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费菜总黄酮及其不同极性提取物抑菌活性研究



全 文 :费菜总黄酮及其不同极性提取物抑菌活性研究
王鸿飞 刘 飞 徐 超 林 燕 李和生 邵兴锋
(宁波大学食品科学与工程系 浙江宁波 315211)
摘要 为研究费菜总黄酮及其不同极性提取物的抑菌活性,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌为供
试菌株,采用牛津杯法和两倍稀释法评价提取物的抑菌效果。 结果表明,费菜总黄酮对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌
和金黄色葡糖球菌有明显的抑制作用,MIC 分别为 1.07、1.07 和 2.15 mg/mL;MBC 分别为 8.58、2.15 和 2.15 mg/
mL。 费菜总黄酮不同极性提取物抑菌效果依次为乙酸乙酯相>正丁醇相>水相>石油醚相,抑菌活性物质主要在
乙酸乙酯相中。 费菜总黄酮具有一定的抑菌活性。
关键词 费菜; 总黄酮; 提取物; 抑菌活性
文章编号 1009-7848(2013)05-0124-05
费菜(Sedum aizoon L.)又称景天三七、养心
草、 回生草等, 属于景天科多年生的野生草本植
物,主要生长于山地林缘、灌木,较耐阴、耐旱、耐
寒,适应性广[1-2]。 费菜除应有的营养价值外,含有
较多的黄酮类、多酚类及生物碱等活性物质。其中
黄酮类化合物对自然界中的很多病原微生物具有
广泛的抑制和杀灭作用[3]。相关研究报道了植物黄
酮及多酚类物质的抑菌活性, 其药理活性在药物
及功能食品方面具有明显的优势, 并从中发现和
提取低毒广谱抗菌的黄酮类物质, 对药物及功能
食品的发展起到了重要作用[4-5]。
目前,尚未见费菜黄酮的抑菌活性研究报道。
本文以费菜总黄酮提取物为研究对象, 以大肠杆
菌、 金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌等细菌为代
表,采用牛津杯法考察其抑菌效果,以两倍稀释法
确定其最低抑菌浓度和最低杀菌浓度, 并研究其
不同极性提取物的抑菌活性, 为费菜总黄酮的开
发利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
材料:费菜,江苏沛县野生蔬菜研究所张寨示
范园。
试剂:营养琼脂培养基,杭州微生物试剂有限
公司;硫酸庆大霉素注射液(2 mL,8 万单位);乙
酸乙酯、正丁醇、山梨酸钾、石油醚、无水乙醇(均
为分析纯)。
菌种: 金黄色葡萄球菌 (Staphy-lococus au-
reus)、大肠杆菌(Escherichiacoli)和枯草芽孢杆菌
(Bacillus subtilis)。
电热恒温培养箱(DNP-9162型),宁波江南仪
器厂;立式自动电热压力蒸汽灭菌器(LDZX-40BI
型 ), 上海申安医疗器械厂 ; 气浴恒温振荡器
(SHZ-82 型),金坛市科析仪器有限公司;高速药
物粉碎机(WK-200B 型),山东青州市精诚机械有
限公司;双人单面净化工作台(SW-CJ-2FD 型),
苏州净化设备有限公司;牛津杯(外径 8 mm,内径
6 mm)、培养皿等。
1.2 试验方法
1.2.1 费菜总黄酮提取物制备 将新鲜费菜叶在
70 ℃干燥 24 h, 后用药物粉碎机粉碎并过 80 目
筛,105 ℃下干燥 2 h,得费菜叶干粉。准确称取 1 g
粉末置于 150 mL 锥形瓶中,加入一定量的无水乙
醇溶液超声波辅助提取后抽滤,旋转蒸发浓缩,加
入两倍体积的无水乙醇低温静置过夜,除去多糖;
过滤浓缩,以石油醚萃取除去脂溶性杂质,收集下
层溶液浓缩至干,加入 30%乙醇溶解,得费菜总黄
酮提取物。 提取物中总黄酮浓度测定方法参考文
献[6]。收稿日期: 2012-05-22
作者简介: 王鸿飞,男,1964 年出生,教授
Vol. 13 No. 5
May 2 0 1 3Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 13 卷 第 5 期
2 0 1 3 年 5 月
第 13 卷 第 5 期
1.2.2 费菜总黄酮不同极性提取物制备[7-9] 称取
适量费菜叶干粉,按 1.2.1 节制备费菜总黄酮浓缩
液, 准确量取 150 mL 浓缩液置于 250 mL 分液漏
斗中,依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇提取,得不
同极性的提取物。
石油醚相(A):加入 50 mL石油醚,振荡摇匀,
静置分层,取上层石油醚部分再萃取 2 次,合并萃
取液,减压浓缩,得膏状粘稠物,用石油醚配成 1
g/mL溶液。 下层溶液收集备用。
