全 文 :基金项目:泉州市科学技术局重点科技计划资助项目 (编号:
2006N2);福建省高校服务海西建设重点项目(编号:
A101)
作者简介:戴聪杰(1966-),男,泉州师范学院教授,博士。
E-mail:congjiedai501@qztc.edu.cn
收稿日期:2011-08-01
第27卷第6期
2 0 1 1年1 1月
Vol.27,No.6
Nov.2 0 1 1
10.3969/j.issn.1003-5788.2011.06.040
白花败酱草乙醇提取液的抑菌作用及其稳定性研究
Study on antimicrobial actions and stability of
Patrin ia villosacharantia extractive
戴聪杰
DAI Cong-jie
林培庆
LIN Pei-qing
(泉州师范学院化学与生命科学学院,福建 泉州 362000)
(School of Chemistry and Life Science,Quanzhou Normal College,Quanzhou,Fujian362000,China)
摘要:采用杯蝶法研究白花败酱草乙醇提取液的抑菌作用,
以及温度和紫外光因素对其抑菌活性的影响。结果表明:白
花败酱 草 提 取 液 的 最 小 抑 菌 浓 度 (MIC)位 于 125~
250mg/mL。在温度23~160℃,紫外照射时间10~50min
提取物均有较高的抑菌活性,表明白花败酱草乙醇提取液的
抑菌活性具有很好的热稳定性和紫外光稳定性。
关键词:白花败酱草;抑菌作用;最小抑菌浓度(MIC);稳
定性
Abstract:Extractive of Patrinia villosa were detected for its antimi-
crobial effect,in addition,the influence of temperature and UV on
the antimicrobial activity were tested.The results showed the mini-
mum inhibitory concentration of extractive fromPatrinia villosa was
between 125mg/mL to 250mg/mL,and it keep the high antimicro-
bial activity in temperature range of 23~160℃,time of ultraviolet
radiation range of 10min to 50min.It showed that ethanol extract
fromPatrinia villosa were high thermostability and ultraviolet radia-
tion stability.
Keywords:Patrinia villosa extract;antimicrobial effect;minimum
inhibitory concentration(MIC);stability
败酱草 (Herba Patriniae),俗名苦菜,最早收载于《神
农本草经》[1]。其记载为“败酱味苦平,主暴热火疮,赤气,疥
搔,疽痔,马鞍热气,一名鹿肠。”在《新修本草》[2]中记载“此
药不出近道,多生岗岭间,叶似水蓖及薇衔,丛生,花黄,根紫
色,其叶殊不似稀签也。”从上述本草文字分析,可以看出该
植物生长于丘陵地带,叶分裂,花黄色,有败酱的特殊气味,
这些都与黄花败酱及其数种同属植物相符合。徐炳声[3],黄
胜白[4],曹继华[5]和蔡忠琴[6]先后对败酱的本草考证得出:
败酱草主要分为黄花败酱和白花败酱两种。黄花败茜和白
花败酱因其产地不同,其成分也略有差异。
败酱草是较常用中草药,有清热解毒、祛淤排脓、活血化
淤、宁心安神之功效。《中药大辞典》规定败酱草的药源植物
为黄花败酱 (Patrinia scabiosaefolia Fisch)或白花败酱
(Patrinia villosa)的带根全草[7]。
食品与饲料在加工和贮藏过程中极易受到微生物的污
染,若用较小剂量(在安全范围内)许多处理方法和制剂只能
杀死部分微生物;用较大剂量,许多杀菌方法还对食品与饲
料的风味和质地有不良影响,更重要的是会破坏其中的营养
成分,降低食品与饲料的营养价值,而且许多制剂还影响人
类健康。利用天然植物制取天然生物制剂已成为食品和饲
料保藏研究的热点,白花败酱以其有清热解毒、祛淤排脓、活
血化淤、宁心安神之功效已备受关注。但是,多年来国内外
对白花败酱的研究与应用大多集中在传统医学领域,或只是
作为一味野菜食用。白花败酱的抗菌消炎作用虽早有报道,
但其提取方法和抗菌效率国内外研究甚少[8,9],更别提实现
