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海头红提取物的抑菌活性及其抗菌成分的初步分离研究



全 文 :张迪,林勇,欧阳桐娇,等.海头红提取物的抑菌活性及其抗菌成分的初步分离研究 [J].福建农业学报,2013,28 (9):914-918.
ZHANG D,LIN Y,OUYANG T-J,et al.Antimicrobial Activities of Plocamium telfairiae Harv Extracts and Fractioning of Antimicrobial
Active Compounds[J].Fujian Journal of Agricultural Sciences,2013,28 (9):914-918.
海头红提取物的抑菌活性及其抗菌成分的初步分离研究
张 迪1,林 勇1,欧阳桐娇2,王宏雨1,毛方华1
(1.福建省农业科学院食用菌研究所,福建 福州 350003;
2.福建省农业科学院生物技术究所,福建  福州 350003)
收稿日期:2013-06-20初稿;2013-07-17修改稿
作者简介:张迪 (1983-),男,硕士,研究实习员,主要从事食用菌天然产物研究 (E-mail:photohost@126.com)
通讯作者:林勇 (1971-),男,硕士,副研究员,主要从事食用菌天然产物研究 (E-mail:lforesty@163.com)
基金项目:福建省自然科学基金项目 (2010J01100)
摘 要:以假单胞菌Pseudomnas aeruginosa 、绿色木霉Trichoderma viede为供试食用菌病原菌,评价海头红
提取物的抑菌活性,并采用生物活性追踪法对其中抑菌有效成分进行初步分离。结果表明,海头红乙醇提取物
经萃取分离得到的石油醚萃取相、氯仿萃取相、乙酸乙酯萃取相中,氯仿萃取相和乙酸乙酯萃取相对假单胞菌
具有较好的抑制作用,100mg·mL-1浓度下抑菌圈直径分别为14.3mm和8mm;石油醚和氯仿萃取相对绿色
木霉的菌丝生长的抑制作用较好,72h抑制率分别达54.57%和36.55%。对乙酸乙酯组分通过2次硅胶柱层析
分离,得到一个具有抑菌活性的组分D,其对假单胞菌的抑菌圈为13mm (100mg·mL-1),对绿色木霉的菌
丝生长72h抑制率为48.53% (50mg·mL-1)。对组分D进行GC-MS分析,初步判定其中抑菌有效成分为4-羟
基苯甲醛,有关其抑菌有效成分的纯化与鉴定有待进一步研究。
关键词:海头红;抗菌;假单胞菌;绿色木霉
中图分类号:S 482.292 文献标识码:A
Antimicrobial Activities of Plocamium telfairiae Harv Extracts and Fractioning of
Antimicrobial Active Compounds
ZHANG Di 1,LIN Yong1,OUYANG Tong-jiao2,WANG Hong-yu1,MAO Fang-hua1
(1.Institute of Edible Fungi,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou,Fujian 350003,China;
2.Biotechnology Institute,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou,Fujian 350003,China)
Abstract:The antimicrobial actives of Plocamium telfairiae Harv were fractioned from its crude extract with
different solvents and were tested to against Pseudomnas aeruginosa and Trichoderma viede.The result indicated
that the chloroform and ethyl acetate fractions exhibited antibacterial activities and their antibacterial degrees were
stronger than it of fractions obtained with other solvents.The inhibition zone were 14.3mm and 8mm diameter at
the fraction concentration 100mg·mL-1,respectively.The chloroform and petroleum ether fractions showed
antifungal activities to against the mycelium growth of Trichoderma viede and the inhibition rate was 54.57%and
36.55%after 72hincubation,respectively.The antifungal activity of two fractions was stronger than it of fractions
obtained with other solvents.The ethyl acetate fraction of Plocamium telfairiae Harv extract was again fractioned
twice through silicone gel column to obtain compounds D.This compounds were identified and showed the
antimicrobial properties to against Pseudomnas aeruginosa (13mm diameter with 100mg·mL-1)and to inhibit
Trichoderma viede mycelium growth(48.53%,with 50mg·mL-1)respectively.The result of GC-MS assay
showed that the antimicrobial compounds D determined preliminarily could be as 4-hydroxy-benzaldehyde.
