全 文 :现代生物医学进展 www.shengwuyixue.com Progress in Modern Biomedicine Vol.10 NO.08 APR.2010
糙苏提取物抑菌活性的初步评价 *
库里满·恰里甫 武玉翠 张 璇 王喆之△
(陕西师范大学药用资源与天然药物化学教育部重点实验室,西北濒危药材资源开发国家工程实验室 陕西西安 710062)
摘要 目的:比较糙苏甲醇提取物和丙酮提取物的抗菌活性。方法:对糙苏的丙酮提取物和甲醇提取物进行体外抗菌活性实验,测
定其最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),比较相应的MIC和MBC值。结果:两种提取物对所选取的 8种菌株均具有抑菌
效果,丙酮提取物的抑菌活性高于甲醇提取物。巨大芽孢杆菌是对提取物最敏感的细菌。结论:糙苏提取物作为天然抗菌物质,具
有广谱抗菌效果,具有较高的应用潜力和综合开发前景。
关键词:糙苏;抑菌活性;最低抑菌浓度;最低杀菌浓度
中图分类号:Q93-33, R285.5, S567 文献标识码:A 文章编号:1673-6273(2010)08-1543-03
Investigation of Antimicrobial Activity of Phlomis Umbrosa Turcz.*
KU LI-man, WU Yu-cui,ZHANG Xuan,WANG Zhe- zhi*
(Key Laboratory of the Ministry of Education for Medicinal Plant Resource and Natural Pharmaceutical Chemistry, National Engineering
laboratory for?Resource Development of Endangered Crude Drugs in Northwest of China, Shaanxi Normal University, Xi’an, Shaanxi
710062, China)
ABSTRACT Objective:To study the antimicrobial activities of the methanol and acetone extracts from Phlomis umbrosa Turcz.
Methods:study the antimicrobial activities of the methanol and acetone extracts from Phlomis umbrosa Turcz.by minimum inhibitory
concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) methods. Results:all tested extracts were active against all tested
microbial species. The antimicrobial activities of acetone extracts were higher than methanol extracts. The Bacillus megaterium was best
inhibited by acetone extracts and methanol extracts. Conclusions: Phlomis umbrosa Turcz.as a natural anti-bacterial substances,had a
great range of potential utilities and a prospect of development, and it worth further study.
Key words:Phlomis umbrosa Turcz.; Antimicrobial activity; MIC; MBC
Chinese Library Classification: Q93-33 ,R285.5, S567 Document code:A
Article ID:1673-6273(2010)08-1543-03
*基金项目:国家“十一五”科技支撑计划(2006BAI06A12-04)
作者简介:库里满·恰里甫(1984 -),女,硕士研究生 Tel:15877440393 E-mail:gulman127@163.com
