全 文 ：Science of Sericulture 蚕业科学
收稿日期:2013 － 06 － 17 接受日期:2013 － 07 － 07
资助项目:现代农业产业技术体系专项(No． CAＲS-22) ，广东省自然
科学基金团队项目(No．粤科基字［2009］2 号) ，国家自然
科学基金项目(No． 31071534) ，广州市科技计划重大专项
(No． 2011Y2-00009) ，广州市珠江科技新星专项(No．穗科
信字［2013］6 号)。
第一作者信息:庞道睿(1987 －) ，男，硕士研究生。
E-mail:daorui66@ 163． com
通信作者信息:廖森泰，研究员，硕士生导师。
E-mail:liaost@ 163． com
* Corresponding author． E-mail:liaost@ 163． com
2013，39(6) :1150 － 1154
ISSN 0257 － 4799;CN 32 － 1115 /S
E-mail:CYKE@ chinajournal． net． cn
桑根皮素的抑菌活性及其稳定性研究
庞道睿1，2 刘 凡1 沈维治1 刘 军1 穆利霞1 施 英1 邹宇晓1 廖森泰1 肖更生1
(1广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东省农产品加工重点实验室，广州 510610; 2华南农业大学食品学院，广州 510642)
摘 要 采用琼脂扩散法和微量二倍稀释法检测桑树活性单体化合物桑根皮素对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆
菌、沙门氏菌、普通变形杆菌等 5 种常见食源性致病菌的抑制作用，探究热处理、紫外线照射、介质 pH 值、氧化剂和还原剂对
桑根皮素抑菌活性的影响。桑根皮素对 5 种测试菌株的抑制作用强弱不一，对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌 2 种革兰阳性
菌(G +)的抑制效果明显，其中对枯草芽孢杆菌的抑制活性最强，最低抑菌浓度(MIC)＜ 1. 56 μg /mL;而对沙门氏菌、普通变
形杆菌和大肠杆菌 3 种革兰阴性菌(G －)的抑制活性较弱。紫外线照射或热处理温度 ＜ 100 ℃时对桑根皮素的抑菌活性没有
明显影响，但热处理温度 ＞ 100 ℃使桑根皮素的抑菌活性明显减弱;在 pH 6 ～ 9 范围内，桑根皮素的抑菌活性随着介质 pH值
增大有所减弱;随着还原剂(Na2SO3)的浓度增大，桑根皮素对金黄色葡萄球菌的抑制活性逐渐减弱，而氧化剂(H2O2)的浓度
对其抑菌活性影响较小。研究结果提示桑根皮素是桑树中具有抑菌作用的重要物质之一，高温(＞ 100 ℃)、强碱性环境及高
浓度还原剂对桑根皮素的抑菌活性有影响。
关键词 桑根皮素;抑菌活性;革兰阳性菌;稳定性
中图分类号 S888;S886． 9 文献标识码 A 文章编号 0257 － 4799(2013)06 － 1150 － 05
An Investigation on Antibacterial Activity and Stability of Morusin
PANG Dao-Ｒui1，2 LIU Fan1 SHEN Wei-Zhi1 LIU Jun1 MU Li-Xia1 SHI Ying1 ZOU Yu-Xiao1
LIAO Sen-Tai1* XIAO Geng-Sheng1
(1Sericulture and Farm Produce Processing Ｒesearch Institute，Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Key La-
boratory of Agro-food Science and Technology of Guangdong，Guangzhou 510610，China;2College of Food Science，
South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China)
Abstract In this study，inhibitory effects of morusin from mulberry (Morus L．)against 5 common food-borne pathogenic
bacteria，namely Staphyloccocus aureus，Bacillus subtilis，Escherichia coli，Salmonella spp． and Proteus vulgaris，were
tested by agar diffusion method and microscale double dilution method． Meanwhile，the effects of thermal treatment，ul-
traviolet illumination，medium pH value，oxidant and reducer on the antibacterial activity of morusin were also investiga-
