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无患子皂苷的抗菌活性研究



全 文 :无患子皂苷的抗菌活性研究
金 秋,奚立民,张昕欣,柯中炉
(台州职业技术学院生化制药研发中心,浙江台州 318000)
摘 要:本研究检测了无患子皂苷对6种典型细菌和6种典型真菌的抗菌活性。提取无患子假种皮中
总皂苷R1和R2,分离得到皂苷混合物样品R1-3、R1-4、R1-5、R1-6、R1-7、R2-5、R2-6、R2-7、R2-8、R2-9和
R2-10;采用滤纸片琼脂扩散法对其抑菌活性进行检测,得出抑菌圈直径、MIC值和EC50值。抑菌活性
物质主要集中在样品R1-5、R1-6、R2-7、R2-8、R2-9和R2-10中,这些样品对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢
杆菌、蜡状芽孢杆菌、大肠杆菌、巨大芽孢杆菌、白色念珠菌、黑曲霉和绿色木霉具有很强的抑菌活性。
无患子总皂苷各组分中含有能够显著抑制供试细菌和真菌的活性物质,这为进一步开发利用无患子的
药用价值提供了科学依据。
关键词:无患子;皂苷;抗菌活性
中图分类号:Q503 文献标识码:A 文章编号:1001-7119(2014)03-0035-04
Antimicrobial Activities of Saponins from Sapindus mukorossi Gaertn
Jim Qiu,Xi Limin,Zhang Xinxin,Ke Zhonglu
(Biopharmaceutical Research and Development Center, Taizhou Vocational and Technical College,
Taizhou 318000, China)
Abstract:This research aimed to test the antimicrobial activities of saponins from Sapindus mukorossi
Gaertn on 6 strains of representative bacterium and 6 strains of representative fungus. Total saponins (R1
and R2) were extracted from the arillus of S. mukorossi Gaertn by systemic solvents. Different polarity
saponins R1-3, R1-4, R1-5, R1-6, R1-7, R2-5, R2-6, R2-7, R2-8, R2-9 and R2-10 were isolated by D-
101 with different concentrations of ethyl alcohol. These samples were tested against 6 strains of
bacterium and 6 strains of fungus using filter paper agar diffusion method. The diameter of antimicrobial
rings, values of MIC and values of EC50 were obtained. The results showed that R1-5, R1-6, R2-7, R2-8,
R2-9 and R2-10 had remarkable inhibitory activity against almost all the tested bacteria and fungi. These
samples had intensively inhibitory activity on Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Bacillus cereus,
Escherichia coli, Bacillus megathrium, Candida albicans, Asperhillus niger and Trichoderma lignorum.
Different samples of total saponins from S. mukorossi Gaertn had significantly inhibitory activity against
the tested bacteria and fungi, these results supported the applications of using S. mukorossi Gaertn in
medical fields.
Keywords:Sapindus mukorossi Gaertn; saponin; antimicrobial activity
收稿日期:2013-05-16
基金项目:台州市海洋生物资源开发与利用科技创新团队资助项目(MBR2012053)。
作者简介:金秋(1978-),男,浙江临海人,讲师,博士,主要从事天然产物活性成分研究,E-mail: david78225@163.com。
第30卷第3期
2014年3月
科 技 通 报
BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol.30 No.3
Mar. 2014
DOI:10.13774/j.cnki.kjtb.2014.03.008
第30卷科 技 通 报
无患子为无患子科(Sapindaceae)植物无患
子(Sapindus mukorossi Gaertn)的假种皮,其中含
有大量皂苷成分,主要包括以常春藤皂苷元(hed⁃
eragenin)为基本骨架的三萜皂苷及一些倍半萜
皂苷[1],是优良的生物洗涤剂原料[2]。现代研究表
明,无患子皂苷还具有抗病毒、降血压、抗真菌、
杀虫等多种药理作用[3-7]。因此,对无患子皂苷类
成分的药理活性筛选研究具有重要意义。
植物皂苷类成分具有抑菌活性已经有一些
研究报导[8-10]。但是,目前针对无患子皂苷抑制细
菌和真菌的活性研究还较少,本研究的目的在于
