全 文 :检 测 技 术 2014年第35卷第5期 总第458期
葎草(Humulus scandens(Lour) Merr)为桑科大麻
亚科葎草属一年或多年生草本植物。药学上具有清
热解毒、利尿通淋的功效。别名有拉拉秧、锯子草、五
爪龙等,葎草资源丰富,抗逆性强。葎草全草的化学
成分复杂,含有木犀草素、葡萄糖甙、胆碱、天门冬酰
胺,挥发油、鞣质及树脂等多种物质。本文对葎草地
上部分常规成分进行了分析,利用GC-MS技术对葎
草挥发性成分进行测定,以提取的溶质量和生物碱以
及类黄酮木犀草素为指标,比较不同提取方法对葎草
中有效成分提取的程度。进一步对不同提取液提取
出的活性成分进行了抑菌试验,为筛选较好的提取剂
提供依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
葎草采自河南工业大学,分别采自 5、7、9月份
(分别代表苗期、生长期和盛果期)。样品风干后,粉
碎过60目,备用。
摘 要:文章研究葎草组分、有效成分提取及不同提取物的抗菌性。选用刚收获的葎草,经清
洗、风干,测定葎草常规成分,采用95%乙醇(V/V)、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮及蒸馏水作为提取剂提
取葎草,采用滤纸片法和平板稀释法测定提取液抑菌效力。结果表明:葎草粗灰分、粗蛋白质、粗纤
维、粗脂肪、无氮浸出物分别为8.3%、15.5%、19.1%、4.2%、47.5%。不同的提取剂得到葎草提取液固形
物量以 95%乙醇最高,为 8.4 mg;不同的提取液对供试菌肠型点状产气单胞菌(Aeromonas punctata
fintertinalis)、苏伯利产气单胞菌(Aeromonas sobria)和荧光假单胞菌(Pseudomonas fluoorescens)均有
抑制作用。葎草具有一定的药用和营养价值,为葎草在动物饲料中的应用提供理论基础。
关键词:葎草;提取物;抑菌性
doi:10.13302/j.cnki.fi.2014.05.013
中图分类号:S816.15 文献标识码:A 文章编号:1001-991X(2014)05-0052-05
Study on Humulus scandens component determination, the effective component extraction and
the antibacterial of different extract
Zhang Yong , Huang Jin, Cai Fengying, Liu Laiting, Hu Xinxu, Ji Cheng, Ma Qiugang
Abstract:The experiment study Humulus scandens component, the effective component extraction and
the antibacterial of different extracts. Harvested Humulus scandens, clean, dried and determinated con⁃
ventional components. Extracted Humulus scandens using 95% ethanol (V/V), chloroform, ethyl ace⁃
tate, acetone and distilled water, determinated antibacterial effect using filter paper method and agar
dilution method. The results showed that the crude ash, crude protein, crude fiber, ether extract and ni⁃
trogen-free extract from Humulus scandens were 8.3%, 15.5%, 19.1%, 4.2%, 47.5%, respectively.
Compared with the effective dry matters, HSE with 95% ethanol was the highest of all extract solvents
and was 8.4 mg. Humulus scandens had inhibiting effect on Aeromonas punctata fintertinalis, Aeromo⁃
nas sobria and Pseudomonas fluoorescens.Humulus scandens has some medicinal and nutritional value.