乙酸乙酯相(B):将石油醚萃取后的下层溶液
加入 50 mL 乙酸乙酯,振荡摇匀,静置分层,取上
层乙酸乙酯部分再萃取 2 次,合并萃取液,减压浓
缩,得红色膏状物,用乙酸乙酯配成 1 g/mL 的溶
液。 下层溶液收集备用。
正丁醇相(C):将石油醚萃取后的下层溶液加
入 50 mL 正丁醇,振荡摇匀,静置分层,取上层正
丁醇部分再萃取 2 次,合并萃取液,减压浓缩,得
红色膏状物,用正丁醇配成 1 g/mL 的溶液。 下层
溶液收集备用。
水相(D):将正丁醇萃取后的下层溶液减压浓
缩,得到红褐色膏状物,用 30%的乙醇溶解配成 1
g/mL的溶液。
1.2.3 供试菌株活化及菌悬液制备 [10] 将供试菌
种接入相对应的试管斜面培养基上,于 37 ℃恒温
培养箱内培养 24 h,培养完成后,置于 4 ℃冰箱中
冷藏备用。 将配制好的液体培养基于 121 ℃灭菌
20 min,室温冷却,用接种环从斜面培养基上挑取
一环置于 10 mL 灭菌液体培养基中,于 37 ℃摇床
中培养 24 h 作为活化菌悬液,使菌悬液浓度约为
106~107 CFU/mL。
1.2.4 费菜总黄酮抑菌活性测定 [11] 取 1 mL 各
试验菌的菌悬液于培养皿中, 将已灭菌的固体培
养基倒入培养皿中,每皿 15~20 mL,摇匀静置冷
却制成平板。将牛津杯轻轻放置于平板上,每皿设
置样品组,阳性对照(硫酸庆大霉素、0.2%的山梨
酸钾),阴性对照(相应溶剂、无菌水),设 3 个重复
组。 于 37 ℃恒温培养 24 h后观察细菌生长情况,
测定抑菌圈直径。
1.2.5 费菜总黄酮最低抑菌浓度(MIC)测定[12-13]
采用液体稀释法测定。取 18支试管,分 3组,每种
菌 6 支试管编号。 将液体培养基和试管于 121 ℃
灭菌 20 min,冷却后,试管中各加入 1 mL 液体培
养基,每种试验菌的第一支试管加入 1 mL 费菜总
黄酮提取物,按照两倍稀释法,将提取物配成不同
的浓度。每组试管中各加入对应试验菌 0.1 mL,摇
匀。 将试管置于 37 ℃恒温培养箱中培养 24 h,观
察细菌生长情况。
1.2.6 费菜总黄酮最低杀菌浓度(MBC)的测定
测出费菜总黄酮 MIC 后,将 MIC 下的液体培养物
分别倒入培养皿, 加入一定量的培养基后继续于
37 ℃下培养 24 h,观察菌落生长情况,以无菌落生
长的培养物的浓度作为最低杀菌浓度。
1.2.7 费菜总黄酮不同极性提取物抑菌活性研究
按 1.2.4 节方法制备培养皿平板,将牛津杯轻轻
放在平板上, 每皿设置 4 个牛津杯, 分别为样品
(各提取物)、溶剂对照(各提取溶剂)、阴性对照
(无菌水)、阳性对照硫酸庆大霉素(1∶40u),各试
验设 3 个重复组,每孔加样量均为 100 μL,于 37
℃恒温培养 24 h后观察试验结果, 测定抑菌圈直
径。
2 结果与分析
2.1 费菜总黄酮的抑菌活性
通过费菜总黄酮对 3 种细菌的抑菌试验,其
抑菌效果见表 1和图 1。
大肠杆菌 12.0 10.3 8.0 8.0 8.0 8.0 24.3 26.0
金黄色葡萄球菌 11.0 10.0 8.2 8.0 8.0 9.0 38.5 39.8
枯草芽孢杆菌 12.3 10.0 8.0 8.0 8.0 8.3 24.8 26.8
14.0 7.0 3.5 2mL∶4 000u 2mL∶8 000u
菌种
浓缩液质量浓度/mg·mL-1
30%乙醇 无菌水
0.2%山梨
酸钾
硫酸庆大霉素
表 1 费菜总黄酮对细菌的抑菌效果(以抑菌圈直径表示,mm)
Table 1 Antibacterial activity of Sedum aizoon L. flavonoids (Diameters of inhibition zone,mm)
费菜总黄酮及其不同极性提取物抑菌活性研究 125
中 国 食 品 学 报 2013 年第 5 期
由表 1 可知, 费菜总黄酮对 3 种细菌都有一
定的抑制作用, 其中对枯草芽孢杆菌的抑制作用
明显,其次是大肠杆菌,最后为金黄色葡萄球菌。
60%的乙醇和无菌水对 3 种细菌均无抑制作用,
没有抑菌圈出现;0.2%的山梨酸钾溶液对 3 种菌
的抑制效果并不明显; 硫酸庆大霉素对 3 种细菌
均有明显的抑制作用。
4
5
3
2
7
1
6
4
5
3
2
7
1
6
4
5
3
2
7
1
6
金黄色葡糖球菌 枯草芽孢杆菌 大肠杆菌
注:1. 0.2%的山梨酸钾溶液; 2. 总黄酮质量浓度:14.0 mg/mL; 3. 总黄酮质量浓度:7 mg/mL; 4. 总黄酮质量浓
度:3.5 mg/mL; 5. 60%乙醇溶解; 6. 硫酸庆大霉素:1 mL∶2 000 u; 7. 硫酸庆大霉素:1 mL∶4 000 u。
图 1 费菜总黄酮对细菌的抑菌效果
Fig.1 The antibacterial activity of Sedum aizoon L. flavonoids