全面检测无患子皂苷对几种典型细菌和真菌的
抗菌活性,为进一步开发利用无患子皂苷的药用
价值提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料与仪器
1.1.1实验药材与试剂
供试药材为无患子假种皮,由天台县满园春
农林开发有限公司提供。大孔树脂D-101型(上
海开平树脂有限公司)。反向薄层色谱板(德国
Merck公司)。甲醇、乙醇、石油醚、氯仿、乙酸乙
酯和正丁醇均为分析纯。
1.1.2供试菌种
供试菌种包括 6种细菌和 6种真菌,其中细
菌为:金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯
草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、蜡状芽孢杆菌(Ba⁃
cillus cereus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、普通变
形杆菌(Proteus vulgaris)、巨大芽孢杆菌(Bacillus
megathrium);真菌为:白色念珠菌(Candida albi⁃
cans)、黄曲霉(Asperhillus flauus)、黑曲霉(Asper⁃
hillus niger)、康氏木霉(Trichoderma koningii)、青
霉(Penicillium sp.)、绿色木霉(Trichoderma ligno⁃
rum)。以上菌种由中国药品生物制品检定所提
供。
1.1.3病菌培养基
培养细菌的培养基为牛肉膏蛋白胨琼脂培
养基,其配方为:牛肉膏 5 g,蛋白胨 12 g,氯化钠
6 g,琼脂 20 g,水 1000 mL,pH值调整至 7.3~7.5;
培养真菌的培养基为马铃薯琼脂培养基,其配方
为:马铃薯 180 g,蔗糖 18 g,琼脂 20 g,水 1000
mL。
1.1.4实验仪器
R-210旋转蒸发仪(瑞士步琪有限公司),
ZF- 2型三用紫外分析仪(上海精科实业有限公
司),日本三洋MSL-3750高压蒸汽灭菌器(上海
涵今仪器仪表有限公司),LRH-250生化培养箱
(杭州汇尔仪器设备有限公司),SW-YJ-2F超净
工作台(吴江市伟峰净化设备有限公司)。
1.2 实验方法
1.2.1无患子皂苷的提取及分离
将经过干燥粉碎、过80目筛的无患子假种皮
1 kg加入回流提取器中,再加入体积分数为 80%
的甲醇5000 mL于50℃下回流提取1 h,重复提取
3次,合并提取液,减压浓缩得到甲醇提取浸膏。
将甲醇提取浸膏悬浮于水,然后依次用石油醚、
氯仿、乙酸乙酯和正丁醇萃取;乙酸乙酯和正丁
醇萃取液减压浓缩分别得到总皂苷R1和R2。总
皂苷R1和R2分别用大孔树脂D-101进行反向柱
层析,水洗去除糖类成分,再以不同浓度的乙醇
依次洗脱,经反向薄层色谱检测后,将各洗脱液
合并,减压浓缩,得到不同极性的皂苷混合物R1-
3、R1-4、R1-5、R1-6、R1-7(极性从高到低)和R2-
5、R2-6、R2-7、R2-8、R2-9 、R2-10(极性从高到
低)。
1.2.2无患子皂苷的抗菌活性测定
样品R1、R2、R1-3、R1-4、R1-5、R1-6、R1-7和
R2-5、R2-6、R2-7、R2-8、R2-9、R2-10的抑菌活性
采用滤纸片琼脂扩散法测定。将 0.1 mL菌悬液
涂布于各自的培养基上(细菌悬液菌数为 1.0×
1010个/mL,真菌孢子悬液菌数为 1.0×108个/mL),
每种菌种接 6个培养皿。取灭菌滤纸圆片(直径
5 mm)分别浸入各溶解的样品(样品初始浓度为
5 mg·mL-1)3 min取出,稍晾干后放入接有菌种的
培养皿,每皿 5片,各纸片间距相等,呈正五边形
放置,每个处理做 5个重复。以浸泡了无菌水的
滤纸片作对照,细菌置于培养箱中37℃培养24 h,
真菌置于培养箱中 28℃培养 72 h,测定各处理组
的抑菌圈直径,取其平均值作为实验结果。最小
抑菌浓度(MIC)采用 2倍稀释法测定:将各样品
配成含 10 mg·mL-1样品浸膏的药液,再按 2倍稀
释法将药液依次稀释成 5~0.001 mg·mL-1的稀释
液。取微量稀释板(96孔),每孔加入 180 μL药
液和20 μL菌悬液,以无菌水作为对照。细菌、真
菌接种密度和培养条件同上,最小抑菌浓度以无
36
第3期
菌生长的加样孔浓度表示。
对于活性较高的样品,将初始样品浓度按 2
倍稀释法稀释成20个梯度,求出各梯度处理的抑
菌率:抑菌率=[对照组的菌落增长直径(mm)-处
理组的菌落增长直径(mm)]/对照组的菌落增长
直径(mm)×100%,并且将浓度转换成对数(X)、
抑菌率转换成机率值(Y),根据X与Y的线性关系
求出该样品对病菌生长的毒力回归曲线方程(Y=
a+bX)和有效抑制中浓度(EC50)。
2 结果与讨论
由表 1可以看出,乙酸乙酯相萃取的无患子
总皂苷R1除对金色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念
珠菌和青霉有较弱的抑制活性外,对其他菌种没
有抑制活性。而正丁醇相萃取的总皂苷R2除了
对上述 4种菌种有抑制活性外,其还对枯草芽孢
杆菌和康氏木霉有弱的抑制作用。对照组均不
显示抑菌活性。
从R1中分离出来的R1-3—R1-7组分(极性从
高到低)对金色葡萄球菌、白色念珠菌、黄曲霉和
黑曲霉有较强的抑制活性,对其他 8种菌种的抑
制活性较弱。
从R2中分离出来的R2-5—R2-10组分(极性
表1无患子皂苷各样品对受试菌种的抑菌圈和MIC值
Table 1 The diameter of antimicrobial rings and the MIC of the samples of saponins from S. mukorossi Gaertn on tested microbes
样品
Sample
R1
MIC
R2
MIC
R1-3
MIC
R1-4
MIC
R1-5
MIC
R1-6
MIC
R1-7
MIC
R2-5
MIC
R2-6
MIC
R2-7
MIC
R2-8
MIC
R2-9
MIC
R2-10
MIC
金黄色葡
萄球菌
S.aureus
7.2
5.0
12.3
2.5
0