通讯作者:王喆之,教授,博士研究生导师,Tel:(029-85301260) E-mail:zzwang@snnu.edu.cn
(收稿日期:2010-02-05 接受日期:2010-02-28)
前言
糙苏(Phlomis umbrosa Turcz. )是唇形科(Labiatae)糙苏属(
Phlomis)的一种多年生草本植物,也叫山芝麻、常山、续断。糙苏
的根或全草均可入药,其性味温辛,可祛风,有清热消肿、治疗感
冒和补肝肾、续筋骨、止血安胎、散寒、生肌等功效,当地居民将
它作为一种无毒副作用的草药使用 [1]。
近年来,植物的挥发油和提取物已广泛应用于食品、制药
等。由于微生物耐药性已成为全球关注的严峻问题,由多重耐
药菌和许多新的病原微生物引起的感染对人类健康造成极大
威胁。防止微生物耐药性产生和从植物中寻找特效天然抗菌药
物是当务之急[2-3]。因此,从自然界寻求天然抗菌剂已引起各国
科学家的高度重视。
糙苏是可供药用的糙苏属植物之一,目前对它的研究还仅
限于挥发油成分的 GC-MS分析上[4],其抗菌活性尚未见报道。
鉴于陕西省秦岭山区有丰富的野生资源,为了更好的利用这一
资源,本文对其叶的甲醇和丙酮提取物的抗菌活性进行了研
究,旨在能够开发出天然的、低毒高效的抗菌抗剂。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
1.1.1 材料 糙苏于 2007年 7月采自陕西省眉县太白山,经陕
西师范大学生命科学学院植物学教研室任毅教授鉴定为唇形
科糙苏属植物糙苏( Phlom is um brosa Turcz. )。
1.1.2 供试菌种 蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)A18,枯草芽胞
杆菌(Bacillus subtilis)A20,巨大芽孢杆菌(Bacillus megateriu
m)A21,大肠杆菌 (Escherichia coli)A70,凝结芽胞杆菌
(Bacillus coagulans)A89, 白 色 葡 萄 球 菌(Staphylococcus
epidermidis)A113,藤黄八叠球菌(Sarcina luteu)A119,金黄色
葡萄球菌 (Staphylo- coccus aureus)26003,表皮葡萄球菌
(Staphylococcus epidermidis)1.2429,购于北京微生物研究所。
1.1.3 药品及试剂 盐酸四环素购自 Wolsen公司,二甲基亚砜
购自 Sigma公司,牛肉膏、蛋白胨、琼脂糖、MHA、MHB购自北
京奥博星生物技术有限责任公司,甲醇、丙酮、石油醚购自西安
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DOI:10.13241/j.cnki.pmb.2010.08.002
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化学试剂厂。
1.1.4 仪器 TU-1810紫外分光光度计(北京普析通用仪器有限
责任公司);BS-1EA振荡培养箱(国华电器有限公司);FZ102
微型植物粉碎机(黄骅市中兴有限责任公司);Q/BKYY31-2000
型电热恒温鼓风干燥箱(上海跃进医疗器械厂);SL202N型药
物电子天平(上海明桥精密科学仪器有限公司);HH-6B数显恒
温水浴锅(国华电器有限公司);索氏提取装置;超净工作台;不
锈钢数显卡尺等。
1.2 样品制备
将室温下干燥至恒重的糙苏地上部分粉碎后过 40目筛,
精密称取 50.00 g置于索氏提取器中,依次用石油醚、丙酮、甲
醇分别提取至无色,石油醚部分弃去,丙酮和甲醇部分分别旋
转蒸馏回收溶剂,得丙酮和甲醇提取物,置于 4℃冰箱保存待
用[5]。
1.3 抗菌活性检测
1.3.1 培养基的配制 牛肉膏蛋白胨培养基:称取牛肉膏 3g、蛋
白胨 10g、氯化钠 5g、琼脂 15-20g,按以上配方配制 1000 mL培
养基,调节 pH值于 7.0-7.2之间,微波加热后,121℃高压灭菌
20min。
MHA培养基:称取 MHA 36.5g加入到 1000 mL蒸馏水中,
加热煮沸溶解,分装,121℃高压灭菌 15 min备用。
MHB培养基:称取MHB25g溶于 1000 mL蒸馏水中,加
热煮沸溶解,121℃高压灭菌 15 min备用。
1.3.2 菌悬液的制备 抑菌圈实验将以上各种供试菌在相应斜
面培养基上 37℃活化 24 h,向试管中加入适量灭过菌的生理
