大片新疆鼠
尾草成丛生长,海拔 270 ~ 1 850 m。新疆鼠尾草系多年生植物,
该属植物大多虽以根入药[2],而新疆鼠尾草在民间以全草用
药,用于清热解毒、止咳祛痰、消肿利尿。意大利学者从新疆
鼠尾草中分离出了七个二萜、八个三萜成分,而日本学者发现
了新疆鼠尾草根中 4 种水溶性成分[3]。新疆医科大学的热娜·
卡斯木团队对新疆鼠尾草的化学成分及生物活性做了一些研
究,从新疆鼠尾草的根茎叶花等部位分离出一系列化合物,结
构主要分为脂溶性的二菇醒类成分和水溶性的酚酸类成
分[4 - 6]。其水溶性成分中所含的丹酚酸 K 还发现新疆鼠尾草水
溶性成分中所含的丹酚酸 K (Salvianolic acid K)等其它酚酸类
成分具有较强的抑制醛糖还原作用,对其抗糖尿病并发症有一
定的治疗意义[7]。此外,从新疆鼠尾草中分离到的一些化合物
具有活血化淤、保肝护肝、抗炎抗菌抗病毒、抗氧化、抗癌等
作用。但是,总体来说,对于新疆鼠尾草的研究主要集中于其
水溶性部位,其醇溶性部位目前没有文献报道。本研究旨在对
新疆鼠尾草全草的醇溶性部分进行抗菌活性筛选研究,寻找抗
菌活性较强的部位替换合成食品防腐剂,为天然食品添加剂的
开发利用提供理论依据,也为新疆鼠尾草的深入研究开发提供
指导意义。
1 材料与方法
1. 1 材料与仪器
1. 1. 1 实验材料
新疆鼠尾草地上部分甲醇浸膏。
1. 1. 2 实验菌种
大肠杆菌(革兰氏阴性菌)、金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性
菌) ,保存于兰州交通大学生物工程实验室。
1. 1. 3 实验试剂
柱层析硅胶(试剂级)、薄层层析硅胶、羧甲基纤维素钠
(化学纯)、乙酸乙酯、浓硫酸、无水乙醇、NaCl、正己烷、丙
酮、乙酸乙酯(分析纯)、石油醚、甲醇(实验室重蒸所制) ,二
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甲基亚砜(分析纯)、牛肉膏、蛋白胨、琼脂(生化试剂) ,氯霉
素注射液。
1. 1. 4 实验仪器
紫外分析仪,旋转蒸发仪,循环水真空泵,电热恒温水浴
锅,显微镜,移液枪,控温加热套,电子天平,高压灭菌锅,
超净工作台,酸度计,培养箱,血球计数板、接种针、涂布
器、镊子、层析柱、毛细玻璃管、层析缸等。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 柱层析粗分离
实验中采用硅胶吸附色谱法分离浸膏。吸附色谱中,将吸
附剂填装在柱中,使混合物中各组分先从溶液中吸附到其表
面,再用溶剂洗脱,溶剂流经吸附剂时发生无数次吸附和脱附
的过程。由于各组份被吸附的程度不同,吸附强的组份移动得
慢留在柱的上端,吸附弱的组份移动得快到达柱的下端,从而
达到分离的目的[8]。主要操作步骤包括装柱、上样、洗脱、洗
脱液的收集处理。在分离过程中,根据不同物质在不同溶剂中
的溶解性不同,采用重结晶的方法分离得到化合物。将含有杂
质少的粗晶体溶解于两种不同极性溶剂中,由于晶体析出的速
度不同实现分离[9]。
1. 2. 2 试验药液的配制
(1)初始药液的配制
①Fr1 ~ 9 用 DMSO溶解,配成 30 mg /mL的样品溶液;
②SL1 用 DMSO溶解配成 20 mg /mL的溶液;
③SL2 用乙酸乙酯溶解,配成 10 mg /mL的溶液;
④市售注射用氯霉素,用 DMSO 稀释成 25 mg /mL 的阳性
对照溶液。
(2)MIC试验药液的配制
按表 1 二倍稀释样品,总共做 7 个稀释度。
表 1 样品溶液的稀释浓度