However,the further purification for antimicrobial compounds D is required to identify their active compound.
Key words:Plocamium telfairiae Harv;antimicrobials;Pseudomnas aeruginosa;Trichoderma viede
  海头红Plocamium telfairiae Harv.系红藻
门杉藻目海头红科海头红属海藻,多生长在低潮带
岩石上或石沼中,主要分布在太平洋西海岸,我国
的南北方沿海均有分布。日本学者 Watanabe K[1]
福建农业学报28(9):914~918,2013
Fujian Journal of Agricultural Sciences
文章编号:1008-0384 (2013)09-914-05
从海头红中分离出2种具有杀虫活性的卤代单萜;
韩国学者Kim Ju-Young等[2]对海头红的甲醇提取
物的抗肿瘤活性进行了研究,发现海头红的甲醇提
取物对 HT-29人结肠癌细胞表现出细胞毒性,并
对其诱导 HT-29人结肠癌细胞凋亡的机理进行了
研究;我国的苑辉卿等[3-4]也对青岛沿海海头红的
石油醚萃取相的抗肿瘤活性进行了分析,发现其在
125~500mg·kg-1的剂量范围内对小鼠S180肉
瘤、H22肝癌、艾氏腹水癌具有明显的抑制作用。
目前,对于海头红的抗菌成分的研究较少,本课题
组成员前期对海头提取物的抗菌活性进行了研究,
发现海头红的无水乙醇提取物具有较好的抑菌活
性[5],继续对其抗菌成分进行追踪分离,并对分离
到的具有抗菌组分进行GC-MS分析。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试材料 海头红P.telfairiae Harv.采
集于福建石狮市永宁镇海岸岩滩,采回后用清水洗
去藻体表面杂质,再次用蒸馏水洗净。
1.1.2  试剂  Sephadex LH-20 (Pharmacia公
司);柱层析用200~300目硅胶 (国药试剂集团有
限公司);GF254薄层层析硅胶板 (青岛海洋化工
厂);其他常规药品、试剂为国产分析纯。
1.1.3 供试菌 本试验中用于指示抗菌活性的受
试菌包括1种细菌和1种真菌,细菌为假单胞菌
Pseudomnas aeruginosa,真菌为绿色木霉Tricho-
derma viede。
1.1.4 仪器 BS-100N自动部分收集器 (上海沪
西分析仪器厂);安捷伦6890/5973n色谱-质谱联
用仪:英国安捷伦公司。
1.2 试验方法
1.2.1 海头红提取物的制备 将已经阴干的海头
红,于45℃下烘干24h后用高速万能粉碎机粉碎
成粉末。取海头红藻粉2.5kg,用3倍体积量的
95%乙醇浸提2次,每次浸提72h。将提取液过
滤、旋转蒸发仪减压浓缩后析出大量无机盐,过滤
取滤液继续浓缩得到黑褐色浸膏60.25g。
1.2.2 海头红提取物的分离 将制得的海头红提
取物浸膏以70%甲醇溶解分散,依次用石油醚、氯仿、
乙酸乙酯萃取,每种溶剂萃取3次,将萃取收集的各
部分溶剂用旋转蒸发仪蒸干获得各萃取部分。
氯仿萃取部分进行减压硅胶柱层析,200~300
目硅胶,干法上样,氯仿萃取相以石油醚-丙酮进行
梯度洗脱获得PeA1-PeA13共13个部分。PeA5-
PeA7部分继续通过硅减压胶柱层析以氯仿-甲醇梯
度洗脱,获得 PeAC1-PeAC24共24个流份,通过
GF254硅胶板薄层层析检测合并相同部分。
乙酸乙酯萃取部分通过硅胶柱层析,以石油醚-
乙酸乙酯进行梯度洗脱获得PeE1-PeE11共11个