工业化生产。
本试验探讨白花败酱提取液的抑菌作用及其影响因素,
旨在为白花败酱的深加工及新型安全天然食品和饲料制剂
的开发提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌种
大肠杆菌 (Escherichia coli):泉州师范学院微生物实验
室提供;
金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus)、变形杆菌
(Proteus spp.)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis):福建师
范大学微生物教研室提供。
1.1.2 培养基
751
细菌培养基:牛肉膏蛋白胨琼脂培养基(又称营养琼脂
培养基),培养基的配制采用刘慧的方法[8]。
1.1.3 主要仪器
倒置生物显微镜:XS2-1B,重庆光学仪器厂;
生化培养箱:LRH-250A,广东省医疗器械厂;
电热鼓风干燥箱:CS101-2AB,重庆试验设备厂制造;
高速冷冻离心机:TGL-16G,上海安亭电子厂;
立式自动电热压力蒸汽灭茵器:LDZX-40Ⅱ,上海申安
医疗器械厂;
超净工作台:SHJ-ZP*,上海净化设备厂;
旋转蒸发仪:R502B,上海申生科技有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 白花败酱草乙醇提取液的制备 白花败酱草全草烘
干后称取200g,加体积浓度为70%的乙醇于60℃水浴锅浸
提2次,每次2.5h,过滤,合并两次乙醇提取液,置旋转蒸发
器浓缩(60℃,0.08MPa)至200mL,得到生药质量浓度为
1g/mL的败酱草醇提取液,置4℃冰箱中保存[10]。
1.2.2 悬菌液的制备 在超净工作台上进行无菌操作。将
各细菌菌苔,划线接种于牛肉膏蛋白胨琼脂斜面培养基上,
37℃培养1d。要用时取一供试菌用5~10mL灭菌生理盐
水洗下菌苔,振荡均匀制成浓度108 CFU/mL菌悬液[11]。
1.2.3 含药平板的制备 白花败酱草提取物以500mL/L
乙醇为溶剂配置成1 000mg/mL的试验原液,置4℃冰箱
中保存。试验时,再以 TSB 培养液按二倍稀释法配制成
500,250,125,62.5,31.25,15.6,7.8,3.9,1.95,
0.975mg/mL的系列试验应用液。取各浓度应用液2mL
加入已融化并冷却至48℃ 的TSA琼脂培养基18mL,混合
均匀后倾注于直径90mm的平板中,制成系列含白花败酱
草提取物浓度分别为50,25,12.5,6.25,3.125,1.56,0.78,
0.39,0.195,0.097 5mg/mL的琼脂平板。试验中同时设
阳性对照:不加白花败酱草提取物,只加入经标化的菌悬液
和等量的TSA培养基;阴性对照:不加菌悬液,只加等量白
花败酱草提取物和TSA培养基;溶剂对照:不加白花败酱草
提取物,只加标化的菌悬液,等量的500mL/L乙醇和TSA
培养基。
1.2.4 提取液最低抑菌浓度(MIC)的测定 用微量加样器
吸取各种菌液200μL点种于冷却后含不同白花败酱草乙醇
提取液浓度的琼板上涂匀,按上述相同培养条件进行培养。
取出肉眼观察,以无细菌生长的最低药物浓度作为该白花败
酱草提取物的 MIC值。以上步骤重复3次。
配 制 1 000,875,750,625,500,250,125,62.5,
31.25mg/mL不同浓度的白花败酱草乙醇提取液,以大肠杆
菌,金黄色葡萄球菌,变形杆菌和枯草芽孢杆菌为指示菌,用
杯蝶法测定样品提取液的抑菌效果,试验重复3次[12]。
1.2.5 温度对提取液抑菌效果的影响 取8支试管,在试
管中各加入浓度为1g/mL 的白花败酱草乙醇提取液
10mL,依次分别置于30,40,60,80,100,120,140,160℃烘
箱中热处理30min,对照样品为常温下的提取液样品。以大
肠杆菌和枯草芽孢杆菌为指示菌,用杯蝶法测定热处理前后
样品的抑菌效果,试验重复3次[13]。
1.2.6紫外线对提取液抑菌效果的影响 取1g/mL白花败酱
草乙醇提取液,将其置于15W 紫外灯下20cm距离分别照
射10,20,30,40,50,60min后,以原液作为对照,以大肠杆
菌和枯草芽孢杆菌为指示菌,用杯蝶法测定处理前后样品的
抑菌效果,试验重复3次[14]。
2 结果与分析
2.1 白花败酱草乙醇提取液的最小抑菌浓度
由表1可知,白花败酱草乙醇提取液随着其质量浓度的
降低,抑菌效力总体呈现下降的趋势。其提取液的浓度从
1 000mg/mL到250mg/mL为止均能对4种供试菌产生明
显的抑制效果。当降至125mg/mL时,对大肠杆菌金黄色
葡萄球菌、变形杆菌和枯草芽孢杆菌的抑制作用就消失。
表1 不同质量浓度白花败酱草乙醇提取
液对供试菌株的抑菌圈直径
