全 文 ：第 28卷　第 6期 海 洋 环 境 科 学 Vol.2 8 , No.6
2 0 0 9年 1 2月 MARINEENVIRONMENTALSCIENCE Dec. 2 0 0 9
孔石莼提取物对海洋硅藻生长的影响＊
丁　慧1, 2 ,蔺存国 2 ,郑纪勇 2 ,周英彦 1 ,何开棘 1
(1.辽宁科技大学化学工程学院 ,辽宁鞍山 114051;2.海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室 ,中船重工七二五所青岛分部,
山东 青岛 266071)
摘　要:为筛选具有防污活性的物质 ,对孔石莼进行了提取 ,利用海洋硅藻检测了各提取物的防污活性。 首先 ,使用极性不
同的有机溶剂对孔石莼分步提取 ,然后 ,将得到的各种粗提物加入到硅藻培养液中 ,通过显微镜计数硅藻附着生长数量。实
验发现各提取物均明显地抑制了硅藻的附着及生长 ,特别是乙酸乙酯提取物在 1g/L浓度下对硅藻附着生长的抑制率达到
99%以上。对硅藻生长影响程度依次为:乙酸乙酯提取物 >乙醇提取物 >石油醚提取物 >蒸馏水提取物。
关键词:孔石莼 ,硅藻,防污 ,提取物
中图分类号:Q945.78　　文献标识码:A　　文章编号:1007-6336(2009)06-0620-03
EffectofextractsfromUlvapertusaKjelmongrowthand
biofoulingofmarinebenthicdiatom
DINGHui1, 2 , LINCun-guo2 , ZHENGJi-yong2 , ZHOUYing-yan1 , HEKai-ji1
(1.UniversityofScienceandTechnologyLiaoning, Anshan114051, China;2.StateKeyLaboratoryforMarineCorosionandProtec-
tion, LuoyangShipMaterialResearchInstitute(LSMRI), Qingdao266071, China)
Abstract:Inordertoscreentheantifoulingactivesubstances, UlvapertusaKjelmwasextractedbythediferentsolvents.Theantifoul-
ingactivitywastestedbythesetlementinhibitionasaywiththebenthicdiatoms.First, UlvapertusaKjelmwasextractedbythedif-
ferentorganicsolventsstep-by-step.Then, thecrudeextractswereputintotheliquidmediumofdiatomsandthesetlementofdiatoms
wasobservedbyamicroscope.Theresultsshowedthatthecrudeextractsinhibitedvisiblythesetlementandgrowthofdiatoms.Espe-
cialytheextractofethylacetateinhibitedthesetlementofdiatomsby99%attheconcentrationof1g/L.Inthecaseofsetlementin-
hibitionassaywithbenthicdiatoms, therelativepotencyofextractsinantifoulingactivitywas:ethylacetate>ethanol>petroleume-
ther>distilledwater.
Keywords:Ulvapertusa;diatoms;antifouling;extracts
　　海洋污损生物 , 是指附着在海洋人工设施上 、并对人
类的经济活动带来巨大损失的海洋生物 , 包括海洋微生
物 、海洋植物和海洋动物。海洋污损生物所造成的危害
称为海洋生物污损 [ 1] 。 目前普遍采用含有毒性化合物
(如 Cu2O、TBT、DDT)的防污涂料进行防除 , 但这些有毒
