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垂枝香柏挥发油的化学成分与抑菌活性分析



全 文 :第41卷 第3期
2013年3月
西北农林科技大学学报(自然科学版)
Journal of Northwest A&F University(Nat.Sci.Ed.)
Vol.41 No.3
Mar.2013
网络出版时间:2013-01-25 17:23
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20130125.1723.018.html
垂枝香柏挥发油的化学成分与抑菌活性分析
 [收稿日期] 2012-05-24
 [基金项目] 武汉市农科院攻关项目(Y1201220)
 [作者简介] 董艳芳(1984-),女,湖北黄冈人,助理工程师,硕士,主要从事植物天然产物研究。E-mail:43980245@qq.com
 [通信作者] 王 丽(1968-),女,云南昆明人,教授,主要从事植物学研究。E-mail:yzxj@vip.163.com
董艳芳1,叶睿超2,郭彩霞1,周 媛1,王 丽3
(1武汉市林业果树科学研究所,湖北 武汉430075;2自贡市园林科学研究所,四川 自贡643000;
3四川大学 生命科学学院,四川 成都610064)
[摘 要]  【目的】探究垂枝香柏(Sabina pingii)挥发油的成分和药理作用,为其合理推广、开发与应用奠定基
础。【方法】采用水蒸气蒸馏法提取垂枝香柏挥发油,并用GC-MS对垂枝香柏挥发油的化学成分进行分析;采用滤纸
片扩散和平板涂布法测定垂枝香柏挥发油对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、蜡状芽孢杆菌、卡拉双球菌等4种细菌和白
色念球菌、玉米纹枯病菌等2种真菌生长的抑制性,以抑菌圈直径的大小衡量挥发油对供试菌种的抑菌活性。【结
果】从垂枝香柏挥发油中共鉴定出63个成分,鉴定成分占总组分的96.63%,其中平均相对含量大于5%的有桧烯
(Sabinene)、α-可巴烯-11-醇(alpha-Copaen-11-ol)、烃类含氧衍生物(Hedycaryol)和4-萜品醇(4-Carvomenthenol)等4
种物质;垂枝香柏挥发油对6种供试菌种的抑菌圈直径为11.74~14.32mm,均为中度敏感。【结论】垂枝香柏挥发
油富含萜类物质,且具有较强的抑菌活性。
[关键词] 垂枝香柏;水蒸气蒸馏法;挥发油;抑菌圈直径;抑菌活性
[中图分类号] Q946 [文献标志码] A [文章编号] 1671-9387(2013)03-0088-05
Analyses of components and antimicrobial activities of
volatile oil from Sabina pingi
DONG Yan-fang1,YE Rui-chao2,GUO Cai-xia1,ZHOU Yuan1,WANG Li 3
(1 Wuhan Science Research Institute of Forestry&Fruit-tree,Wuhan,Hubei 430075,China;2 Zigong Science Research Institute
of Landscape,Zigong,Sichuan643000,China;3 College of Life Science,Sichuan University,Chengdu,Sichuan610064,China)
Abstract:【Objective】The components and pharmacological effects of volatile oil fromSabina pingii
were studied to help reasonable exploitation,application and popularization of S.pingii.【Method】Volatile
oil of S.pingii was extracted by steam distilation before its chemical compounds were analyzed by GC-
MS.Then,filter paper diffusion method and plate coating method were used to determine its inhibitory
effects against 4bacteria(Staphylococcus aureus,Salmonella setuba,Bacillus cereus,and Diplococcus ca-
tarrhalis)and 2fungi(Streptococcus albus and Rhizoctomicd soldni).The diameters of inhibition zones
were used to indicate the antimicrobial activities.【Result】63components were identified from the volatile
oil of S.pingii,accounting for 96.63%of the total components.The components with relative contents of
lager than 5%on average included sabinene,alpha-copaen-11-ol,hedycaryol,and 4-carvomenthenol.The di-
ameters of inhibition zones of the volatile oil varied from 11.74to 14.32mm,which showed a moderate
sensitivity.【Conclusion】Volatile oil of S.pingii was rich in terpenes substances,and had relatively strong
antimicrobial activities.