由图 1 可知,随着费菜总黄酮浓度的增大,各
菌抑菌圈直径随之增大,抑菌效果也不断增强;从
图中也可以看出费菜总黄酮溶液对枯草芽孢杆菌
的抑菌效果较好,其次是大肠杆菌,最后是金黄色
葡糖球菌; 硫酸庆大霉素随着浓度的增大抑菌效
果也随之增强, 并且各菌种对硫酸庆大霉素高度
敏感。0.2%的山梨酸钾对各菌种抑菌效果不明显。
总体看,抑菌效果的强弱依次为:硫酸庆大霉素>
14.0 mg/mL 的总黄酮溶液>7 mg/mL 的总黄酮溶
液>0.2%的山梨酸钾>3.5 mg/mL 的总黄酮溶液,
30%乙醇和无菌水均没有抑菌效果。
2.2 费菜总黄酮提取物 MIC和 MBC
费菜总黄酮提取物的 MIC 和 MBC,其结果分
别见表 2、表 3。
由表 2 中可知, 费菜总黄酮对大肠杆菌和金
黄色葡萄球菌的 MIC都是 1.07 mg/mL, 对枯草芽
孢杆菌的 MIC是 2.15 mg/mL。
大肠杆菌 - - - - + ++ 1.07
金黄色葡萄球菌 - - - - + ++ 1.07
枯草芽孢杆菌 - - - + ++ ++ 2.15
8.58 4.29 2.15 1.07 0.54 0.27
菌种
浓缩液质量浓度/mg·mL-1
MIC/mg·mL-1
表 2 费菜总黄酮抑菌的 MIC
Table 2 The MIC of the Sedum aizoon L. flavonoids
注:-表示无细菌生长,溶液澄清;+ 表示有细菌生长,溶液稍见浑浊;++ 表示有细菌生长,溶液很浑浊。
大肠杆菌 - - - - + ++ 1.07
金黄色葡萄球菌 - - - - + ++ 1.07
枯草芽孢杆菌 - - - + ++ ++ 2.15
8.58 4.29 2.15 1.07 0.54 0.27
菌种
浓缩液质量浓度/mg·mL-1
MBC/mg·mL-1
表 3 费菜总黄酮抑菌的 MBC
Table 3 The MBC of the Sedum aizoon L. flavonoids
注:- 表示无细菌生长;+ 表示有细菌生长,菌落数在十几个左右;++ 表示有细菌生长,细菌丛生; +++ 表示细菌生长非常茂盛。
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第 13 卷 第 5 期
由表 3 可知,费菜总黄酮对大肠杆菌的 MBC
为 8.58 mg/mL, 对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆
菌的 MBC为 2.15 mg/mL。费菜总黄酮在较低的浓
度时对 3种细菌均有抑制作用。
2.3 费菜总黄酮不同极性提取物抑菌活性
费菜总黄酮不同极性提取物的抑菌效果见表 4。
由表 4 可以看出,石油醚相、石油醚、乙酸乙
酯、30%乙醇、 无菌水对 3 种细菌均无抑制作用,
没有抑菌圈的出现。 正丁醇对枯草芽孢杆菌和金
黄色葡萄球菌有微弱的抑制作用,但并不明显。四
相中抑菌效果强弱依次为: 乙酸乙酯相>正丁醇
相>水相>石油醚相。 乙酸乙酯相对 3 种菌都有很
好的抑制作用,对大肠杆菌的抑制作用最强,且比
硫酸庆大霉素(1∶40u)的抑菌效果要好;乙酸乙酯
相对枯草芽孢杆菌的抑制效果次之, 与硫酸庆大
霉素(1∶40u)的抑制效果不相上下;乙酸乙酯相对
金黄色葡萄球菌的抑制效果稍逊于硫酸庆大霉素
(1∶40u),且四相中只有乙酸乙酯相可与硫酸庆大
霉素(1∶40u)相媲美。
大肠杆菌 - 18.8 9.7 9.0 - - 8.5 - - 17.7
金黄色葡萄球菌 - 17.3 9.0 9.0 - - - - - 18.8
枯草芽孢杆菌 - 18.3 9.8 9.0 - - 8.3 - - 18.4
菌种 A B C D E F G H I J
注:A:石油醚相; B:乙酸乙酯相; C:正丁醇相; D:水相; E:石油醚; F:乙酸乙酯; G:正丁醇; H:无菌水; I:30%乙醇; J:硫酸庆大霉
素(1∶40u);“-”表示无抑菌圈。
表 4 不同极性组分对细菌的抑制作用(以抑菌圈直径表示,mm)
Table 4 Antibiotic function of different component (Diameters of inhibition zone, mm)
不同各极性组分的抑菌效果图见图 2~图 5。
图中标注 1、2、3、4 分别代表样品、样品溶剂、硫酸
庆大霉素(1∶40u)、无菌水。
由图 2~图 5 可更直接地看出,乙酸乙酯相对
各细菌的抑菌圈较大,抑制效果较好,抑菌圈直径
与阳性对照硫酸庆大霉素(1∶40u)的抑菌圈直径
相仿。
图 2 石油醚相对细菌的抑制作用
Fig.2 The antibacterial activity of petroleum ether fraction
图 3 水相对细菌的抑制作用