Table 1 Different concentrations of ethanol extract
fromPatrinia villosafor the inhibition
zone diameter of the strains tested /mm
白花败酱草乙醇提
取液/(mg·mL-1)
大肠
杆菌
金黄色
葡萄球菌
变形
杆菌
枯草芽
孢杆菌
1 000 11.07 10.45 9.61 11.65
875 10.43 9.70 9.07 10.14
750 10.07 8.65 8.80 10.10
625 9.18 8.34 8.33 8.83
500 9.07 8.24 8.05 8.24
375 8.38 8.03 7.97 8.07
250 8.25 7.86 7.87 7.88
125 0 0 0 0
2.2 热处理对白花败酱草乙醇提取液的影响
由表2可知,白花败酱草乙醇提取液经过20~160℃温
度热处理后对4种供试菌均有明显的抑菌作用,至160℃
时,对4种供试菌均还有抑制,由此说明白花败酱草乙醇提
取液对热有很好的稳定性。
2.3 紫外线对白花败酱草乙醇提取液抑菌效果的影响
将1g/mL白花败酱草乙醇提取液经紫外光处理后,以
枯草芽孢杆菌、大肠杆菌为供试菌,测定其抑菌效力,结果详
见表3。
由表3可知,随紫外光处理时间的变化,白花败酱草乙
醇提取液的抑菌活性基本稳定,表现出明显的抑菌效果,当
紫外照射时间达到60min后,对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌
就失去了抑菌效果。
851
安全与检测 2011年第6期
表2 不同温度热处理后白花败酱草乙醇
提取液对供试菌株的抑菌圈直径
Table 2 Different temperatures treated of ethanol extract
fromPatrinia villosafor the inhibition
zone diameter of the strains tested /mm
热处理温度/℃ 大肠杆菌 枯草芽孢杆菌
对照(常温23℃) 11.07 11.65
30 11.12 11.63
40 11.23 11.57
60 11.21 11.30
80 11.03 11.46
100 11.17 11.64
120 11.52 11.72
140 11.21 11.37
160 11.49 11.25
表3 不同紫外照射时间的白花败酱草乙醇
提取液对供试菌株的抑菌圈直径
Table 3 Different UV irradiation time treated of ethanol
extract fromPatrinia villosafor the inhibition
zone diameter of the strains tested /mm
照射时间/min 大肠杆菌 枯草芽孢杆菌
对照 10.07 11.65
10 10.26 11.95
20 10.29 11.70
30 9.92 11.67
40 10.30 11.15
50 10.01 10.16
60 0 0
3 讨论
3.1 待解决的问题
本试验探究了败酱草乙醇提取物对大肠杆菌、金黄色葡
萄球菌、变形杆菌和枯草芽孢杆菌的抑制作用,今后研究中,
要运用现代分子生物学技术,对其在大肠杆菌、金黄色葡萄
球菌、变形杆菌和枯草芽孢杆菌中的抑制作用的有效成分进
行更深入的研究,天然植物成分直接应用于农业生产中在
国内外都很少见[8,9]。
对败酱草提取物有效部位进行进一步分离提纯,提取败
酱草抑菌的有效成分。运用层析和高效液相色谱等方法对
提取物的化学组成进行进一步分析。
3.2 研制白花败酱草制剂的可行性
(1)稳定性:天然制剂不仅要有安全、高效性,而且制剂
的稳定性也是很重要的。在食品与饲料生产、包装、储存、流
通过程中不可避免的受到环境因素的影响,比如温度、光等。
天然制剂是否能发挥抑菌的效力,是食品与饲料保藏研究的
重点之一,更是评价研制天然防腐剂是否具有可行性的标准
之一。本试验通过败酱草水提取液和乙醇提取液对不同温
度、紫外光抑菌活性稳定性的研究,初步证实败酱草抑菌活
性具有良好的光和热稳定性。
在白花败酱草乙醇提取液的热处理稳定性研究中将最
高温度设到160℃,其抑菌作用也没有消失,因此也可以得
出白花败酱草的抑菌成分并不是蛋白质,而是其它的成分,
为以后的深入研究奠定了基础。
(2)经济性:中国败酱属植物资源十分丰富、来源广泛、
价格低廉,具备可以大量开发的条件。本试验在制备败酱草
提取物工艺中,使用了乙醇提取法。乙醇提取法使用了大量
乙醇后又可以用旋转蒸发仪回收,故价格低廉,生产成本低,
适于大规模生产。
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