全 文 ：＊山东产野花椒挥发油抑菌活性的研究
沈　慧 ,吴奶珠 ,周先礼 ,李　伟 ,任国萍
(西南交通大学 生命科学与工程学院 ,四川 成都　610031)
提　要:采用水蒸气蒸馏和微波炉萃取两种方法提取野花椒的挥发油 , 平板稀释法研究挥发油对 3 种细菌与
1 种真菌的抑菌率和最低抑菌浓度(MIC), 牛津杯法研究挥发油对供试菌的抑菌活性。结果表明两种方法提
取的挥发油对供试菌种均有较强的抑菌活性 , 其中水蒸气蒸馏法提取的挥发油较微波炉萃取法提取的挥发
油抑菌活力更强。对四种供试菌的抑菌活力由强至弱依次为枯草芽孢杆菌 、酵母 、白色葡萄球菌 、大肠杆菌。
关键词:野花椒;挥发油;提取;抑菌
　　野花椒(Zanthoxy lum simul lans Hance)是
芸香科花椒属植物 ,生于山坡灌丛中 ,分布于河
北 、河南 、宁夏 、山东 、江苏 、江西 、四川等 。野花椒
药用价值高 ,以根 、果实 、叶入药 ,具有松弛横纹
肌 、降低血压 、提高痛阈等药理作用。果皮性辛 、
具有温中止痛驱虫健胃之功效;种子苦 、辛 、凉 ,具
有利尿消肿之功效;根性辛 、温具有祛风湿 、止痛
之功效[ 1] 。目前国内学者对花椒研究较多 ,关于
野花椒果皮活性报道较少[ 2] 。笔者研究山东淄博
产的野花椒果皮挥发油的抗菌活性 。
1　材料与仪器
1.1　原材料
山东淄博产的野花椒于 2008年购自四川省
祥云中药饮片进出口公司 ,由徐先贵先生鉴定为
芸香科花椒属植物的野花椒。
1.2　菌种及培养基
大肠杆菌(Escherichia coli)、白色葡萄球菌
(S taphy lococcus albus)、枯草芽孢杆菌(Baci l lus
subt i lis)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。
均由四川大学微生物实验室提供。细菌的培养基
为牛肉膏蛋白胨培养基;真菌为马铃薯蔗糖培养
基。所用试剂均为分析纯 。
1.3　主要仪器和设备
Galanz WP700(21)型微波炉(佛山市顺德区
格兰式微波炉电器有限公司)、挥发油提取器 、不
锈钢手提式灭菌锅 DSX-28D(上海申安医疗器
械厂)、DNP -908 型电热恒温培养箱(上海精宏
实验设备有限公司)、HZQ-C 空气浴振荡器(中
国哈尔滨市东联电子技术有限公司)、牛津杯(内
径 6mm ,外径 8mm ,高 10mm)。
2　方法
2.1　挥发油的提取
2.1.1　水蒸气蒸馏法　取野花椒果皮粉末 40 g
于 1 000 ml圆底烧瓶中 ,水蒸气提取方法提取 6
h ,乙醚萃取 ,无水硫酸钠干燥 ,得挥发油[ 3] 。
2.1.2　微波炉萃取法　取野花椒果皮粉末 40 g
于 250 mL 烧杯中 ,加入沸程为 60-90 ℃石油
醚 ,浸泡 10 min ,微波炉中火处理 1 min ,过滤;重
复操作 3 次 ,合并滤液 ,蒸干石油醚 , 收集挥发
油[ 4] 。
2.2　菌悬液的制备
取活化的菌株 ,向无菌的试管中加入无菌生
理盐水 ,挑取 1-2环大小适宜的菌群 ,制成浓度
为 1×105 -1×106CFU/ml的菌悬液[ 5] 。
2.3　野花椒最小抑菌浓度和抑菌率的测定-平
板稀释法
　　用 45 ℃无菌培养基作为稀释剂将挥发油配
置成不同浓度稀释液(400 m l/ l 、200 ml/ l 、100
ml/ l、50 ml/ l、25 ml/ l 、12.5 m l/ l 、6.25 ml/ l),加