Fig.3 The antibacterial activity of water fraction
图 4 乙酸乙酯相对细菌的抑制作用
Fig.4 The antibacterial activity of ethylacetate fraction
图 5 正丁醇相对细菌的抑制作用
Fig.5 The antibacterial activity of n-butanol fraction
费菜总黄酮及其不同极性提取物抑菌活性研究 127
中 国 食 品 学 报 2013 年第 5 期
3 结论
费菜总黄酮提取物对大肠杆菌、 金黄色葡萄
球菌、枯草芽孢杆菌均有抑制作用。对大肠杆菌的
抑制作用较好,不仅抑菌圈直径大,其 MIC 也低,
为 1.07 mg/mL,但要在较高浓度时才能将其杀死,
其 MBC 为 8.58 mg/mL;对金黄色葡糖球菌也有较
好的抑制作用, 其 MIC 为 1.07 mg/mL,MBC 为
2.15 mg/mL; 对枯草芽孢杆菌的抑菌效果也较明
显,其 MIC和 MBC均为 2.15 mg/mL。综上所述,费
菜总黄酮对大肠杆菌的抑菌效果较好, 其次为枯
草芽孢杆菌,金黄色葡糖球菌次之。
费菜总黄酮极性提取物抑菌效果强弱依次
为:乙酸乙酯相>正丁醇相>水相>石油醚相,其中
乙酸乙酯相的抑菌效果可以与 1∶40 u 的硫酸庆大
霉素相媲美, 可见费菜总黄酮提取物中的主要抑
菌活性物质在乙酸乙酯相中。
提取物是一种混合物, 除了费菜总黄酮外还
有其他的活性成分,而黄酮只是其中之一,本文只
对总黄酮提取物做初步的抑菌生物活性研究,至
于是哪种具体成分起作用,还需进一步研究。
参 考 文 献
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Study on Anti-microbial Activity of Total Flavaniod and Its Different Polar Extracts
from Sedum Aizoon L.
Wang Hongfei Liu Fei Xu Chao Lin Yan Li Hesheng Shao Xingfeng
(Department of Food Science and Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, Zhejiang)
Abstract The anti-microbial activity of total flavaniod and its different polar extracts from Sedum aizoon L. were
studied. Staphy-lococus aureus, Escherichiacoli and Bacillus subtilis were used as experimental strains, the anti-microbial
activity of extracts were determined by the methods of Oxford-cup tests and double dilution tests. The results show that
Staphy-lococus aureus, Escherichiacoli and Bacillus subtilis were obviously inhibited by total flavaniod which was from
Sedum aizoon L. The MIC were 1.07 mg/mL, 1.07 mg/mL and 2.15 mg/mL respectively, the MBC were 8.58 mg/mL, 2.15
mg/mL and 2.15 mg/mL respectively. The anti-microbial activity of total flavaniod’s different polar extracts were in se-
quence of ethylacetate extracts, butanol extracts, water extracts and Petroleum extracts, the ethylacetate extracts mainly
contain active substance. Total flavaniod from Sedum aizoon L. has obvious anti-microbial activity.
Key words Sedum aizoon L.; total flavaniod; extracts; anti-microbial activity
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