Key words:Humulus scandens;extract;antibacterial effect
葎草组分测定、有效成分提取
及不同提取物抗菌性的研究
■ 张 勇 1 黄 进 1 蔡凤英 1 刘来亭 1 胡新旭 2 计 成 3 马秋刚 3
(1. 河南工业大学生物工程学院,河南郑州 450001;2. 湖南省微生物研究所,湖南长沙 410009;
3. 中国农业大学动物科技学院,北京 100193)
作者简介:张勇,博士,副教授,研究方向为饲料添加剂。
通讯作者:刘来亭,博士,教授。
收稿日期:2013-07-24
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SILIAO GONGYE2014年第35卷第5期 总第458期
1.2 试验方法
1.2.1 葎草常规成分分析
水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分分别按照
GB6479-86、GB6432-86、GB6433-86、GB6438-86的
方法进行测定,氨基酸采用waters2695高效液相色谱
仪测定。
1.2.2 挥发油成分的提取和测定
采用GC-MS(Finnigan Trace2000 GC-MS)测定挥
发油成分。
定性分析:利用的数据库为美国国家标准及技术
研究所DATABA5E/NIST.98L;DATABASE/WILEY275。
经过系统质谱库自动检索被分析组分的质谱,分别参
照标准图谱及质谱的裂解规律、八峰索引、基峰质荷
比和相对丰度、EPA/NH以及有关文献对照,以确定各
个组分。
定量分析:扣除溶剂峰之后,化合物的定量使用
Hewlett-Packard软件,选择设定适当参数,按峰面积
归一化计算各较大峰的峰面积相对百分含量。
1.3 抗菌试验
1.3.1 葎草提取液的制备和活性成分检测
取葎草样品 10 g,用滤纸包好,置于回流提取器
内,以 95%乙醇为提取剂,以流水冷凝,在 90 ℃水浴
锅内回流提取 3 h,将得到的提取液用旋转蒸发浓缩
至膏状,放入真空干燥箱中烘干,所得固形物准确称
量。后加入10 ml蒸馏水,超声波分散溶解,得到95%
乙醇提取液。同样的方法分别以三氯甲烷、乙酸乙
酯、丙酮、蒸馏水作为提取剂,则分别得到三氯甲烷提
取液、乙酸乙酯提取液、丙酮提取液、蒸馏水提取液。
将五种葎草提取液灭菌后,分别用灭菌的生理盐水将
制成的各提取液稀释成 0.25~1 000 μl/ml 13个倍比
稀释系列浓度。
提取液中生物碱的定性检测按照谢仲权(2004)
碘化铋钾试剂法,定量测定按照雷氏盐沉淀溶解比色
法进行;提取液中黄酮类测定参照郭亚健(2006)比色
法,即以硝酸铝显色, 以芦丁为标样,测定A510制作标
准曲线。
1.3.2 菌悬液的制备
参照熊皓平(2002)方法,在无菌工作台中,将
接种环在火焰上灼烧几次,挑取少许菌苔于装有9 ml
灭菌生理盐水的试管中,混匀,制成菌悬浮液。再吸
1 ml菌悬浮液加入到有9 ml蒸馏水的试管中,以此类
推得到菌悬浮液的浓度至菌体为 109个/ml,4 ℃冰箱
存放备用。
1.3.3 抑菌效力测定——滤纸片法
用打孔器将滤纸打成直径11 mm 的滤纸片,高
压灭菌后,分别浸泡于各提取液中。另取一些滤纸片
浸泡于相应提取溶剂内,作为对照。将固体培养基高
温灭菌后倒入平皿,待冷却凝固后,分别加入 0.2 ml
供试菌液,用无菌棒涂布均匀。用无菌镊子夹取浸透
各提取液的滤纸片,贴在含菌培养基的表面, 每皿
5片,另外用浸在氟哌酸的滤纸片作对照,用每种提
取液设置一个校正对照,设3个重复。倒置于37 ℃恒
温培养箱内培养 24 h,用游标卡尺测量抑菌圈直径,
比较各提取原液的抑菌效力。
1.3.4 MIC 测定——平板稀释法
参照《全国临床检验操作规程》关于MIC的检测
方法,于直径9 cm的灭菌培养皿中分别加入0.3 ml不
同浓度的提取液,然后注入已经融化的冷却至 45 ℃
的琼脂培养液,立即旋转混匀。待冷却凝固后,每皿
加入0.1 ml 菌悬液涂匀培养,同时采用蒸馏水作为对
照。置于 5%CO2培养箱,37 ℃孵育 24 h后置低倍镜
下观察每一株菌在含不同药物各种浓度琼脂平板上
阳性菌菌落数,取 5个视野,以未见菌落生长的提取
液浓度为MIC。
1.4 供试菌种
指示菌种为肠型点状产气单胞菌 (Aeromonas
punctata fintertinalis,58-20-79),苏伯利产气单胞菌
(Aeromonas sobria,CR79-1-1),荧光假单胞菌(Pseu⁃