入无菌培养皿中 ,取 0.1ml的菌悬液涂布于平板
表面 。细菌在 37 ℃恒温培养 24 h后观察 。真菌
经 28 ℃恒温培养 48 h 后观察 ,以无菌水作为对
照 ,重复 3次[ 5] 。
抑菌率 =对照皿菌落数-试验皿菌落数对照皿菌落数 ×
100%
2.4　抑菌活性的测定-牛津杯法
用无水乙醇作为稀释剂将挥发油配置成不同
·62· 陕　西　农　业　科　学 2009(5)
＊收稿日期:2009-05-13
　项目来源:国家自然科学基金(20872122);西南交通大学大学生科研训练计划(081108)。
　作者简介:沈慧(1984-),女 ,硕士 ,研究方向:微生物与生化药学。
　通讯作者:周先礼。
浓度的稀释液(400 m l/ l 、200 m l/ l 、100 m l/ l 、50
ml/ l 、25 ml/ l 、12.5 m l/ l 、6.25 ml/ l),移取 0.1m l
菌悬液于 45℃无菌的培养基中混匀 ,倒入放置有
不锈钢牛津杯的培养皿中 ,加入药液 。无水乙醇
做阴性对照 ,青霉素做阳性对照。细菌在37 ℃培
养 24 h后观察。真菌经 28 ℃培养 48 h 后观察 ,
测定抑菌圈直径 ,重复 3次[ 6-8] 。
3　结果与讨论
3.1　两种提取方法的挥发油的结果及比较
表 1　两种方法提取挥发油的比较
提取方法 提取时间(h)
提取率
(%) 挥发油外观现状
水蒸气蒸馏法 6 1.03 浅黄色透明油状液体
微波炉萃取法 1 4.615 黏稠状深红棕色油状液体
由表 1可知 ,方法不同 ,得率和挥发油的成色
不同 。传统的水蒸气蒸馏法提取时间相对较长 ,
提取率低 ,但得到的挥发油的外观较好 。微波炉
提取法萃取时间短 ,提取率高 ,工艺简单 ,但得到
的挥发油的外观相对较差 。
3.2　两种方法提取的挥发油对供试菌的最小抑
菌浓度(M IC)及抑菌率
　　表 2和表3看出 ,两种方法提取的挥发油对四
种供试菌均有抑菌活性 ,水蒸气蒸馏法提取的挥发
油的 MIC比微波炉法提取的挥发油的 MIC要低。
其中枯草芽孢杆菌的 MIC 最低 ,分别为 12.5 ml/ l
(水蒸气蒸馏法)和 50 ml/ l(微波炉萃取法)。大肠
杆菌的 MIC 最高 ,分别为 50.00 ml/ l和 200.00
ml/ l。结合图 1 、图2的抑菌率趋势图可以看出 ,在
挥发油浓度相同时 ,两种方法对供试菌的抑制各不
相同 ,水蒸气蒸馏法提取的挥发油对供试菌的抑制
较明显 ,在较低浓度的时候就达到完全抑制;微波
炉法提取的挥发油抑菌率随着浓度的增加趋势增
长较为平缓 ,可初步估计水蒸气蒸馏法提取的挥发
油具备较高的活性。
表 2　水蒸气蒸馏法提取的挥发油对供试菌的 MIC
菌种 浓度(ml/ l)
400.00 200.00 100.00 50.00 25.00 12.50 6.25
对照
CK
最小抑菌
浓度 MIC
大肠杆菌 - - - - + ++ +++ +++ 50.00
枯草芽孢杆菌 - - - - - - + +++ 12.50
白色葡萄球菌 - - - - - + ++ +++ 25.00
酿酒酵母 - - - - - + ++ +++ 25.00
　　注:-表示不长菌 , +表示少量菌落 , +++表示大量菌落。
表 3　微波炉萃取法提取的挥发油对供试菌的 MIC
菌种 浓度(ml/ l)
