全 文 :红色新月蕨与乌毛蕨多糖的抗菌活性
苏巧玲,林雄平* ,阮政平 (宁德师范学院生物系,福建宁德 352100)
摘要 [目的]从红色新月蕨和乌毛蕨中提取多糖物质,并检测多糖含量及其对 5 种菌类的抑菌活性。[方法]采用水提醇沉法对红色
新月蕨和乌毛蕨多糖进行提取,并采用苯酚 -硫酸比色法和圆形纸片法测定多糖含量以及测量不同浓度不同菌种的抑菌圈直径。[结
果]红色新月蕨的多糖比乌毛蕨的多糖在含量上多 0. 3%,红色新月蕨和乌毛蕨的多糖对藤黄八叠球菌的抑菌圈直径分别可达 33. 0和
21. 3 mm,红色新月蕨多糖对酵母菌的抑菌圈直径为15. 0 mm,乌毛蕨多糖对青霉菌的抑菌圈直径为22. 0 mm,红色新月蕨和乌毛蕨多糖
的最小抑菌浓度均集中在 5 ~15 mg /mL。[结论]红色新月蕨和乌毛蕨多糖可作为功能性多糖加以开发。
关键词 红色新月蕨;乌毛蕨;多糖;抑菌活性
中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2016)17 -141 -02
Antimicrobial Activity of the Polysaccharide from Pronephrium lakhimpurense and Blechnum orientale
SU Qiao-ling,LIN Xiong-ping* ,RUAN Zheng-ping (Department of Biology,Ningde Normal University,Ningde,Fujian 352100)
Abstract [Objective]The aim was to extract polysaccharide from Pronephrium lakhimpurense and Blechnum orientale,detect polysaccharide
content and its antimicrobial activity. [Method]Polysaccharide from P. lakhimpurnense and B. orientale were extracted through ethanol subsi-
ding method. The polysaccharide content and antimicrobial activity was tested through the circle agar disc diffusion and MIC testing method.
[Result]The polysaccharide content in P. lakhimpurnense was 0. 3% more than that in B. orientale,P. lakhimpurnense and B. orientale poly-
saccharide showed the antimicrobial acticity against Sarcina lutea,the inhibition zone was up to 33. 0 mm and 21. 3 mm. The inhibition zone
of P. lakhimpurnense polysaccharides against Saccharomyces carlsbergensis was 15. 0 mm. The inhibition zone of B. orientale polysaccharides a-
gainst Penicillium chrysogenum was 22. 0 mm. The minimal inhibitory concentration of polysaccharides from P. lakhimpurnense and B. orientale
was in the range of 5 - 15 mg /mL. [Conclusion]Polysaccharide from P. lakhimpurense and B. orientale could be used as functional polysac-
charide.
Key words Pronephrium lakhimpurnense;Blechnum orientale;Polysaccharides;Antibacterial activity