盐水(0.9%),用涡旋器振动均匀,得菌悬液,将吸光度调到一定
值,对应细菌数目为 106-108 CFU/mL,即为实验用菌悬液。
1.3.3 样品溶液的制备 称取糙苏的两种提取物,用少量二甲基
亚砜溶解,进而配制为终浓度为 100 mg/mL的二甲基亚砜溶
液,用 0.45μm的微孔滤膜过滤后,备用。同时配制浓度为 0.5
mg/mL的盐酸四环素溶液作阳性对照。
1.3.4 抑菌作用的测定 抑菌圈实验采用牛津杯法测定[6]。将内
径 6 mm,外径 7 mm的牛津小杯灭菌;将已灭菌并冷却至 50
℃左右的牛肉膏蛋白胨琼脂培养基倒入无菌平皿中(每个平皿
约 15 mL),水平放置待凝固。用无菌移液枪吸取 0.1mL培养的
菌液加入到上述平板中,用无菌涂布器涂布均匀。每个平板中
放 3个牛津杯,每个牛津杯中加入 50μL二甲基亚砜(DMSO)
溶解的样品溶液,另设空白对照只加 DMSO,阳性对照为盐酸
四环素。将加好样品的平板在 4℃冰箱放置 2 h,然后放入培养
箱培养 24 h后测定抑菌圈。每组实验均重复三次。
最小抑菌浓度实验采用 96孔板法测定 [7]。将 100 ulMHB
培养基依次加入 96孔板中,在第 1孔加入抗菌药物原液(如
200μg/ml)100 ul混匀,然后吸取 100 ul至第 2孔,混匀后再
吸取 100 ul至第 3管,如此连续倍比稀释至第 11孔,并从第
11孔中吸取 100 ul弃去,第 12孔为不含药物的生长对照。再
依次将 106 CFU/mL的菌悬液依次加入 96孔板中,每孔加 5
μL。此时各孔药物浓度依次为 97.561、48.780、24.390、12.195、
6.098、3.049、1.524、0.762、0.381、0.191、0.095 mg/ml。阳性对照
为盐酸四环素浓度依次为 97.561、48.780、24.390、12.195、
6.098、3.049、1.524、0.762、0.381、0.191、0.095μg/ml。将加好样
的 96孔板在 4℃冰箱放置 2 h,然后放入培养箱中培养 24 h
后用酶标仪测定。每组实验均重复三次。以肉眼观察,药物最低
浓度孔无细菌生长者,即为受试菌的MIC。
最小杀菌浓度采用 96孔板法测定[8]。将 100 ulMHB培养
基依次加入 96孔板中,将最小抑菌浓度实验中 96孔板中每行
前 4-5浓度梯度的 5μL溶液用移液枪移入 MHB培养基中,
放入培养箱培养 48 h后观察,药物最低浓度孔能杀死 99.5%原
始种入的细菌为该菌的最低杀菌浓度(MBC).每组实验均重复
三次。
2 结果与分析
2.1 各提取物的抑菌活性分析
糙苏提取物对 9种常见细菌的抑菌效果见表 1。从表 1可
以看出,糙苏甲醇提取物和丙酮提取物对蜡状芽孢杆菌,枯草
芽胞杆菌,巨大芽孢杆菌,大肠杆菌,凝结芽胞杆菌,白色葡萄
球菌,藤黄八叠球菌,金黄色葡萄球菌,表皮葡萄球菌具有不同
强度的抑制作用。总体而言,丙酮提取物的抑菌效果较强,对 9
种菌均有明显的抑菌效果,其中对凝结芽胞杆菌的抑制效果最
明显,抑菌圈直径为 20.0 mm,和盐酸四环素(22.67±0.7)抑菌
效果相当,对其他菌的抑制作用适中。甲醇提物的抑菌效果相
对丙酮提取物较弱,抑菌效果的强弱随菌种的不同而不同,但
相差不大。
2.2 各提取物的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度分析
试验测定了糙苏的甲醇提取物和丙酮提取物分别对蜡状
芽孢杆菌,枯草芽胞杆菌,巨大芽孢杆菌,大肠杆菌,凝结芽胞
杆菌,白色葡萄球菌,藤黄八叠球菌,金黄色葡萄球菌,表皮葡
萄球菌的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度,结果见表 2。从表 2可
以看出,糙苏的两种提取物对 9种细菌均有杀菌活性,但抑菌
活性不及盐酸四环素明显。丙酮提取物的抑菌活性较强,与牛
津杯法获得的结果一致。在 9种供试细菌中,巨大芽孢杆菌是
对提取物最敏感的细菌。
表 1 糙苏各种提取物的抑菌圈直径(mm)
Table 1 Diameter of antimicrobial activities of the methanol and acetone
extracts from Phlomis umbrosa
Strain
acetone
extracts
methanol
extracts
Tetracycline
hydrochlo-
ride