400.00 200.00 100.00 50.00 25.00 12.50 6.25
对照
CK
最小抑菌
浓度 MIC
大肠杆菌 - - + + ++ ++ +++ +++ 200.00
枯草芽孢杆菌 - - - - + ++ ++ +++ 50.00
白色葡萄球菌 - - - + + ++ ++ +++ 100.00
酿酒酵母 - - - + ++ ++ ++ +++ 100.00
图 1　水蒸气蒸馏法提取的挥发油对供试菌的抑菌率
·63·沈　慧等:山东产野花椒挥发油抑菌活性的研究
2.3　两种方法提取的挥发油对供试菌的抑菌效
果
　　实验采用牛津杯法定量测定了不同方法提取
的挥发油对供试菌的抑菌活力 ,从表 4 可以看出
相同浓度下 ,水蒸气蒸馏法提取的挥发油对供试
菌的抑菌直径最大 ,而微波炉法提取的挥发油对
供试菌的抑菌直径小于前者。两种提取方法提取
的挥发油均对枯草芽孢杆菌的抑制效果最好 ,对
大肠杆菌的抑制效果最差 。但从表 5可以看出野
花椒的挥发油对四种菌均有抑制效果 ,这与前面
实验的结果相吻合。
图 2　微波炉萃取法提取的挥发油对供试菌的抑菌率
表 4　不同方法提取的挥发油对供试菌的抑菌活性
菌种
挥发油稀释液(ml/ l) 对照CK
400.00 200.00 100.00 50.00 25.00 12.50 6.25 青霉素
20 mg/m l 无水乙醇
水
蒸
气
法
大肠杆菌 17±1.5 14±1.5 12±1.7 11±1.5 9.9±2.9 9±2.6 7.2±0.3 17 0
枯草芽孢杆菌 33±2 29±1 23±0.5 21±0.5 16.7±0.8 13.2±0.2 10.8±0.2 25 0
白色葡萄球菌 24.7±0.2 20.5±0.5 13.5±0.5 11.7±0.3 11.2±0.3 10.7±0.1 9.2±0.3 20 0
酿酒酵母 22±1 18.5±0.5 14±1 12.2±0.3 11.2±0.3 10.1±0.1 9.4±0.1 20 0
微
波
炉
法
大肠杆菌 14.7±0.3 12.7±0.3 11±0.5 11.2±0.3 10.4±0.1 9.9±0.1 7.2±0.3 17 0
枯草芽孢杆菌 24.5±0.5 20.7±0.3 19.4±0.1 18.2±0.3 15.4±0.3 12±0.5 9.2±0.3 25 0
白色葡萄球菌 17.7±0.3 14.7±0.3 12.5±0.5 10.9±0.1 10.3±0.2 10.1±0.1 8.8±0.2 20 0
酿酒酵母 18.1±0.1 16.7±0.3 14.3±0.2 12.1±0.2 10.3±0.2 9.9±0.1 9.1±0.1 20 0
3　结论
结果分析表明 ,提取时间和提取工艺不同时 ,
所得挥发油的产率和成色不同 。微波炉萃取法提
取的挥发油呈黏稠深红棕色油状液体 ,产率高 ,外
观较差;水蒸气蒸馏法提取的挥发油呈浅黄色透
明油状液体 ,产率低 ,成色较好[ 9] 。结合定性和定
量的抑菌实验来看 ,两种方法提取的挥发油对四
种供试菌均有抑菌活性 ,但微波炉萃取法提取的
挥发油的抑菌活力却不及水蒸气蒸馏法提取的挥
发油的活力高。这可能与微波炉萃取法的溶剂和
操作条件有关系 ,由于微波具有很强的穿透力 ,可
以在反应物内外部分同时均匀 、迅速的加热 ,故提
取率高[ 10] 。在微波萃取过程中 ,溶剂对微波的吸
收起决定作用 ,实验采用石油醚作为萃取剂 ,萃取