domonas fluoorescens,56-12-10),购自中国科学院水
生生物研究所鱼病室,三种菌是草鱼“三病”的主要致
病菌。普通培养基配方见表1。
表1 培养基配方
项目
蛋白胨
磷酸氢二钾
氯化钠
琼脂
牛肉膏
含量(%)10.20.21.80.5
注:培养基经15磅20 min灭菌,pH值7.2。
2 结果与分析
2.1 葎草常规成分的含量
葎草中粗蛋白、粗脂肪等常规成分见表 2。氨基
酸含量见表3。
2.2 挥发油组成成分
对葎草挥发性成分用GC/MS进行分离得到了色
谱离子流图和质谱数据。总离子流见图1。对图中经
EI图谱分析及标准图谱检索定性,各组分相对质量含
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量用峰面积归一化法得到, 结果见表 4。从所鉴定的
100多种成分中,鉴定出的成分占整个挥发性成分质
量分数的78.44%。其中含量在3%以上的组分有:α-
石 竹 烯 (16.120% )、葎 草 烯 (14.853% )、丙 二 醇
(7.420% )、葎 草 酮 (3.561% )、2,5- 降 冰 片 二 烯
(3.077%)。它们可作为该药材的指纹性组分。
表2 葎草中常规成分和挥发油含量(%)
指标
含量
粗蛋白质
15.5±4.32
粗脂肪
4.2±2.0
粗灰分
8.3±3.4
粗纤维
19.5±3.6
无氮浸
出物47.5±2.1
挥发油
0.2±0.1
表3 葎草的主要氨基酸种类和含量以及化学评分(%)
种类
亮氨酸
苏氨酸
苯丙氨酸
赖氨酸
组氨酸
精氨酸
缬氨酸
蛋+胱氨酸
异亮氨酸
含量
0.230.560.820.460.120.830.210.130.24
饲料标准
要求量1.510.811.581.180.511.420.980.750.82
化学
评分156952392358211729
种类
丝氨酸
酪氨酸
谷氨酸
甘氨酸
丙氨酸
天冬氨酸
脯氨酸
含量
0.320.391.590.520.421.280.61
2.3 不同提取剂提取液固形物
2.3.1 提取固形物的量
经不同时间对提取液烘干称量,得到最佳提取时
间(不同的提取剂最佳的回流时间不同)时,不同的提
取剂得到葎草提取液固形物量以 95%乙醇提取液最
高为 8.4 mg,丙酮提取液为 3.7 mg,蒸馏水提取液为
2.2 mg,三氯甲烷提取液为1.1 mg,而乙酸乙酯得到的
提取液中固形物最少,浓度仅为0.6 mg。从固形物含
量来说,以乙醇提取剂效果较好。
2.3.2 提取物中总生物碱、总黄酮的含量(见表5)
从表5看出,乙酸乙酯提取物中生物碱的含量很
低。而以乙醇和蒸馏水提取物中含量高。不同提取液
提取的总黄酮量是不同的,以乙酸乙酯提取量较高。
2.4 抑菌效力测定结果(见表6)
从表6可见,葎草的5种提取液,抑菌效果虽然没有
氟哌酸药液好,但对引起草鱼的三大常见疾病的病原菌
均有抑制作用。各提取液之间抑菌效果差别不显著。
2.5 最小抑菌浓度(MIC)测定结果(见表7)
由表 7可见,葎草 95%乙醇提取液、乙酸乙酯提
取液、丙酮提取液、三氯甲烷提取液、蒸馏水提取液对
所试菌种均有不同程度的抑制作用,综合效果来看,
乙醇提取物抑菌效果最好。对苏伯利产气单胞菌抑
制效果次序是丙酮、95%乙醇、乙酸乙酯、蒸馏水和三
氯甲烷等葎草提取液。对肠型点状产气单胞菌抑制
效果次序是95%乙醇、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷和蒸
馏水提取液。对荧光假单胞菌抑制效果较好的是
95%乙醇提取液,其他溶剂提取液效果相近。
3 讨论
3.1 葎草常规组成成分结果
葎草成分干物质中含粗蛋白较高,但粗纤维较
高,又缺乏必需氨基酸,基础饲料中含量高会影响饲
料的消化、利用,也限制了直接作为添加剂加入到饲
料中。李守阳(2003)对葎草进行的分析显示,粗蛋白
在12.8%~19%之间。与本试验结论一致,说明不同产
地的葎草在粗蛋白含量变化差异很小。
3.2 不同提取剂提取固形物
中草药采用不同的提取方法得到成分差别很大
9e+07
8e+07
7e+07
6e+07
5e+07
4e+07
3e+07
2e+07
1e+07
5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00
TIC:5.D\data.ms
时间(min)
图1 葎草挥发油总离子流