基金项目 福建省大学生创新创业训练计划项目(201510398047) ;宁
德市科技计划项目(20140237) ;宁德师范学院服务宁德项
目(2013F18)。
作者简介 苏巧玲(1995 - ) ,女,福建漳州人,本科生,专业:生物科学。
* 通讯作者,副教授,硕士,硕士生导师,从事藻类学研究。
收稿日期 2016-04-13
蕨类植物是低等的维管植物,它不仅可成为人类的食
品,还具有药用价值[1]。红色新月蕨(Pronephrium lakhim-
purnense(Rosenst.)Holtt.)属于金星蕨科,植株高达 1. 5 m以
上,根状茎长而横走,通常长在海拔 400 ~ 1 000 m的林下或
沟溪边湿地。主要生长在我国福建、广东、广西、四川等,在
印度和越南等地也有。我国的传统中医学说认为,红色新月
蕨有清热解毒、祛瘀止血功效,主治疔疮疖肿、跌打损伤、外
伤出血等。乌毛蕨(Blechnum orientale L.)属于乌毛蕨科,不
仅可食用,其在药用上也有很大的价值,其根状茎可药用,有
清热解毒、活血散淤之效,食用乌毛蕨幼株具有清热解毒、除
湿、健脾胃等功效[2]。
现代越来越多的研究表明,蕨类植物含有多种天然抗微
生物和抗肿瘤活性物质[3],而药用蕨类植物的用途正随着其
他边缘学科迅速发展而日益广泛和扩大。有研究表明,乌毛
蕨的水提液具有一定的抑菌活性[4],但对于乌毛蕨的多糖物
质的提取及抗菌活性尚无报道。另外,对于红色新月蕨的多
糖物质提取的抗菌活性研究国内外也尚无报道。为此,该试
验从来源简单、分布广泛的红色新月蕨与乌毛蕨中提取多
糖,着重研究红色新月蕨与乌毛蕨中多糖提取物对 5种菌类
的抑菌活性,为红色新月蕨和乌毛蕨的资源开发和利用提供
参考依据。
1 材料与方法
1. 1 材料 采摘新鲜的红色新月蕨与乌毛蕨植株,采集地
为宁德后山。真菌:啤酒酵母菌(Saccharomyces carlsbergensis
Hansen)、青霉菌(Penicillium chrysogenum Thom)。细菌:枯草
芽孢杆菌(Bacillus subtilis Cohn)、藤黄八叠球菌(Sarcina lutea
Schroeter)、大肠杆菌(Escherichia coli Castellani et Chalmers)。
菌种均来自宁德师范学院微生物学实验室。
1. 2 方法
1. 2. 1 材料前处理。将采摘回来的新鲜红色新月蕨与乌毛
蕨植株经种类鉴定后,进行清洗并置于阴凉处风干。待其干
燥后,用植物粉碎机粉碎成 40目,用密封袋封好,备用。
1. 2. 2 红色新月蕨与乌毛蕨的多糖提取。称取红色新月蕨
和乌毛蕨的干粉末各 100 g,并分别倒入 2 个烧杯中各加入
1 000 mL蒸馏水浸泡完全静置 24 h,将其放置于 100 ℃中的
水浴下加热 1 h,再将温度调低至 70 ℃水浴加热 2 h,用纱布
过滤,将清液留着,倒掉滤渣。把清液放置在 70 ℃的水浴条
件下,将清液浓缩成 100 ~ 150 mL。把 3 倍体积的无水乙醇
加入浓缩液中,对其离心得到沉淀,用 3%三氯乙酸溶液彻底
溶解沉淀后,对其再次离心取上清液。在 40 ~ 50 ℃水浴的
条件下将上清液蒸至恒重,并称重。
1. 2. 3 多糖含量的测定。
1. 2. 3. 1 标准溶液的配制。准确称取 105 ℃干燥至恒重的葡
萄糖 1. 0 g,加水定容至 100 mL,吸取 2. 0 mL定容至 100 mL。
1. 2. 3. 2 标准曲线的绘制。分别吸取标准溶液 0、0. 2、0. 4、
0. 6、0. 8、1. 0 mL于试管中,补水至 2. 0 mL,加入 5%苯酚溶
液 1. 0 mL,混匀,再加入浓硫酸5 mL,振荡均匀。置于100 ℃
水浴加热 15 min,冷却后用分光光度计在 490 nm处以试剂空
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2016,44(17):141 - 142,145 责任编辑 黄小燕 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2016.17.046
白溶液为参比测吸光度。以葡萄糖质量为横坐标、吸光度为纵
坐标绘制标准曲线(图 1),得出回归方程为:y = 0.905 7x +
0. 164 3(R2 = 0. 905 5)。