流份;PeE2-PeE6部分继续通过硅胶层析以氯仿-甲
醇进行梯度洗脱,得PeEC1-PeEC32共32个流份,
其中PeEC5-PeEC7得到有抗菌活性的油状部分D。
1.2.3 细菌抑制活力的检测 采用圆形纸片扩散
法[6]。刮取供试菌菌苔于5mL无菌水中,摇匀菌悬
液(浓度约为106个·mL-1)中,倒入熔化并冷却至40
~50℃的培养基中,摇匀后,迅速分装于培养皿(Φ90
mm)中,待凝固后备用。取已消毒过的双层圆形滤纸
片(Φ6mm)浸取一定浓度的药液(约20uL),略干后
贴于培养基平板上,同时用溶剂做空白对照。置恒温
培养箱中培养培养(36~37℃,12h)后分别观察结
果,测量抑菌圈。以上步骤均在无菌条件下操作,每
个处理设3个平行样,结果取平均值。
1.2.4 真菌抑制活力的检测 采用菌丝生长速率
法[7]。
(1)菌饼制备:取保存的真菌菌种,接种于孟
加拉红培养基上,于28℃下培养4d至菌丝长满全
皿。用直径为8mm的打孔器制成若干菌饼备用。
(2)含药培养基平板制备:准确将0.5mL药
液涂布PDA培养基上制成含药培养基平板,在对
照上则涂布相同体积的溶剂。
(3)抑制试验:在培养好的供试菌平板上,用
接种针挑取菌饼轻放于含药培养基平板中央(有菌丝
的一面向下),每培养皿放置1个菌饼。每处理重复3
次。28℃下培养一段时间后检查各处理菌落的直径,
按以下公式计算不同处理对供试菌的菌丝生长抑制
率。菌丝生长抑制率(%)=(对照菌落直径-处理菌
落直径)/(对照菌落直径-菌饼直径)×100%。
1.2.5 海头红组分D的GC-MS分析 用GC-MS
仪对分离过程的部分组分进行分离和质谱分析,
GC-MS仪系安捷伦6890/5973n色质联用仪,色谱
柱DB-5MS毛细管柱。气相色谱条件:进样口温
度:230℃;分流比:20∶1;升温程序:150℃(5min)
→(5℃·min-1)→280℃(5min)质谱条件:离子源:
EI;电离电压:70eV;扫描范围:50~500amu。
2 结果与分析
2.1 海头红乙醇提取物各萃取部分抑菌活力
以假单胞菌为指示菌检测海头红乙醇提物的各
萃取相的抑制细菌活性,结果 (表1)表明氯仿
519第9期 张 迪等:海头红提取物的抑菌活性及其抗菌成分的初步分离研究
相、乙酸乙酯相和石油醚相都具有一定的抑菌能
力,其中氯仿萃取相对假单胞杆菌的抑制活性最
高,抑菌圈直径可达14mm。海头红乙醇提取物
的水相未检测到抑菌活性。
表1 海头红粗提物的抗细菌活性
Table 1 Antibacterial activities of different fractions from
P.telfairiae Harv crude extracts
水相 乙酸乙酯相 氯仿相 石油醚相
抑菌圈 0.0  8  14.3  7.3
活性 - + ++ +
注:“++”抑菌圈宽度>10mm;“+”10mm>抑菌圈宽度>6mm;
“-”无抑菌圈;药液浓度100mg·mL-1。
以绿色木霉为指示菌检测海头红乙醇提取物的
各萃取相对真菌菌丝生长的抑制作用,通过检测结
果 (表2)可知,其氯仿萃取相和石油醚萃取相的
对绿色木霉菌丝生长的抑制能力较强,而乙酸乙酯
萃取相抑制力则较弱。在细菌抑制活性检测中未表
现出抑制活性的水相对绿色木霉的菌丝生长却具有
一定的抑制作用。
表2 海头红粗提物对真菌菌丝生长的抑制作用
Table 2 Antifungal activities of different fractions from
P.telfairiae Harv crude extracts
处理
抑制率/%
24h 48h 72h
水相 25.67  20.20  19.81
乙酸乙酯萃取相 23.78  18.62  19.37