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化合物
甲苯3-甲基-2-丁醇2-丁醇
丙二醇
二叔丁对甲酚
葎草酮3-乙烯基-3-甲基-环己酮
穿心莲内酯
邻苯甲酸二丁酯n-十六酸
侧柏酮
二十烷1-甲基-菲
菲α-石竹烯
葎草烯
香橙烯2,5-降冰片二烯
罗汉柏烯β-月桂烯α-金合欢烯α-荜澄茄烯D-柠檬烯
别香橙烯
二十烷
视黄醛
环巴比妥
喇叭茶醇2-庚醇1-(1-乙氧乙氧基)-3-己烯2-己烯醛2-溴壬烷
异丙酚
十四烷
丁子香酚
十三烷
丙三醇三甲基硅醚
十六烷
溴烯比妥
苯酚
甲基十五基甲酮
壬醛2,6-二甲基-环己醇2-(1-乙氧乙氧基)-丙酸乙酯2-(1-甲基乙基)-1,3-二氧戊烷3,4-二甲基-3-己醇2-羟基-安息香酸甲酯
胡薄荷酮
苯并噻唑
分子量
92887476220204138350278256152282192178204204204922041362042041362202822842362221161729820617819816418430822628694242142128190116130152152135
含量(%)
0.7002.7722.9447.4201.2533.5611.5601.5581.0550.8840.4370.4690.5230.44516.12014.8530.8653.0770.3340.1791.6220.8640.0960.2891.1640.0770.2160.4480.8630.2930.3990.1510.3170.1660.0950.2380.1190.0890.0450.1220.0480.1080.1120.0830.1410.1630.0510.0400.130
RT
4.565.716.1256.53530.48632.68733.36234.0240.52244.58529.55341.60128.27437.78628.74927.79434.3924.51235.36916.50135.43926.18620.7235.58535.75736.66957.70129.46623.56318.1897.1522.75926.62327.02225.62523.65523.39622.97551.11315.41616.06416.66316.71119.05319.19818.85319.97520.86620.957
化合物
二十二烷α-白菖考烯
顺-α-檀香醇
三甲基甲硅烷基棕榈酸酯
芘
异植醇1-十六碳炔1-十七碳烯3-甲基-十五烷
油醇
豆蔻酸异丙酯
硫芴
己烯雌酚
白菖油萜
新郁金二酮
兰桉醇2,4-二羟吡啶
左旋环烯庚烯醇
褐煤醇
铃兰醛
可巴烯
去甲雄三烯醇酮
苯甲醇
己酸
安息香醛
乙醇醛缩二乙醇2,2,2-三氟-乙酰胺3-(甲硫基)-2-丁酮3-氮-2-丁醇1-(1-乙氧乙氧基)-丙烷
正丁醛1-甲氧基-2-丁醇2-己醇2-乙氧基-丙烷
2,4,5-三氯苯酯肉桂酸盐
糠醛
乙苯
(Z)-3-己烯-1-醇2-乙基-1,3-二氧戊烷3-(1-乙氧乙氧基)-2-甲基-正丁醛
甲酰胺
对二甲苯1-甲基环己醇2-甲基-丙酸3-羟基-正丁醛2-乙氧基-丙烷2,5-二甲基-吡嗪10-甲基-二十烷
分子量
31020022032820229622223822626827018441222023622211122235220420434210811610610611311811913272104102883269610610010217445106114888888108296
含量(%)
0.1170.2910.1940.4770.1230.0730.0980.0480.0470.3500.0850.1470.1010.1000.1200.3890.4110.5340.6700.3550.4710.0660.1570.0850.1170.0380.2670.5210.1290.1940.1020.0730.0570.4340.0360.0450.0760.2710.1150.0490.3810.0880.0300.0350.0350.0220.0510.162
RT
31.27431.3631.8449.00451.46443.51140.3640.22539.92839.56739.18437.08537.30636.30236.15133.11432.22332.35330.99329.94629.37422.2914.08313.11811.0513.3253.4063.5033.7783.9514.1994.3235.1756.5356.7136.7787.3557.4367.5827.8088.1058.4728.5538.6668.8669.1099.1911.914