图 1 红色新月蕨和乌毛蕨多糖复合物的标准曲线
Fig. 1 Standard curve of polysaccharide compounds from P. la-
khimpurense and B. orientale
1. 2. 3. 3 样品总糖含量的测定。以葡萄糖为标准品,采用
苯酚—硫酸法测定总糖含量。吸取适量样液,加蒸馏水至
2. 0 mL,按“1. 2. 3. 2”方法测定吸光度,根据标准曲线得到样
液中多糖浓度(以葡萄糖计)。样品多糖浓度计算公式如下:
多糖含量(m)= C·V测·N
多糖提取率 =(m/M)×100%
式中,C为所测多糖溶液浓度;V测为多糖溶液测定体积;N为
样品稀释倍数;M为样品质量。
1. 2. 4 抗菌效果测定。采用圆形纸片法进行测定。刮取已
活化的不同菌种于不同试管中(内有 5 mL无菌水中) ,分别
摇匀得不同菌种的菌悬液,将其倒入 40 ~ 45 ℃条件的相应
培养基中,快速摇匀后,快速倒于培养皿中待用。分别用移
液枪将 20 μL 的多糖样品注入已消毒的圆形滤纸(Φ =
6 mm) ,等待圆形滤纸片稍微干后贴于已凝固的培养基平板
上面,同时另作一组空白对照。不同的菌种分别放置于相应
的恒温培养箱中培养,待菌种成长后观察结果,并测量不同
浓度不同菌种的抑菌圈宽度。以上步骤均要在无菌条件下
操作完成。
1. 2. 5 最小抑菌浓度测定。把多糖溶液稀释成 2. 5、5. 0、
7. 5、15. 0、30. 0 mg /mL的浓度梯度,利用圆形纸片的方法,以
未见抑菌圈的最高浓度为最小抑菌浓度(MIC)。
2 结果与分析
2. 1 红色新月蕨与乌毛蕨多糖的提取率及其含量 从表 1
可看出,红色新月蕨和乌毛蕨多糖的得率和含量差别不是很
大,红色新月蕨的多糖含量比乌毛蕨的多糖含量多 0. 3%,二
者的多糖含量无太大的差异;乌毛蕨的多糖提取率比红色新
月蕨多 2. 59%。
表 1 红色新月蕨和乌毛蕨的多糖得率与含量
Table 1 The yield and content of polysaccharide from P. lakhimpu-
rense and B. orientale
蕨类
Fern
多糖得率
Polysaccharide
yield∥%
多糖含量
Polysaccharide
content∥%
红色新月蕨 P. lakhimpurense 14. 30 12. 66
乌毛蕨 B. orientale 16. 89 12. 36
2. 2 红色新月蕨和乌毛蕨多糖的抑菌圈大小 由表 2 可
见,当质量浓度为 5. 0 mg /mL时,红色新月蕨和乌毛蕨的多
糖对 5 种菌类有一定的广谱抗菌活性,其抑菌圈直径为
6. 0 ~33. 0 mm。从总体上看,2 种蕨类的抗菌活性比较稳
定,抑菌圈直径相差不大,乌毛蕨多糖对真菌中的青霉菌抑
菌效果最大,为 22. 0 mm,而其多糖对细菌的抑菌效果有明
显的差异,抑菌圈直径最小 9. 5 mm,最大达 21. 3 mm。红色
新月蕨对真菌的抑菌效果相差不大,对酵母菌和青霉菌的抑
菌圈直径仅相差 1. 8 mm,对真菌的抑菌圈直径均可达十几
毫米,而对细菌的抑菌圈直径差异非常明显,最大的藤黄八
叠球菌的抑菌圈直径是最小的大肠杆菌的 5倍多。
表 2 红色新月蕨与乌毛蕨多糖的抑菌圈直径大小
Table 2 The diameter of inhibition zone of polysaccharide from P. lakhimpurense and B. orientale mm
蕨类
Fern
啤酒酵母菌
Saccharomyces cerevisiae
青霉菌
Penicillium chrysogenum
大肠杆菌
Escherichia coli
枯草芽孢杆菌
Bacillus subtilis
藤黄八叠球菌
Sarcina lutea
乌毛蕨 B. orientale 21. 1 22. 0 9. 7 9. 5 21. 3
红色新月蕨 P. lakhimpurense 15. 0 13. 2 6. 0 10. 3 33. 0
2. 3 红色新月蕨和乌毛蕨多糖的最小抑菌质量浓度
(MIC) 从表 3可以看出,各种蕨类的多糖提取物对同一种
菌的 MIC存在一定差异,同一种蕨类植物的多糖提取物对不
同菌种的 MIC也有所不同;红色新月蕨和乌毛蕨多糖的 MIC
均集中在 5 ~15 mg /mL。
表 3 红色新月蕨和乌毛蕨多糖提取的最小抑菌质量浓度