氯仿萃取相 52.00  51.72  54.57
石油醚萃取相 34.37  35.00  36.55
注:药液浓度为100mg·mL-1。
2.2 海头红提取物氯仿萃取相层析流份的抑菌活
性检测
氯仿萃取相以石油醚-丙酮梯度洗脱得到
PeA1-PeA12和丙酮清柱部分,合计13个部分,
以假单胞菌为指示菌通过圆形纸片扩散法对各个流
份的抑菌活性进行检测,抑菌试验结果 (表3)显
示PeA5-PeA7即石油醚∶丙酮=3∶1~1∶1洗脱
部分表现出较强的抑菌活性,因而将其合并后进一
步追踪分离。
2.3 海头红提取物乙酸乙酯萃取相层析流份的抑
菌活性检测
乙酸乙酯萃取相以石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱
得到PeE1-PeE10和乙酸乙酯清柱部分,合计11
个部分,以假单胞菌为指示对各个流份的抑菌活性
进行检测,抑菌试验结果 (表4)显示PeE2-PeE6
洗脱部分的抑菌活力较好,且抑制活性较分离前提
高明显,回收的抗菌活性流份总质量较氯仿萃取相
多,因而将其合并后进一步重点追踪分离。
 表3 氯仿萃取相柱层析组分对假单胞杆菌的抑制活性
Table 3 Antibacterial activities of chloroform fraction against
Pseudomnas aeruginosa
处理
抑菌圈直径
/mm
处理
抑菌圈直径
/mm
PeA1 - PeA8 -
PeA2 - PeA9 -
PeA3  6 PeA10 -
PeA4  6 PeA11 -
PeA5  23 PeA12 -
PeA6  14.7 PeA13  7.7
PeA7  10.3 - -
注:药液浓度100mg·mL-1;“-”表示无抑菌圈。
表4 乙酸乙酯萃取相柱层析组分对假单胞杆菌的抑制活性
Table 4 Antibacterial activities of ethyl acetate fraction
against Pseudomnas aeruginosa
处理
抑菌圈直径
/mm
处理
抑菌圈直径
/mm
PeE1 - PeE2  11.3
PeE3  17.7 PeE4  18
PeE5  12 PeE6  12.3
PeE7  8 PeE8 -
PeE9  6 PeE10 -
PeE11 -
注:药液浓度100mg·mL-1;“-”表示无抑菌圈。
2.4 海头红PeA5-PeA7与PeE2-PeE6部分层析
流份的抑菌活性检测
PeA5-PeA7部分继续通过硅减压胶柱层析以
氯仿-甲醇梯度洗脱,获得24个流份,通过GF254
硅胶板薄层层析检测合并相同部分,对收集到的流
份检测其对假单胞菌的抑制活性,检测结果显示除
一些流份含量太少无法进行检测外,收集到的流份
均未检测出明显的抗菌活性。
从乙酸乙酯萃取相中分离到的PeE2-PeE6部
分继续通过硅胶层析以氯仿-甲醇进行梯度洗脱,
获得32个流份。以假单胞杆菌为指示菌对各流份
进行抗菌活性检测,仅PeEC5-PeEC7中的黄色油
状组分D具有抗菌活性。
619 福建农业学报 第28卷
表5 组分D对假单胞菌杆菌的抑制作用
Table 5   Antibacterial activities of fraction D against
Pseudomnas aeruginosa
浓度/(mg·mL-1) 抑菌圈直径/mm
100  13
50  11
25  8
12.5  7.3
注:“-”表示无抑菌圈。
表6 组分D对绿色木霉菌丝生长的抑制作用
Table 6   Antibacterial activities of fraction D against