Table 1 The concentration of serial diluted samples
浓度 /(mg /mL)
1 2 3 4 5 6 7
Fr1 ~ 9(DMSO溶解) 15 7. 5 3. 75 1. 875 0. 938 0. 469 0. 235
SL1(DMSO溶解) 10 5 2. 5 1. 25 0. 625 0. 318 0. 159
SL2(乙酸乙酯溶解) 5 2. 5 1. 25 0. 625 0. 318 0. 159 0. 079
1. 2. 3 药敏性实验
(1)药敏纸片的制备选用定性滤纸用打孔器制成直径为
6 mm 的圆形纸片,121 ℃高压灭菌 20 min,60 ℃烘干,用无
菌镊子分别夹取到不同的提取物中浸泡 1 ~ 2 h,取出放入无菌
平皿烘干备用。
菌悬液的制备:将金黄色葡萄球菌和大肠杆菌分别接种于
新鲜肉汤培养基,置温箱中 37 ℃恒温培养 20 ~ 24 h,琼脂平
板涂抹法计算 2 种菌的活菌数。
(2)抑菌活性的测定采用纸片扩散法,取直径为 90 mm无
菌平皿,加入热融化的普通琼脂培养基 30 mL,水平放置在接
种台上凝固。用灭菌的棉签分别蘸取上述 2 种细菌均匀涂布于
琼脂平板表面,待平板水分干燥后,用无菌镊子夹取药敏纸片
贴在平板上,每个平板粘 5 张纸片(其中 1 张为 CK) ,扩散
15 min,倒置在培养箱中 37 ℃恒温培养 24 h,每种药物设置 3
个重复,测定抑菌圈直径。本实验采用滤纸片直径为 6 mm,
因此在实验中当抑菌圈直径为 6 mm即为无敏感性(无抑菌圈出
现)。
(3)最小抑菌浓度(MIC)的测定采用试管二倍稀释法,取
9 支无菌试管,每管加 2. 00 mL 灭菌普通肉汤培养基,于第 1
支试管中加入提取物 2. 00 mL,混匀后吸取 2. 00 mL至第 2 管,
混匀后吸取 2. 00 mL 至第 3 管,如此连续倍比稀释至第 7 管,
混匀后弃去 2. 00 mL;第 8 管为不加药物作为对照,观察细菌
生长情况,第 9 管加入提取物 2. 00 mL,混匀弃去 2. 00 mL,不
加细菌,观察受试提取物是否有污染。向编号 1 ~ 8 的试管中
加入菌液 0. 1 mL (金黄色葡萄球菌、大肠杆菌稀释成 105 cfu /
mL) ,混匀,放置于 37 ℃恒温培养箱培养 20 ~ 24 h 后观察测
定 MIC值[10]。
2 结果与分析
2. 1 柱层析分得的化合物及活性部位
采用重结晶的方法从正己烷:丙酮(20∶1)部位分离得到
两个化合物 SL1、SL2,化合物 SL1 易溶于丙酮、DMSO 等有机
溶剂中,化合物 SL2 不溶于 DMSO、水、甲醇、乙醇,但能溶
于乙酸乙酯。而其余洗脱液用薄层层析法检测,合并 9 个不同
极性的组份 Fr1 ~ 9。其中,Fr1 主要是小极性的精油成分,
Fr2、3 是正己烷:丙酮(20∶1)部位的物质,Fr3、4 是正己烷:
丙酮(10∶1)部位的组份,Fr5、6 是正己烷:丙酮 (5∶1)部位
的组份,Fr7、8 是正己烷:丙酮(2∶1)部位的组份,Fr9 是丙
酮部位的组份,极性较大。利用以上分离的化合物和活性部位
筛选抗菌活性。
2. 2 鼠尾草有效部位的药敏性
图 1 鼠尾草提取活性部位对 E. coli和 S. aureus药敏性大小
Fig. 1 The antibacterial effectiveness of ethyl acetate
extract of Salvia deserta Schang
采用纸片扩散法研究了所分离化合物和化合物的药物敏感
性实验,结果如图 1 所示。E. coli 对化合物 SL2 无敏感性,对