Table 3 The minimal inhibitory concentration of polysaccharides from P. lakhimpurnense and B. orientale mg /mL
蕨类
Fern
枯草芽孢杆菌
Bacillus subtilis
青霉菌
Penicillium chrysogenum
啤酒酵母菌
Saccharomyces cerevisiae
藤黄八叠球菌
Sarcina lutea
大肠杆菌
Escherichia coli
红色新月蕨 P. lakhimpurense 7. 5 15. 0 15. 0 7. 5 5. 0
乌毛蕨 B. orientale 15. 0 15. 0 15. 0 5. 0 15. 0
3 讨论
把干燥后的红色新月蕨和乌毛蕨样品粉碎成粗粉末,可
以增加样品的表面积,可加速样品中有效成分的浸出。陈晓
(下转第 145页)
241 安徽农业科学 2016 年
典》2015年版中“天麻”含量测定要求,说明野生天麻质量比
较可靠;云南昭通天麻中天麻素、对羟基苯甲醇及总含量均
高于其他样品,而甘肃陇南样品含量则均为最低值;按照 2
种成分总含量排序从大到小依次为云南昭通、贵州毕节、四
川雅安、重庆城口、陕西汉中、甘肃陇南。
表 3 不同产地天麻中天麻素及对羟基苯甲醇含量
Table 3 The contents of gastrodine and 4-hydroxybenzyl alcohol in
G. elata in different production area %
产地
Production
area
天麻素
Gastrodine
content
对羟基苯甲醇
4 - Hydroxy-
benzyl alcohol
content
总含量
Total
content
重庆城口 Chengkou in Chongqing 0. 32 0. 38 0. 70
贵州毕节 Bijie in Guizhou 0. 39 0. 45 0. 84
云南昭通 Zhaotong in Yunnan 0. 44 0. 51 0. 94
四川雅安 Yaan in Sichuan 0. 35 0. 40 0. 75
陕西汉中 Hanzhong in Shanxi 0. 30 0. 37 0. 67
甘肃陇南 Longnan in Gansu 0. 25 0. 32 0. 57
3 结论
该研究采用超高效液相色谱质谱联用法同时测定 6 个
产地天麻中天麻素和对羟基苯甲醇含量,结果表明,天麻素、
对羟基苯甲醇含量测定方法的线性关系良好,线性范围分别
为 0. 122 0 ~1 220. 000、0. 502 0 ~5 020. 000 ng /mL;所有样品
中 2种主要成分的含量均超过《中国药典》2015 年版中“天
麻”含量测定要求,说明野生天麻质量比较可靠;按照 2种成
分总含量排序从大到小依次为云南昭通、贵州毕节、四川雅
安、重庆城口、陕西汉中、甘肃陇南。云南昭通市野生天麻中
天麻素及对羟基苯甲醇总含量相对较高(0. 94%) ,为其作为
全国天麻道地产区提供科学依据[6];四川、贵州的含量与其
差异不大,完全可以将这 2个产地的天麻作为昭通天麻的替
代品。研究中还发现不同纬度天麻素和对羟基苯甲醇含量
有差异,而这差异为低纬度含量高于高纬度,这将需要深入
研究得到进一步证明。
该研究利用质谱分析的特性,不需要样品峰与杂质峰达
到完全分离,样品用量少,且由结果可知天麻素和对羟基苯
甲醇的检出限分别为 0. 006 23和 0. 015 20 ng /mL,表明该方
法灵敏度高,特别适合天麻等传统名贵中药材样品及基质复
杂样品的含量测定。该方法精密度、重现性和分离效果好,
分析快速、准确,适用于对天麻中天麻素和对羟基苯甲醇的
定性、定量研究,为天麻及其相关产品的质量控制提供科学
方法。
参考文献
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典:一部[S].北京:中国医药科技
出版社,2010:54 -55.
[2]孙星衍,孙冯翼.神农本草经[M].北京:人民卫生出版社,1962:22.
[3]李时珍.本草纲目[M].北京:华文出版社,2009:71.
[4]谢学强,唐德华,彭宗杰,等.甘孜州野生天麻资源调查[J].安徽农业
科学,2015,43(29):27 -28.