物质持续向海洋环境释放 , 引发一系列的海洋污染问
题 [ 2, 3] 。因此 , 随着防污研究的深入和人们环保意识的增
强 , 开发新型 、高效 、环保防污技术成为一个迫切需要解
决的问题。而一些海洋生物生活在海中却很少受到污
损 , 人们从这些生物中提取出活性物质用来防止海洋生
物的污损 , 并取得很好的效果 [ 4] 。现在发现的具有防污
作用的生物活性物质有:有机酸类 、内酯类 、萜类 、酚类 、
甾醇类和吲哚类等天然化合物 [ 5] 。它们的防污机理十分
复杂 , 有抑制附着 、抑制变态 、干扰神经传导和驱避作用
等等 , 以其高效 、环保的特点成为新型防污材料研究的热
点。
孔石莼(UlvapertusaKjelm)是一种广泛分布于我国
沿海 , 资源量较大的大型野生绿藻。 孔石莼全年均有 ,繁
殖生长期主要在冬春季 , 春末夏初是采收盛期。孔石莼
的化学成分很复杂 , 是药用海藻 , 中医用来治疗中暑 、水
肿和高血压等 , 亦可作菜吃。目前国内对孔石莼的生物
活性研究主要集中在其药用活性方面 , 具有降胆固醇 、抗
＊ 收稿日期:2007-10-22,修订日期:2007-12-17
　作者简介:丁 慧(1980-),女 ,山东省淄博市人 ,硕士研究生 ,主要从事新型生物防污剂的改性和复配研究。
　通信作者:郑纪勇 , E-mail:zhengjy@sunrui.net
第 6期 丁　慧 ,等:孔石莼提取物对海洋硅藻生长的影响 621　
肿瘤 、抗凝血 、抗衰老 、抗病毒等作用 [ 6];此外还有研究表
明 , 孔石莼对几种赤潮藻具有克生活性 ,可以抑制赤潮藻
的生长 [ 7];而且还有一定的抗大肠杆菌 、金黄色葡萄球菌
活性 [ 8] 。尚未见到有关孔石莼提取物防污活性的研究报
道。本文通过研究孔石莼不同溶剂提取物对海洋硅藻的
生长抑制效应 , 筛选出了抑藻效果好的提取物。
1　材料与方法
1.1　实验材料
孔石莼:2007年 4月采于青岛第二海水浴场海域 ,用
自来水清洗 , 除去泥沙和其他杂草。
硅藻:海洋硅藻为卵形藻(Cocconeissp.), 藻种由海
洋腐蚀与防护国防科技重点实验室生物材料实验室提
供。在 20℃, 9000 lx光照和 12 h光暗循环条件下 ,在 f/2
培养液中培养。
实验所用的有机溶剂均为市售分析纯。
1.2　实验方法
1.2.1　孔石莼活性物质提取
将孔石莼沥干水分 ,放入冰箱中低温冷冻 ,再经冷冻
干燥后 , 用高速万能粉碎机粉碎得干粉。称取 60 g藻粉
依次用石油醚 、乙酸乙酯 、乙醇 、蒸馏水水浴 60℃加热回
流萃取。每次回流 3 h, 各回流 3次收集提取液。有机溶
剂提取液经 0.45μm有机滤膜过滤后使用旋转蒸发仪浓
缩 , 除去有机溶剂;水提取液浓缩后冷冻干燥除去水分。
得到四种粗提取物。
1.2.2　防污活性检测
硅藻液体培养基经高压蒸汽灭菌后 , 分装到五个锥
形瓶内 , 加入相同体积的硅藻种液。对应编号 1、2、3、 4分
别加入蒸馏水 、乙醇 、乙酸乙酯 、石油醚提取物 0.2 g,使提
取物浓度为 1 g/L。 0号为不加任何提取物的空白样。每
个锥形瓶中都放置一块标有相同标号的载玻片 , 将锥形
瓶用棉纱封口放入人工气候箱中进行培养。培养一定时
间后 , 定期将载玻片取出 , 使用滴管取培养液按 S形路线
冲去表面没有附着的硅藻及杂质 , 于三维视频立体显微
镜下观察并拍照 , 利用软件计数硅藻的个数 , 计算出各样
片单位面积上硅藻附着个数即硅藻的附着密度。
2　结果与讨论
海洋生物污损分为三个水平 , ①分子污损 ,是海水中
无机和有机分子在表面的聚集;②微型污损 , 是细菌 、真
菌 、微藻和硅藻在表面的附着;③大型污损 , 是大型海洋
污损植物和动物在表面的生长。 大型污损生物进一步分
为软污损生物如藻类 、水螅 、海鞘等和硬污损生物如藤
壶 、贻贝 、牡蛎 、石灰虫等。粘附在物体表面的细菌和硅
藻等会形成微生物黏膜 , 一切无毒物体的表面和多数防
污涂层表面在海中都不可避免地会形成这种黏膜 , 黏膜
是大型污损生物附着的前奏 , 与大型生物的附着紧密相
关。
面对环保 、无毒 、高效 、可持续发展的防污理念 , 开展