ted． The results indicated that inhibitory effects of morusin against the 5 tested bacterial strains were different． The two
Gram-positive bacteria (G +) ，Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus，were remarkably inhibited． Morusin had the
highest antibacterial activity against Bacillus subtilis，with
the minimum inhibitory concentration (MIC)below 1. 56
μg /mL． Its inhibition to the three Gram-negative bacteria
(G －) ，Salmonella spp．，P． vulgaris and E． coli，was rela-
tively weak． Ultraviolet illumination and thermal treatment
below 100 ℃ had no obvious influence on the antibacteri-
al activity of morusin． After thermal treatment of above
100 ℃，the antibacterial activity of morusin decreased ob-
viously． Within pH 6 ～9 range，the antibacterial activity of
morusin decreased with increase of medium pH value．
DOI:10.13441/j.cnki.cykx.2013.06.007
第 6 期 庞道睿等:桑根皮素的抑菌活性及其稳定性研究 1151
When the concentration of reducer Na2SO3 was increased，the antibacterial activity of morusin to Staphylococcus aureus
declined gradually． The concentration of oxidant H2O2 had little influence on the antibacterial activity of morusin． These
results suggest that morusin is one of the important substances of mulberry with antibacterial activity． High temperature
(above 100 ℃) ，strong alkaline and high concentration reducer had influence on the antibacterial activity of morusin．
Key words Morusin;Antibacterial activity;Gram-positive bacteria;Stability
桑叶、桑枝、桑根、桑椹是药典收录的中药材，具
有降血糖、抗炎［1］、抗氧化［2］、抑菌［3］、抗病毒［4］及
免疫调节［5］等功效。在对桑树药用部位及其活性
物质的抑菌活性研究中发现，桑叶汁对革兰阳性菌
(G +)、革兰阴性菌(G －)和部分酵母菌的生长有明
显抑制作用［6］，桑根皮素(morusin)与桑根酮 B、D
对革兰阳性菌有抑制作用［7］。宗玉英等［8］研究发
现，桑树的根、茎中均含有桑根皮素，其中又以桑根
中的桑根皮素含量较高。我们选择桑根皮素为研究
对象，检测分析其对 5 种常见食源性致病菌的抑制
活性与抑菌活性的稳定性，以期为阐明桑树资源抑
菌作用的物质基础和开发新型天然食品防腐剂提供
理论依据。
1 材料与方法
1． 1 材料及主要试剂和仪器
桑根皮素分离自桑白皮，分子式 C25H24O6，相对
分子质量 420. 454 5，购自云南西力生物技术有限公
司。金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)、枯草
芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia
coli)、沙门氏菌(Salmonella spp．)和普通变形杆菌
(Proteus vulgaris)购自广东省微生物菌种保藏中心。
营养肉汤培养基和琼脂粉，购自广东环凯微生
物科技有限公司。二甲基亚砜 (DMSO)等试剂均
为分析纯。
HH-4 电热数字显示恒温水浴锅(上海金忠科
学仪器有限公司) ，DH300 电热恒温培养箱(上海佳
胜实验仪器有限公司) ，PHS-3C精密 pH计(上海雷
磁仪器厂) ，Infinite 200 酶标仪(瑞士 TECAN 公