范围较水蒸气蒸馏法更广 ,有效活性成分的浓度
比降低 ,可能导致挥发油的活性较低;同时 ,萃取
温度 、时间和压力对有效成分的提取影响较大 ,由
于微波炉是密闭容器 ,内部压力可达到 1MPa 以
上 ,溶剂沸点比常压时提高许多 ,所以温度 、时间
和压力控制不当时 ,有效成分的破坏率较高 ,进而
影响活性[ 10] 。
定性和定量实验得到的抑菌活力的结果一
致 ,从大到小依次是枯草芽孢杆菌>白色葡萄球
菌>酿酒酵母>大肠杆菌 。课题组曾对该产地野
(下转第 87页)
·64· 陕　西　农　业　科　学 2009(5)
kg/667 m2 ,平均产量 2 013kg/667 m2 ,薯块大而
匀商品性好 ,且同比往年提前上市 7-10 d ,按当
地市价批发出售每公斤 0.7 元 ,产值 1 409.1
元/667 m2 ;玉米最高产量 452 kg/667 m2 ,平均
产量 402.5 kg/667 m2 , 每公斤 1.5 元 , 产值
603.75元/667 m2 ,总产值 2 027.85 元/667 m2 ,
投入产出比为 1 ∶2.0 , 表现出显著的增产增收
效应 。
3　增产机理及启示
能获得如此好的种植效益 ,其增产机理表现
在:增温 ,保温 、保墒 、保持养分 、增加光效和防除
病 、虫 、草等几个方面 。
3.1　增温保温作用
由于其增温保温作用加上同比往年提前覆膜
半个月时间 ,既保障了马铃薯播种和生长发育的
温度需要 ,又保障了玉米生长发育的积温要求 ,同
时解决了当地农民在玉米生产上不施攻穗肥的不
良习惯 ,保障了玉米生长对养分的需求 。
3.2 　保墒作用
由于薄膜的气密性强 ,地膜覆盖后能显著地
减少土壤水分蒸发 ,使土壤湿度稳定 ,并能长期保
持湿润 ,距地面 0.25 m 深的土层中土壤含水量
一般比露地高 50%以上 ,有利于根系生长 。
3.3　保肥作用
由于地膜覆盖有增温保温保湿的作用 ,因此
有利于土壤微生物的增殖 ,加速腐殖质转化成无
机盐的速度 ,有利作物吸收。地膜覆盖后可减少
养分的淋溶 、流失 、挥发 ,可提高养分的利用率。
此外 ,地膜覆盖可以避免因灌溉或雨水冲刷而造
成的土壤板结现象 ,可以减少中耕的劳力 ,并能使
土壤疏松 ,通透性好 。
3.4　增加光效作用
地膜覆盖后 ,中午可使植株中 、下部叶片多得
到 12%-14%的反射光 ,比露地增加 3-4倍的
光量 , 因而可以使作物的光合作用强度可增加
13.5%-46.8%,叶绿素的含量增加 5%左右 ,更
可以使中 、下部叶片的衰老期推迟 ,促进干物质积
累。
3.5　防除病虫草作用
地膜与地表之间在晴天高温时 , 经常出现
50 ℃左右的高温 ,致使草芽及杂草枯死 ,可防止
杂草丛生 ,减去除草所占用的劳力。覆盖地膜后
由于植株生长健壮 ,可增强抗病性 ,减少发病率。
(上接第 64页)
花椒果皮挥发油成分进行研究 ,其中萜烯类和萜
醇类占挥发油总量的 75.46%,柠檬烯(9.84%)、
β-水芹烯(9.99%)、胡椒酮(6.68%)[ 11] ,文献报
道这三种物质具有抑菌活性[ 12-14] 。实验结果表
明野花椒的挥发油对细菌和真菌都具有抑菌效
果 ,具有广谱抗菌性 。为野花椒资源的进一步开
发和利用提供科学的抑菌 。
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·87·肖　遥等:改变覆膜方式是提高高寒山区种植效益的新途径