了广泛的天然产物防污研究 [ 9] 。人们从多种海洋植物 、
海洋动物 、海洋微生物中提取防污活性物质。主要集中
在大型藻类 、海绵 、珊瑚 、海鞘等海洋生物的防污活性物
质的研究 , 防污活性检测也主要以藤壶 、贻贝 、硅藻为
主 [ 10 , 11] 。
在本实验中 , 孔石莼干粉以石油醚 、乙酸乙酯 、乙醇 、
蒸馏水依次提取 ,得到不同极性部分的提取物 ,各产率如
表 1所示。
表 1　孔石莼不同极性溶剂提取产率
Tab.1ExtractionpercentageofUlvapertusabydiferentsol-
vents
有机溶剂 石油醚 乙酸乙酯 乙醇 蒸馏水
粗提取物质量 /(g) 1.5942 0.6658 3.62 8.1859
提取产率 /(%) 2.657 1.110 6.033 13.64
　　孔石莼的提取产率比较:蒸馏水 >乙醇 >石油醚 >
乙酸乙酯。可见孔石莼的大部分物质成分是水溶性的 ,
且孔石莼含有大量的叶绿素故石油醚的提取产率也相应
得到了提高。
每天记录硅藻在载玻片上的附着数量 , 计算出硅藻
细胞密度 , 结果如图 2所示。其中 ,前 3 d硅藻浓度较低 ,
为不影响硅藻附着 ,不做计数。
图 1　孔石莼四种提取物对硅藻生长附着的影响比较
Fig.1 Influencetodiatom sgrowthandsettlementbyfourex-
tractsfromUlvapertusa
由图 1可以看出:空白样 7 d后 , 硅藻在载玻片上的
附着密度超过 100/mm2 , 生长速度陡升 , 到达对数生长
期。而加入提取物的培养液中硅藻的生长速度明显减
缓 , 尤其乙醇和乙酸乙酯提取物硅藻的增长速度几乎为
零。可见 , 提取物的加入明显的抑制了硅藻在载玻片上
的附着生长。特别是乙醇和乙酸乙酯提取物抑制效果更
是显著 , 乙醇提取物使硅藻附着控制在 10/mm2以内 , 而
乙酸乙酯提取物在 1 g/L浓度情况下 ,硅藻几乎不附着在
载玻片上生长。
孔石莼提取物对硅藻附着影响的抑制率可以利用下
面的公式计算:
I=Db-DeDb ×100%
622　 海　洋　环　境　科　学 第 28卷
式中:I为抑制率;Db为空白样的硅藻附着密度;De为提取
物的硅藻附着密度。
以空白样达到对数生长期为一分界线 , 分别考察第 7
d前 、后两个时间段提取物对硅藻的抑制率。
表 2　四种提取物对硅藻的抑制率
Tab.2InhibitionrationstodiatomsbyfourextractsfromUlva
pertusa
时间 抑制率 /(%)蒸馏水 乙醇 乙酸乙酯 石油醚
A段(第 7d前) 55.13 97.30 99.53 58.36
B段(第 7d后) 88.64 98.89 99.90 80.21
　　四种提取物对硅藻附着的抑制率均高于 50%, 尤其
乙醇和乙酸乙酯提取物的抑制率高达 95%以上。空白样
达到对数生长期后的提取物对硅藻的抑制率均高于空白
样达到对数生长期前的抑制率 , 这是由于空白样硅藻到
达对数生长期后生长速度突然升高 , 而提取物均抑制了
硅藻对数生长期的出现 ,故抑制率相应有了提高。
孔石莼四种不同极性溶剂的提取物都具有抑制硅藻
生长附着的活性 , 活性比较如下:乙酸乙酯提取物 >乙醇
提取物 >石油醚提取物 >蒸馏水提取物。此外 , 蒸馏水
和石油醚提取物的硅藻培养液较浑浊 , 显微镜下观察除
硅藻外还有细菌生长 , 抑菌效果不好。乙酸乙酯和乙醇
提取物抑制了硅藻附着的同时也非常有效地抑制了其它
微生物的生长 , 具有很好的防污活性。
3　结　语
本文依次用石油醚 、乙酸乙酯 、乙醇 、蒸馏水对孔石
莼进行萃取 , 以硅藻作为防污活性检测的对象 ,很好地抑
制了硅藻的附着。研究表明孔石莼的乙醇和乙酸乙酯提
取物很好的抑制了硅藻的附着 ,抑制率高达 95%以上 ,而
且效果稳定 ,持续时间较长。是一种很有潜力的防污活
性物质 , 有待进一步地研究开发。本文得到的提取物还
需进一步地分离纯化 ,得到具有防污活性的成分 , 并研究
其结构组成 , 进而分析它的防污机理。
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