[5]杨超,吕紫媛,伍瑞云.天麻的化学成分与药理机制研究进展[J].中国
现代医生,2012,50(17):27 -31.
[6]王兴文,方波.昭通野生和栽培天麻中微量元素及氨基酸化学成分研
究[J].云南中医学院学报,1994,17(4):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
1 -5.
(上接第 142 页)
清等[5]对 9种蕨类植物多糖的提取发现,华南毛蕨多糖提取
率最高,达 12. 10%;肾蕨多糖提取率最低,仅为 3. 80%;多糖
含量最高的是芒萁,为 24. 30%,最低的是华南毛蕨,仅为
1. 34%。而此次试验中红色新月蕨和乌毛蕨多糖的提取率
均比华南毛蕨的多糖提取率高,红色新月蕨的多糖提取率比
华南毛蕨的高 2. 20%,乌毛蕨的多糖提取率比华南毛蕨的高
4. 79%;红色新月蕨和乌毛蕨的多糖含量比芒萁分别少
11. 64%和 11. 94%,但红色新月蕨和乌毛蕨的多糖含量却比
华南毛蕨的多,分别多 11. 32%和 11. 02%。可见,不同的蕨
类其多糖的提取率和含量是有所差异的,这些差异与其生长
的环境直接相关。
陶海南等[6]首次从紫萁中分离提取多糖,其得率为
25. 8%,对藤黄八叠球菌的抑菌圈为 8. 0 mm,而此次试验中
红色新月蕨和乌毛蕨的多糖对藤黄八叠球菌的抑菌圈分别
为 33. 0和 21. 3 mm,明显高于紫萁的抑菌效果。此次试验结
果显示,红色新月蕨和乌毛蕨中提取的多糖得率为 14. 30%
和 16. 89%,且从红色新月蕨和乌毛蕨中提取的多糖对枯草
芽孢杆菌、青霉菌、啤酒酵母菌、藤黄八叠球菌、大肠杆菌这 5
种菌类均有抗菌活性,说明这 2 种蕨类多糖具有广谱抗菌
性。我国民间中医一直有用水煎煮蕨类植物用以治疗某些
病症,因此此次试验也采用 100 ℃的水浴法提取多糖物质,
是以研究源于生活,便于以后的大面积推广。此外,许柑叶
等[7]通过蕨类抗菌筛选认为采用不同的提取剂、提取时间等
提取条件,选择不同的受试菌均有可能产生相异的抗菌结
果。该试验结果表明蕨类种类不同其抗菌活性差异较大,这
与许柑叶等[7]的报道一致。
蕨类植物来源广泛,成本低,对于一些常见的菌类有明
显的抑菌效果,具有明显的药用价值,在条件允许的情况下
可大面积推广使用,但红色新月蕨和乌毛蕨二者的多糖提取
物是否还有其他药用价值有待于进一步的深入研究。
参考文献
[1]许乐仁.蕨和与蕨相关的动物病[M].贵阳:贵州科技出版社,1993:
8 -10.
[2]罗来辉.乌毛蕨的开发利用探索[J].内江科技,2006(8):131 -132.
[3]蔡建秀,吴文杰,葛清秀. 20种药用蕨类植物提取液抑菌试验研究[J].
亚热带植物科学,2004,33(1):22 -25.
[4]福建植物志编写组.福建植物志:第一卷[M].福州:福建科学技术出版
社,1982:18 -19.
[5]陈晓清,许柑叶.九种蕨类植物多糖提取物抗动植物病原菌活性[J].
亚热带植物科学,2007,36(1):43 -45.
[6]陶海南,刘辉,薛喜文,等.紫萁多糖抗菌活性初步研究[J].南昌大学
学报(理科版),1996,20(4):306.
[7]许柑叶,郑怡,陈晓清. 8种蕨类植物多糖提取物抑菌效果的研究[J].
福建师范大学学报(自然科学版),2005,21(2):99 -102.
54144 卷 17 期 秦伟瀚等 UPLC - MS /MS法检测不同产地野生天麻中天麻素及对羟基苯甲醇含量