0

15.8
1.25
20.3
0.078
0

0

0

13.6
2.5
22.3
0.039
22.3
0.019
0

枯草芽
孢杆菌
B.subtilis
0

8.6
5.0
0

0

0

10.6
2.5
0

11.8
2.5
8.3

14.7
0.005
18.3
0.01
17.3
0.078
8.6

蜡状芽
孢杆菌
B.cereus
0

0

0

0

0

0

8.4

8.6

10.3
2.5
14.1
2.5
20.6
0.005
17.3
0.039
9.8
5.0
大肠
杆菌
E. coli
6.8
5.0
11.5
2.5
7.8
5.0
0

0

11.1
5.0
0

0

12.4
2.5
7.3

14.5
5.0
28.6
0.005
22.5
0.01
普通变形
杆菌
P. vulgaris
0

0

0

0

8.6
5.0
0

0

15.3
2.5
10.2
5.0
14.1
2.5
18.8
0.078
13.6
0.078
11.5
5.0
巨大芽孢
杆菌
B. megathrium
0

0

0

15.5
2.5
0

0

15.5
2.5
12.8

0

11.6
5.0
20.4
0.01
8.7

10.7
5.0
白色
念珠菌
C.albicans
10.6
2.5
10.2
2.5
10.3
2.5
0

17.8
0.625
8.5

0

0

15.3
1.25
26.7
0.005
12.8
2.5
17.6
1.25
0

黄曲霉
A. flauus
0

0

0

16.7
2.5
0

17.3
0.625
0

11.6
5.0
12.8
2.5
19.7
0.313
0

10.8
2.5
0

黑曲霉
A.niger
0

0

0

0

18.2
1.25
20.5
0.625
0

0

0

22.9
0.005
16.7
1.25
0

0

康氏木霉
T.koningii
0

9.4
5.0
0

0

0

0

10.5
5.0
0

0

0

0

19.8
0.313
13.57
2.5
青霉
P. sp.
6.3
5.0
0

0

0

11.5
2.5
14.6
2.5
0

0

0

14.6
0.313
0

0

0

绿色木霉
T.lignorum
0

7.6
5.0
8.6

0

0

0

0

11.7
2.5
14.6
1.25
25.6
0.001
32.6
0.005
27.4
0.019
22.4
0.019
注:滤纸片直径为5 mm;抑菌圈直径单位为 mm;样品初始浓度为5 mg·mL-1;MIC单位为mg·mL-1。
金秋等.无患子皂苷的抗菌活性研究 37
第30卷科 技 通 报
从高到低)的抑菌活性显著高于从R1中分离出来
的各组分。R2-7组分除对大肠杆菌、康氏木霉的
抑制活性较弱外,对其余10种菌种均有较强的抑
制活性;R2-8组分除对黄曲霉、康氏木霉和青霉
没有抑制活性外,对其余 9种菌种均有较强的抑
制活性;R2-9组分除对巨大芽孢杆菌、黑曲霉和
青霉没有抑制活性外,对其余 9种菌种的抑制活
性均较强。值得注意的是,R2-7组分对供试的真
菌菌种有很强的抑制活性,而R2-8组分和R2-9
组分对供试的细菌菌种有很强的抑制活性。
大肠杆菌和白色念珠菌分别是致病性细菌
和真菌的典型菌种,从无患子总皂苷R2中分离的
R2-9组分对大肠杆菌有极强的抑菌活性,而R2-7