表4 葎草全草中挥发成分
(曲原君,2002)。本研究采用四种不同的提取方法,
按照提取的有效成分抑菌活性和提取物中固形物的
含量来进行比较以选出相对经济、有效的提取方法以
进行后续试验。检索近十年有关植物提取物的文献
中,其中使用乙醇和水作溶剂的比较多。关于采用乙
醇的浓度,在本研究预试验时,已经对乙醇的提取浓
度和提取时间进行了筛选,选用95%浓度乙醇来提取
效果最好。提取物中生物碱的含量达 3%以上,总的
黄酮类也达2%以上。虽然提取的总生物碱和总黄酮
的含量有点低,可能与没有对提取物纯化有关。在不
明白何种组分起作用的情况下,只提取不纯化可以尽
量维持原药物成分不变。
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表5 不同提取物中总生物碱和总黄酮的含量
提取方法
95%乙醇提取液
丙酮提取液
乙酸乙酯提取液
三氯甲烷提取液
蒸馏水提取液
生物碱
定性检测+++++++++
含量%3.581.530.050.122.84
总黄酮(%)
2.1243.1363.4672.8441.108
注“+”号含量的多少表示颜色深浅。
表6 不同提取物的抑菌作用(抑菌圈直径,mm)
材料
95%乙醇提取液
丙酮提取液
乙酸乙酯提取液
三氯甲烷提取液
蒸馏水提取液
氟哌酸药液
苏伯利产气
单胞菌8.02±0.237.42±0.138.07±0.036.02±0.056.56±0.1715.33±0.01
肠型点状
产气单胞菌8.44±0.158.06±0.049.05±0.268.06±0.327.02±0.0214.12±0.07
荧光假
单胞菌8.96±0.347.56±0.297.54±0.238.51±0.127.88±0.2420.12±0.02
注:抑菌圈直径为总抑菌圈直径减去对照后(以原提取液为对照)
的结果(n=5)。
表7 葎草提取液对三种菌的最小抑菌浓度(μl/ml)
材料
95%乙醇提取液
丙酮提取液
乙酸乙酯提取液
三氯甲烷提取液
蒸馏水提取液
苏伯利
产气单胞菌2512.55010050
肠型点状
产气单胞菌6.252512.550100
荧光假
单胞菌12.525252550
3.3 葎草提取物中总生物碱、总黄酮的含量
生物碱在植物体内多以盐的形式存在,而弱碱性
或中性的生物碱则以不稳定的碱或游离的形式存
在。生物碱盐类一般不溶于亲脂性有机溶剂而溶于
水或醇(谢仲权,2004)。因此本研究用乙醇和水为提
取剂所得生物碱含量高。
黄酮类在自然界中分布广泛,属植物次级代谢产
物,因多呈黄色而称生物类黄酮,大多数绿色植物中
都含有黄酮类化合物,对于葎草中黄酮的含量报道很
少。目前总黄酮的提取方法主要有水提取、碱提酸
沉、乙醇提取、微波辅助提取、超临界萃取等方法
(Zhang等, 2003)。本研究中提取率最高的是用乙酸
乙酯作提取剂,但从固形物和活性成分的总量方面考
虑,选乙醇作溶剂提取效果比较好。
3.4 抑菌效力测定结果
高汉桥等(1996)认为在生产中因地制宜地选择
具有抑菌作用的中草药防治由嗜水气单胞菌引起的
鱼病,可能具有实际意义。很多中草药的乙醇提取物
体外抑菌试验被证明对嗜水气单胞菌、温和气单胞菌
有抑制作用(宋学宏,2001;李军红等,2006)。周群兰
等(2007)用大黄提取物观察对嗜水气单胞菌的抑制
效果,发现大黄提取物对水产养殖过程中不同病原菌
有不同的抑制作用。气单胞菌(Aeromonas hyd rophi⁃
la)隶为人、畜及水生动物共患的条件致病菌,广泛存
在于水环境中,是多种水产动物的主要致病菌。通过
纸片药敏试验发现,葎草醇提取物对气单胞菌的抑菌
圈直径达 9 mm左右,虽然没有周群兰(2007)用大黄
提取物抑菌圈直径可达29 mm效果好,但与叶元土等
(1994)发现大黄煎剂对鲤烂鳃病原菌的抑菌圈直径
可达10 mm以上效果相当。
4 小结
测定了葎草中粗蛋白质含量为 15.5%、粗脂肪
4.2%、粗灰分 8.3%、粗纤维 19.1%。通过抑菌试验发
现,葎草的各提取液对引起鱼类疾病的三种病原菌均
有一定的抑制效果,结合比较不同溶剂提取方法所含
固形物的量,以 95%乙醇溶液提取含固形物最高,固
形物中总生物碱的量为3.58%,总黄酮量为2.12%。
参考文献
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