化合物 SL1 有微弱的敏感性,按照极性分离的部位 Fr1 ~ 9,按
照 E. coli对其敏感性,由小到大顺序是:Fr2、Fr6、Fr1、Fr7、
Fr9、Fr5、Fr3、Fr4、Fr8,其中,Fr4、Fr8 对 E. coli 抗菌性较
强。S. aureus对化合物 SL2 无敏感性,对化合物 SL1 有微弱的
敏感性,按照极性分离的部位 Fr1 ~ 9,按照 S. aureus 对其敏感
性由小到大的顺序是:Fr2、Fr6、Fr1、Fr7、Fr9、Fr5、Fr3、
第 42 卷第 6 期 史美玲,等:新疆鼠尾草抗菌活性部位的筛选 67
Fr4、Fr8,其中 Fr3、Fr4、Fr7、Fr8、Fr9 对 S. aureus 的抑菌性
较强。结合提取方法,在鼠尾草的甲醇浸膏中,用正己烷和丙
酮比例在 10∶1 以上提取的有效成分有较强的抗菌活性,其
中,两种溶剂的比例为 5∶1 时提取物抗菌活性最强。
2. 3 鼠尾草有效部位的最小抑菌浓度
通过二倍稀释法实验,测定出所分离活性部位对两种受试
菌的 MIC,如表 2 所示。
表 2 Fr1 ~ 9 和 SL1 对 E. coli及 S. aureus的 MIC值
Table 2 The MIC values of Fr1 ~ 9 against E. coli and S. aureus (mg /mL)
Fr1 Fr2 Fr3 Fr4 Fr5 Fr6 Fr7 Fr8 Fr9 SL1 SL2
E. coli 15 15 0. 469 0. 235 0. 469 0. 469 0. 469 0. 235 0. 938 0. 625 0. 0625
S. aureus 15 15 0. 235 0. 235 0. 469 0. 469 0. 469 0. 235 0. 469 0. 625 0. 625
从表2结果分析,化合物 SL2对E. coli和 S. aureus都没有抑菌
活性;化合物 SL1对 E. coli和 S. aureus有微弱的抑菌性,其作用于
E. coli和 S. aureus时MIC值均为 0. 625 mg/mL;Fr1 ~ 9 中,Fr8 对
E. coli和 S. aureus的抗菌性最强,其 MIC值为 0. 235 mg/mL;Fr3、
Fr4的抗菌性能仅次于 Fr8,其中 Fr4的MIC值为0. 235 mg/mL,而
Fr3对 E. coli 的 MIC 值为 0. 469 mg/mL,对 S. aureus 的 MIC 值为
0. 235 mg/mL。因此,Fr3、4、8是实验所筛选出的抗菌活性部位,
在食品添加剂方面具有开发应用前景。
3 结 论
在鼠尾草的甲醇浸膏中,用正己烷和丙酮比例在 10∶1 以
上提取的有效成分有较强的抗菌活性,其中,两种溶剂的比例
为 5∶ 1 时提取物抗菌活性最强。因此,Fr8 对 E. coli 和
S. aureus的抗菌性最强,其 MIC 值均为 0. 235 mg /mL。通过以
上研究发现 Fr8 对两种受试菌的抗菌性效果都好,因此可以把
Fr8 作为进一步研究的对象,一方面从中分离出其有效抗菌物
质,另一方面可以直接作为一种天然抗菌剂应用于食品添加剂
和医药方面。
参考文献
[1] Konta F,Shimizu T. Flowering plants and ferns o1 the Tianshan
Mountains in China[M]. Osaka:Tombow Publisher,1996:110 - 195.
[2] 李旻辉,陈建民,彭勇,等. 中国鼠尾草属酚酸类活性成分的分布
规律研究[J]. 世界科学技术,2008,10(5) :46 - 50.