组分对白色念珠菌有极强的抑菌活性。傅勇等[11]
研究了大孔树脂法制备的无患子皂苷的抑菌活
性,结果表明,不同浓度的乙醇洗脱液对白色念
珠菌均有较强的抑菌活性,这跟我们的结果相
似。这些结果都表明,无患子皂苷中含有能够显
著抑制白色念珠菌的活性物质。
从上述的结果还可以看出,较高浓度的乙醇
洗脱组分(极性较低)具有较强的抑菌活性。张
存莉等[9]研究了黑刺菝葜根中甾体皂苷抗菌活性
成分,他们也发现浓度高的乙醇洗脱组分较浓度
低的乙醇洗脱组分的抗菌活性强。另外也有研
究表明相似的结论[11]。
从表 2的EC50值可以看出,无患子总皂苷各
组分对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、蜡状芽
孢杆菌、大肠杆菌、巨大芽孢杆菌、白色念珠菌、
黑曲霉和绿色木霉具有很强的抑菌活性,表明无
患子皂苷具有较广谱的抗菌活性,其抑菌活性最
强组分的EC50值均在10 mg·L-1以下。
本研究所供试菌种大部分是有害菌种,其分
别会给人类、生畜和农作物带来病害,无患子皂
苷不同组分对供试的菌种有很强的抑制活性,因
此无患子皂苷在抗菌活性成分方面有很高的研
究价值和广阔的应用前景。
从本研究结果可知,无患子皂苷对供试细菌
和真菌都有显著的抑制活性,下一步的研究可以
立足于其对各种革兰氏致病细菌和其他真菌的
抑菌活性,为开发以无患子皂苷为原料的抗细
菌、抗真菌药物提供理论基础。
3 结论
无患子总皂苷各组分中含有能够显著抑制
供试细菌和真菌的活性物质,其对金黄色葡萄球
菌、枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、大肠杆菌、巨
大芽孢杆菌、白色念珠菌、黑曲霉和绿色木霉具
有很强的抑菌活性,这为进一步开发利用无患子
的药用价值提供了科学依据。
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表2无患子皂苷各样品对受试菌种的EC50值
Table 2 The values of EC50 of the samples of saponins from S. mukorossi Gaertn on tested microbes
样品
Sample
R1-5
R1-6
R2-7
R2-8
R2-9
R2-10
金黄色葡
萄球菌
S.aureus
598.46
42.65

18.66
9.78

枯草芽
孢杆菌
B.subtilis


2.38
5.74
35.43

蜡状芽
孢杆菌
B.cereus



2.93
20.14

大肠
杆菌
E. coli




3.15
6.69
普通变形
杆菌
P.vulgaris



37.63
41.17

巨大芽孢
杆菌
B.megathrium



6.46


白色
念珠菌
C.albicans
308.32

3.47

587.35

黄曲霉
A. flauus

280.56
148.25



黑曲霉
A.niger
637.52
318.39
2.78
643.76


康氏木霉
T. koningii




145.75

青霉
P. sp.


166.71



绿色木霉
T.lignorum


0.46
4.23
11.39
9.21
注:EC50值单位为mg·L-1。
(下转第52页)
38
第30卷科 技 通 报
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(上接第38页)
52