司) ，UV-2450 紫外分光光度计(日本岛津公司)。
1． 2 抑菌效果试验
1． 2． 1 抑菌圈直径的测量 采用琼脂扩散法［9 －10］。
用移液器吸取 200 μL 菌液(1. 0 × 109 CFU /mL)于
营养琼脂平板上，用涂布棒涂布均匀后，选用直径
5. 0 mm的琼脂打孔器均匀打孔，每板 4 孔，去除孔
内琼脂并适当封闭孔底。分别取 20 μL质量浓度为
1. 0 mg /mL的桑根皮素(用 DMSO 溶解)、20 μL 质
量浓度为 1. 0 mg /mL 的氨苄青霉素(用 DMSO 溶
解)和空白对照溶液(DMSO)加入相应孔内，放置 1
h，使溶液扩散均匀。在超净工作台上完成以上操
作后，置于 37 ℃生化培养箱中培养 24 h，各供试菌
做 3 个平行试验。采用十字交叉法［11］测量抑菌圈
直径。重复 3 次测量，取平均值。
1． 2． 2 最低抑菌浓度(MIC)的测定 采用改良的
微量二倍稀释法［12 － 13］。以 DMSO为溶剂，将测试样
品(桑根皮素)和阳性对照样品(氨苄青霉素)配制
成系列梯度浓度的溶液，待用。在 96 孔板中，每孔
加入营养肉汤培养液 160 μL，分别加入系列梯度浓
度的测试样品或阳性对照样品溶液 20 μL。用移液
器吸取稀释的菌液(1. 0 × 107 CFU /mL)20 μL 加入
各孔，每孔总体积为 200 μL，使测试样品和阳性对
照样品的最终质量浓度依次为 200、100、50. 0、
25. 0、12. 5、6. 25、3. 12、1. 56 μg /mL。以 DMSO替代
样品溶液为阴性对照组，另设空白对照组，加入 180
μL营养肉汤培养液和 20 μL DMSO。96 孔板置于
37 ℃ 生化培养箱中培养 20 h 后，向每孔中加入 20
μL显色剂碘硝基四唑紫(INT)。继续在37 ℃生化培
养箱中培养 4 h，观察各孔的颜色变化。INT 是一种
常用的活菌染色剂，存活的细菌经 INT 染色后呈红
色，而死亡的细胞呈无色。每一种浓度梯度做 3 组平
行试验，重复 2次测定。
1． 3 抑菌活性稳定性试验
参照文献［14 －15］的方法，每项测试重复 3次。
1． 3． 1 热处理 将桑根皮素溶液(用 DMSO 溶解)
分别置于 40、60、80、100 ℃水浴以及 121 ℃、相对湿
度 100%的条件下处理 30 min，以未经处理的桑根
皮素溶液作为对照。以金黄葡萄球菌和沙门氏菌为
指示菌，按“1． 2． 2”所述方法测定桑根皮素溶液的
MIC值。
1． 3． 2 紫外线照射处理 将桑根皮素溶液(用
DMSO溶解)分别置于紫外灯下(波长 253 nm，强度
30 W/cm2，距离 60 cm)照射 20、40、60、80、100 min，
1152 蚕 业 科 学 2013;39 (6)
以未经紫外线照射的桑根皮素溶液作为对照。以金
黄色葡萄球菌和沙门氏菌为指示菌，按“1． 2． 2”所
述方法测定桑根皮素溶液的 MIC值。
1． 3． 3 不同 pH值介质处理 用 0. 1 mol /L HCl和
0. 1 mol /L NaOH 溶液调节营养肉汤培养基的 pH
值，使其 pH 值分别为 5、6、7、8、9，以未经处理的营
养肉汤培养基(pH 7. 2)为对照。以金黄色葡萄球
菌和沙门氏菌为指示菌，按“1． 2． 2”所述方法测定
桑根皮素溶液的 MIC值。
1． 3． 4 氧化剂与还原剂处理 将测试样品溶液配
制成含 1、5、10、50 g /L H2O2 和含相同浓度梯度
Na2SO3 的混合溶液，使桑根皮素的最终质量浓度
为 6. 25、200 μg /mL。以金黄色葡萄球菌和沙门氏
菌为指示菌，按“1． 2． 2”所述方法于 37 ℃培养箱
中培养 20 h后，用酶标仪测定 D(625 nm)值，计算
抑菌率，用以评价样品抑菌活性。抑菌率 = 1 －
(测试组 D 值 －空白组 D 值)/(阴性组 D 值 －空
白组 D值)× 100%。
2 结果与分析
2． 1 桑根皮素对 5 种目标菌的抑制效果
2． 1． 1 抑菌圈直径 桑根皮素对金黄色葡萄球菌、
枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、普通变形杆菌和沙门氏菌
的抑菌圈直径如表 1 所示。桑根皮素对 5 种食源性
致病菌具有选择性抑制作用，对 5 种供试菌的抑菌
圈直径为枯草芽孢杆菌 ＞金黄色葡萄球菌 ＞沙门氏
菌 ＞大肠杆菌、普通变形杆菌，其中，对枯草芽孢杆
菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果尤为明显，抑菌圈
直径均 ＞ 10 mm。可见，桑根皮素对革兰阳性菌具
有较强的抑制活性，而对革兰阴性菌的抑制活性较
弱，对大肠杆菌和普通变形杆菌甚至观察不到明显
的抑菌圈。
表 1 桑根皮素对 5 种食源性致病菌的抑菌圈直径(珋x ± s，n = 3)
Table 1 Inhibition zone diameters of morusin against 5 food-borne pathogenic bacteria (珋x ± s，n = 3)
(抑菌圈直径 / mm Diameter of inhibition zone)