[3] Saoirse Nic Gabhainn,ivind Bergh,Beverly Dixon,et al. The precision
and robustness of published protocols for disc diffusion assays of
antimicrob ial agent susceptibility:an inter - laboratory study[J].
Aquaculture,2004,240:1 - 18.
[4] 常军民,热娜·卡斯木,诸年生.新疆鼠尾草的化学成分研究[J].
天然产物研究与开发,2000,13(1) :27 - 29.
[5] 马燕,热娜·卡斯木,王晓梅,等. 新疆鼠尾草茎化学成分的研究
[J]. 新疆医科大学学报,2004 ,27(6) :577 - 579.
[6] 王新玲,热娜·卡斯木,早然木·尼亚孜. 新疆鼠尾草花化学成分
的研究[J]. 新疆医科大学学报,2003,26(6) :583 - 585
[7] Kasimu R,Tanaka K,Tezuka Y,et al. Comparative study of seventeen
Salvia plants:aldose reductase inhibitory activity of water and MeOH
extracts and liquid chromtoraphy Mass spectrometry(LC - MS)analysis
of water extracts[J]. Chem Pharm Bull,1998,46(3) :500 - 504.
[8] 沈序维,郑尚珍,沈彤.简明天然有机化学教程[M]. 甘肃:佳苑出
版,2003:19 - 28.
[9] 王清廉,李瀛,高坤,等. 有机化学实验[M]. 北京:高等教育出版
社,2010:165 - 184.
[10] 周长林.微生物学实验与指导[M]. 北京:中国医药科技出版社,
2004:
檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵
158 - 172.
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[15] Xiangdong Zhou,Weidogn Gao. Preparation and characterization of
durable antistatic polyurethane elastomer by preirradiation grafting on
its film[J]. J. Mater. Sci,2006,41:3715 - 3722.
[16] Xiangdong Zhou,Taoyong Zhang. Study on Surface Hydrolytic Kinetics
of Poly(vinyl acetate)Grafted onto Polyurethane Film[J]. Poly. Sci,
Ser. B,2011,53:292 - 296.
[17] Francesco Piana, Jurgen Pionteck. Effect of the melt processing
conditions on the conductive paths formation in thermoplastic
polyurethane /expanded graphite (TPU /EG ) composites [J].
Composites Science and Technology,2013,80:39 - 46.
[18] Danqing Chen,Jinyan Yang,Guohua Chen. The physical properties of
polyurethane /graphite nanosheets /carbon black foaming conducting
nanocomposites[J]. Composites:Part A,2010,41:1636 - 1638.
[19] Dongyu Cai,Mo Song. Water - Based Polyurethane Filled with Multi -
Walled Carbon Nanotubes Prepared by a Colloidal - Physics Method
[J]. Macromol. Chem. Phys.,2007,208:1183 - 1189.
[20] Okubo,Makoto,FUkumoto,Kazuo. European Patent Specification:
Ionic Liquid As Polyurethane Antistatic Agent. EP:1134268[P]. 2008 -
12 - 03.
[21] 钱华,张宁荣. 用于制备抗静电聚氨酯的抗静电剂. 中国:
102304221[P]. 2012 - 01 - 04.
[22] Chenho Chen, Yiting Kan, Chingfong Mao. Fabrication and
characterization of water - based polyurethane /polyaniline conducting
blend films[J]. Surface and Coatings Technology,2013,231:71 -
76.
[23] Changbing Li,Rongsheng Che,Jun Xiang,et al. Preparation and
Characterization of Thermoplastic Antistatic Polyurethane Synthesized
by In Situ Polymerization[J]. J. Appl. Polym. Sci,2014,131(4) :
39921(1 - 6).
[24] Tzongliu Wang, Chienhsin Yang, Yeongtarng. An - Chi Yeh.
Synthesis and properties of conducting organic / inorganic polyurethane
hybrids[J]. European Polymer Journal,2009,45:387 - 397.