Pseudomnas aeruginosa
浓度/
(mg·mL-1)
时间/抑制率/%
24h 48h 72h
50  60.16  54.82  48.53
25  58.59  54.31  39.71
12.5  45.31  29.44  12.13
通过圆形纸片扩散法和菌丝生长速率法测定了
组分D对假单胞菌和绿色木霉的抑菌活性,结果
显示组分D在100mg·mL-1对假单胞菌的抑菌圈
为13mm,在50mg·mL-1的浓度下对绿色木霉
的菌丝生长72h抑制率为48.53%。
2.5 海头红组分D的GC-MS分析
对从海头红提取物乙酸乙酯萃取相中分离出的
组分D进行GC-MS分析,分析结果 (图3)显示
其中除了含有大量的长链烷烃、脂肪酸及其脂类外
还含 有 较 丰 富 的 4-羟 基 苯 甲 醛 (Tr:10.18,
Area%:8.26%)。4-羟基苯甲醛又称为对羟基苯
甲醛,是一种合成抗菌类化合物,于生产抗菌增效
剂TMP (甲氧苄氨嘧啶)、羟氨苄青霉素等。初步
推测该化合物有可能是组分 D的抗菌活性来源,
但还需要进一步分离纯化和活性检测加以验证。
图1 50mg·mL-1的组分D对绿色木霉菌丝生长的影响
Fig.1 Effect of fraction D(50 mg·mL-1)on inhibition
in mycelium growth of Trichoderma viede
注:时间为24~72h。
图2 不同浓度的组分D对假单胞菌杆菌的抑制作用
Fig.2 Antibacterial activities of fraction D in different
concentration against Pseudomnas aeruginosa
图3 海头红乙酸乙酯萃取相中分离到的D组分的总离子流图
Fig.3 Total ion current of fraction D from ethyl acetate fraction of P.telfairiae Harv crude extracts
719第9期 张 迪等:海头红提取物的抑菌活性及其抗菌成分的初步分离研究
3 讨 论
研究过程中发现通过不同极性的溶剂萃取之后
抑菌成分主要存在与中弱极性的氯仿相和乙酸乙
酯,强极性的水相则未检出抗菌活性,这与前文报
道的抗菌成分集中在极性较强的乙醇相中结果不
同[5],分析其原因应当是萃取操作过程中所选择的
溶剂分配体系不同造成的。在对抗菌活性追踪分离
过程中发现通过一次硅胶柱层析初步分离后不论是
氯仿萃取相还是乙酸乙酯萃取相所得到的抗菌流份
的抑菌活性都提高了1倍左右,但这些抗菌流份再
次通过硅胶柱层析进一步分离后所得到的流份的抗
菌活性却大大降低甚至消失。初步分离后其抗菌活
性增强的现象可能与其中的抗菌成分在流份中的浓
度被提高有关,亦有可能与Robles and Balantine
所提到的拮抗作用有关[8]。对于进一步分离后出现
的活性丢失有可能源于某些抗菌成分的稳定性较
差,在失去了一些具有稳定和协同作用的杂质后其
功能结构被破坏而造成的,具体的原因有待进一步
通过试验论证。
对从乙酸乙酯萃取相中分离到的抗菌组分 D
的GC-MS分析结果显示其含有相当含量的抗菌化
合物4-羟基苯甲醛,2001年苑辉卿等在对海头红
化学成分研究过程中也分离到了该化合物单体[4],
可见该成分在海头红体内含量是较高的,推测4-
羟基苯甲醛有可能是海头红提取物抗菌活性的来源
之一。在抗菌活性成分追踪分离过程中同时分离到
了数种化合物,有关的分析鉴定内容另文报道。
参考文献:
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(责任编辑:柯文辉)
819 福建农业学报 第28卷