样品
Sample
金黄色葡萄球菌
Staphyloccocus aureus
枯草芽孢杆菌
Bacillus subtilis
大肠杆菌
Escherichia coli
普通变形杆菌
Proteus vulgaris
沙门氏菌
Salmonella spp．
二甲基亚砜 DMSO 5． 00 ± 0 5． 00 ± 0 5． 00 ± 0 5． 00 ± 0 5． 00 ± 0
氨苄青霉素 Ampicillin 31． 67 ± 3． 00 40． 33 ± 1． 00 15． 00 ± 2． 00 6． 00 ± 0 21． 33 ± 2． 00
桑根皮素 Morusin 11． 67 ± 2． 00 12． 33 ± 1． 00 5． 00 ± 0 5． 00 ± 0 7． 33 ± 4． 00
二甲基亚砜为空白对照，氨苄青霉素为阳性对照，直径 5. 00 mm表示未观察到明显的抑菌圈。
DMSO was used as blank control． Ampicillin was used as positive control． Inhibition zone diameter of 5. 00 mm means that no distinct inhibition zone
was observed．
2． 1． 2 最低抑菌浓度 桑根皮素对金黄色葡萄球
菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、普通变形杆菌和沙门
氏菌的最低抑菌浓度如表 2 所示。桑根皮素对金黄
色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌有较好的抑制效果，其
MIC分别为 6. 25 μg /mL 和 ＜ 1. 56 μg /mL;对大肠
杆菌、沙门氏菌、普通变形杆菌的抑制活性较弱，其
MIC均≥200 μg /mL。此结果与采用琼脂扩散法测
试桑根皮素抑菌活性的结果基本一致。
表 2 桑根皮素对 5 种食源性致病菌的最低抑菌浓度
Table 2 Minimal inhibitory concentrations (MIC)of morusin against 5 food-borne pathogenic bacteria
［MIC / (μg·mL －1) ］
样品
Sample
金黄色葡萄球菌
Staphyloccocus aureus
枯草芽孢杆菌
Bacillus subtilis
大肠杆菌
Escherichia coli
普通变形杆菌
Proteus vulgaris
沙门氏菌
Salmonella spp．
氨苄青霉素 Ampicillin 6． 25 12． 50 25． 00 50． 00 12． 50
桑根皮素 Morusin 6． 25 ＜ 1． 56 ＞ 200． 00 ＞ 200． 00 200． 00
氨苄青霉素为阳性对照。
Ampicillin was used as positive control．
第 6 期 庞道睿等:桑根皮素的抑菌活性及其稳定性研究 1153
2． 2 桑根皮素的抑菌活性稳定性
2． 2． 1 热处理的影响 由表 3 可知，当温度在 40 ～
100 ℃范围内时，桑根皮素对金黄色葡萄球菌的最
低抑菌浓度基本保持不变;当温度超过 100 ℃时，其
最低抑菌浓度明显升高，抑菌活性明显减弱。随着
温度的升高，桑根皮素对沙门氏菌的最低抑菌浓度
始终在 200 μg /mL左右，没有明显变化。可能是由
于桑根皮素本身对沙门氏菌的抑制活性就较弱，热
处理对桑根皮素抑菌活性的影响不能明显表现
出来。
表 3 热处理对桑根皮素抑菌活性的影响
Table 3 Effect of heat treatment on antibacterial activity of
morusin
［MIC / (μg·mL －1) ］
菌株
Bacterial strain
处理温度 / ℃
Treatment temperature
40 60 80 100 121
CK
金黄色葡萄球菌
Staphyloccocus aureus 6． 25 6． 25 12． 50 100． 00 ＞ 100． 00 6． 25
沙门氏菌
Salmonella spp． 200 200 200 200 ＞ 200 200
2． 2． 2 紫外线照射的影响 如表 4 所示，当紫外线
照射时间为 20 ～ 60 min时，桑根皮素对金黄色葡萄
球菌和沙门氏菌的抑制活性基本不变，与对照组的
最低抑菌浓度相当;当紫外线照射时间为 80、100
min时，桑根皮素对金黄色葡萄球菌的抑制活性略
有下降，而对沙门氏菌的抑制效果基本无影响。这
与陈佳佳等［15］研究紫外线照射对桑叶粗提物的抑
菌活性影响的结果基本一致。
表 4 紫外线照射对桑根皮素抑菌活性的影响
Table 4 Effect of ultraviolet irradiation on antibacterial activity
of morusin
［MIC / (μg·mL －1) ］
菌株
Bacterial strain
紫外线照射时间 / min