Bacillus cereus
Bacillus subtilis
Bacillus megaterium
Escherichia coli
Bacillus coagulans
Staphylococcus epidermidis
Sarcina luteu
Staphylo-coccus aureus
Staphylococcus epidermidis
13.66±1.0
14.67±1.0
12.67±1.2
13.33±1.0
20±0.8
13.33±1.5
13.33±1.2
12.67±0.9
13.33±1.5
13.66±0.8
12±1.1
10.33±1.3
10±0.9
12.67±0.9
11±1.2
11.67±1.1
11.33±1.0
12.33±1.4
21.67±1.2
21±0.9
18.67±0.8
20.33±0.8
22.67±0.7
20.33±1.0
22.33±0.9
21.67±1.0
23±1.0
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3 讨论
随着抗生素在养殖业中的广泛应用, 耐药菌株不断产生。
寻找新的抗菌药物是解决耐药性问题的重要措施之一[9-10]。中
草药具有广谱抗菌作用,细菌不易产生耐药性,尤其在一些慢性
感染过程中和急性感染的后期使用中不仅能抗菌消炎,还具有
全面的调理作用。糙苏提取物作为一种中草药中提取的天然活
性成分,其主要药理作用有抗菌、抗炎、解热、镇吐、利尿强心、
抗病毒、抗内毒素、抗氧化、抗肝损等[11] ,并且具有不易使病原
体产生耐药性的优点。本试验结果表明,不同极性溶剂制备的
糙苏提取物的抑菌作用有显著差异,糙苏的丙酮提取物对蜡状
芽孢杆菌,枯草芽胞杆菌,巨大芽孢杆菌,大肠杆菌,凝结芽胞
杆菌,白色葡萄球菌,藤黄八叠球菌,金黄色葡萄球菌,表皮葡
萄球菌有一定的抑制作用。甲醇提取物对巨大芽孢杆菌显示了
良好的抑抑制作用。
有关糙苏的研究已有很多[12],但其甲醇和丙酮提取物的抗
菌活性尚未有人研究。本实验研究结果表明糙苏甲醇和丙酮提
取物对所试 9种细菌均有抑制作用,可见,糙苏可作为天然抗
菌提取物来源进一步开发利用。在本实验中,糙苏提取物的抗
菌活性不及抗生素的抗菌效果。但是,抗生素的大量使用使得
越来越多的微生物对抗生素产生抗性,而糙苏提取物作为天然
抗菌物质,具有广谱抗菌效果,具有进一步开发利用的价值。
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表 2 糙苏不同提取物的最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)
Table 2 minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of the methanol and acetone extracts
rom Phlomis umbrosa Turcz.
Strain
acetone extracts/ug/ml methanol extracts/ug/ml Tetracycline hydrochloride/ug/ml
MIC MBC MIC MBC MIC MBC
Bacillus cereus
Bacillus subtilis
Bacillus megaterium
Escherichia coli
Bacillus coagulans
Staphylococcus epidermidis
Sarcina luteu
Staphylo-coccus aureus
Staphylococcus epidermidis
1.524
3.049
3.049
1.524
3.049
1.524
1.524
1.524
24.39
48.78
48.78
48.78
24.39
12.195
3.049
3.049
3.049
48.78
24.39
24.39
1.524
12.195
12.195
12.195
12.195
12.195
3.049
48.78
97.561
48.78
12.195
97.561
12.195
12.195
12.195
48.78
0.762
0.762
1.524
0.762
6.098
1.524
0.381
1.524
6.098
48.78
48.78
48.78
24.39
97.561
24.39
24.39
12.195
48.78
1545· ·