Ultraviolet illumination time
20 40 60 80 100
CK
金黄色葡萄球菌
Staphyloccocus aureus 6． 25 6． 25 6． 25 12． 50 12． 50 6． 25
沙门氏菌
Salmonella spp． 200 200 200 ＞ 200 200 200
2． 2． 3 介质 pH 的影响 由表 5 可知，当 pH 介于
6 ～9 时，随介质 pH的升高，桑根皮素对金黄色葡萄
球菌的抑制活性呈不断下降的趋势。桑根皮素在酸
性条件下的抑菌活性较强，可能是由于 pH = 5 时，
培养液本身就能抑制金黄色葡萄球菌的生长。随着
介质 pH的升高，桑根皮素对沙门氏菌的抑菌活性
变化不明显。当 pH =5 时，桑根皮素对沙门氏菌的
抑菌活性最强(MIC = 100 μg /mL) ，这可能是由于
在此条件下的培养液本身就不利于沙门氏菌的
生长。
表 5 介质 pH对桑根皮素抑菌活性的影响
Table 5 Effect of medium pH on antibacterial activity of
morusin
［MIC / (μg·mL －1) ］
菌株
Bacterial strain
介质 pH
Medium pH
5 6 7 8 9
CK
金黄色葡萄球菌
Staphyloccocus aureus － 3． 12 6． 25 12． 50 50． 00 6． 25
沙门氏菌
Salmonella spp． 100 ＞ 200 ＞ 200 ＞ 200 200 200
2． 2． 4 氧化剂、还原剂的影响 不同浓度的还原
剂 Na2SO3、氧化剂 H2 O2对桑根皮素抑菌活性的
影响如表 6 所示。由表 6 可知，未加入 Na2 SO3
时，桑根皮素对金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的抑
制率分别为 99. 8%、92. 5%;当体系中 Na2 SO3的
质量浓度为 1 g /L 时，桑根皮素对金黄色葡萄球
菌和沙门氏菌的抑制率变化不明显;当 Na2 SO3的
质量浓度 ＞ 5 g /L 时，桑根皮素对金黄色葡萄球
菌和沙门氏菌的抑制率明显降低。但当 Na2 SO3
的质量浓度在 5 ～ 50 g /L 之间时，桑根皮素的抑
菌率没有明显变化，可见桑根皮素的抑菌稳定性
与 Na2SO3的质量浓度之间不存在剂量依赖关系。
当氧化剂 H2O2的质量浓度在 0 ～ 50 g /L 之间时，
桑根皮素对金黄色葡萄球菌的抑菌率均在 95%
以上，不存在明显差异;同样，随着氧化剂 H2 O2
的质量浓度的增大，桑根皮素对沙门氏菌的抑制
率仅在 86. 4% ～ 90. 3% 范围间波动。可见，
H2O2 的加入对桑根皮素的抑菌活性稳定性无明
显影响。
1154 蚕 业 科 学 2013;39 (6)
表 6 还原剂和氧化剂对桑根皮素抑菌活性的影响
Table 6 Effect of reducer and oxidant on antibacterial activity of morusin
(抑制率 / % Inhibition rate)
菌株
Bacterial strain
Na2 SO3质量浓度 / (g·L －1)
Mass concentration of Na2 SO3
H2O2质量浓度 / (g·L －1)
Mass concentration of H2O2
0 1 5 10 50 0 1 5 10 50
金黄色葡萄球菌
Staphyloccocus aureus 99． 8 99． 2 70． 5 78． 4 73． 3 97． 2 97． 9 98． 6 98． 2 98． 8
沙门氏菌
Salmonella spp． 92． 5 90． 3 81． 5 78． 3 76． 3 90． 3 89． 2 87． 1 87． 5 86． 4
3 结论
抑菌活性试验结果表明，5 种测试菌株中，桑根
皮素对革兰阳性菌(金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆
菌)比对革兰阴性菌(大肠杆菌、普通变形杆菌、沙
门氏菌)的抑制效果更加明显。桑根皮素对金黄色
葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度均 ＜ 10
μg /mL，其中对枯草芽孢杆菌的抑制活性最强
(MIC ＜1. 56 μg /mL) ，而桑根皮素对大肠杆菌、沙
门氏菌、普通变形杆菌的抑制效果不明显。
抑菌活性稳定性试验结果表明，紫外线照射对
桑根皮素的抑菌活性没有明显影响;热处理温度 ＜
100 ℃时，桑根皮素的抑菌活性没有明显变化，温
度 ＞ 100 ℃后，桑根皮素的抑菌活性明显减弱;在
pH 6 ～ 9 范围内，桑根皮素的抑菌活性随着介质 pH
值的增大而有所减弱;随着还原剂(Na2SO3)的浓度
增大，桑根皮素的抑菌活性有所减弱，而氧化剂
(H2O2)的加入对其抑菌活性影响不明显。本项研
究结果为桑根皮素作为天然抑菌物质的开发利用提
供了理论依据。
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