Key words:Sabina pingii;steam distilation;volatile oil;inhibition zone diameter;antimicrobial activity
  垂枝香柏(Sabina pingii(Cheng ex Ferré))隶
属于柏科(Cupressaceae)圆柏属(Sabina)[1],是我
国特有的Ⅱ级保护植物。垂枝香柏自然分布区域狭
窄,仅在四川西南部及云南西北部海拔2 600~
3 800m、高山立地条件较差的山脊上有分布[2]。垂
枝香柏林是大熊猫的重要生境,其木材细致、芳香、
耐久用、坚硬、耐湿,是一优良用材树种,亦可做庭院
树,也是一种重要的资源植物。
目前对垂枝香柏的研究主要集中在形态特
征[3]、生境分布[4]、群落[5]和遗传多样性[6]等方面,
对于其挥发油的化学成分和活性方面的研究尚未见
报道。本研究采用水蒸气蒸馏法提取垂枝香柏挥发
油,并用 GC-MS对垂枝香柏挥发油的化学成分进
行分析;通过体外抑菌试验,探讨挥发油对6种供试
菌种生长的抑制作用,旨在初步探究垂枝香柏挥发
油的化学成分和药理作用,为其合理推广、开发与应
用奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材 料
1.1.1 原材料 垂枝香柏采自四川省阿坝州冶勒
自然保护区,小枝和叶粉碎为粉末备用。
1.1.2 供试菌种 金黄色葡萄球菌(+)(Staphy-
lococcus aureus)、沙门氏菌(-)(Salmonella setub-
al)、蜡状芽孢杆菌(+)(Bacillus cereus)、卡拉双球
菌(-)(Diplococcus catarrhalis)、白色念球菌(真
菌)(Streptococcus albus)、玉米纹枯病菌(真菌)
(Rhizoctomicd soldnic),均由四川大学微生物资源
实验室提供。
1.2 方 法
1.2.1 垂枝香柏挥发油的提取 根据《中华人民共
和国药典2005版》[7]挥发油的提取标准,以水蒸气
蒸馏法提取。称取垂枝香柏粉末200g,放入1 000
mL硬质圆底烧瓶中,加水至烧瓶3/4处,再放入玻
璃珠数粒,密封瓶口,静置2d。连接挥发油测定器
与回流冷凝管,自冷凝管上端加水至充满挥发油测
定器的刻度部分,并溢流入烧瓶时为止。置电热套
中加热至沸腾,并保持微沸约5h,至测定器中油量
不再增加时停止加热。放置片刻,开启测定器下端
的活塞,将水缓缓放出,至油层上端达刻度0线上面
5mm处为止。放置1h以上,再开启活塞使油层下
降至其上端恰与刻度0线平齐,得挥发油粗品。乙
醚萃取挥发油粗品并用无水硫酸钠干燥,过滤,回收
乙醚,得精制挥发油,计算挥发油提取得率(%)。
挥发油提取得率= 精制挥发油量(g)/样品粉
末量(g)×100%。
1.2.2 垂枝香柏挥发油成分的 GC-MS分析 色
谱条件:HP5890SERIES Ⅱ气相色谱仪;色谱柱
为:HP-1(25m×2.0mm×0.33μm),柱温60℃
(1min)
4℃/
→
min
250 ℃(3 min);进样器split/
splittless,不分流周期0.6min,分流比46∶1;进样
口温度250℃;检测器:FID,温度270℃;载气:He,
1.2 mL/min;尾吹50 mL/min;燃烧气 H2,170
kPa;辅助燃烧气为空气,280kPa;HP3396A 积分
仪。质谱条件:HP5988A质谱仪,EI 70eV,离子
源温度200℃,灯丝发射电流300mA,接口温度
280℃,扫描范围45~450amu。
1.2.3 垂枝香柏挥发油对供试菌种生长的抑制作
用 采用滤纸片扩散和平板涂布法测定垂枝香柏挥
发油对供试菌种生长的抑制作用。细菌采用LB培
养基,真菌采用PDA培养基。将6种供试菌种配成
菌悬液,血球计数板确定菌悬液的浓度,无菌水将菌
悬液稀释成108 CFU/mL(菌落形成单位,CFU)
备用。用打孔器将吸水性强的滤纸打成直径6mm
的圆形纸片,干热灭菌后,贴于无菌平皿上,用微量
移液器吸取10μL精制挥发油,滴于纸片上,紫外灯
下自然挥干,再贴于含菌平板上,每个平板贴3片,
以干滤纸片作为空白对照,细菌再以1.0mg/mL的
氨苄青霉素作阳性对照。细菌于37℃培养24h,真
菌于28℃培养48h。试验重复3次,测量滤纸片抑
菌圈直径。滤纸片直径为6mm时,抑菌圈直径>
15mm为高度敏感,10~15mm为中度敏感,7~9
mm 为低度敏感[8-9]。抑菌圈直径为7mm时的浓
度,定义为最低抑菌浓度(MIC),低于7mm视为没
有抑菌效果[10]。
1.3 数据处理
测量数据采用SPSS软件进行处理,以“平均
值±标准差”表示。
2 结果与分析
2.1 垂枝香柏挥发油的提取得率
从200g样品粉末中提取得到精制挥发油
3.065g,得率为1.53%。
2.2 垂枝香柏挥发油的化学成分分析
将GC-MS联用分析所得各成分经质谱鉴定的
相对含量列于表1。由表1可知,共鉴定出63个成
分,鉴定成分占总组分的96.63%,其相对含量用气
98第3期 董艳芳,等:垂枝香柏挥发油的化学成分与抑菌活性分析
相色谱面积归一化法求得。相对含量最高的为桧烯
(Sabinene),占18.02%;平均相对含量大于5%的
还有α-可巴烯-11-醇(alpha-Copaen-11-ol)、烃类含
氧衍生物(Hedycaryol)、4-萜品醇(4-Carvomenthe-
nol);平均相对含量5%~1%的有α-侧柏烯(alpha-
Thujene)、2-蒎烯(2-Pinene)和γ-萜品烯(gamma.-
Terpinene)等17种物质。相对含量大于1%的共有
21种物质,它们的相对含量之和为80.10%。
表1 垂枝香柏挥发油各种化学成分及相对含量
Table 1 Components of volatile oil of S.pingii
序号No. 成分Components 相对含量/%Percentage
1 桧烯Sabinene  18.02
2 α-可巴烯-11-醇alpha-Copaen-11-ol  10.68
3 烃类含氧衍生物 Hedycaryol  8.65
4  4-萜品醇4-Carvomenthenol  7.25
5 α-侧柏烯alpha-Thujene  3.77
6  2-蒎烯2-Pinene  3.56
7 γ-萜品烯gamma.-Terpinene  3.53
8 α
,α,4a-三甲基-8-亚甲基-十氢化-2-萘甲醇2-Naphthalenemethanol,decahydro-8-methylene-al-
pha,alpha,4a-trimethyl-,(2R-(2-alpha,4a-alpha,8a-beta)
3.15
9 α
,α,4a,8-四甲基-1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢-2-萘甲醇
2-Naphthalenemethanol,1,2,3,4,4a,5,6,8a-octahydro-.alpha,alpha,4a,8-tetramethyl
2.77
10 β-水芹烯beta-Phelandrene  2.68
11  2-十三酮2-Tridecankje  2.61
12 (+)-4-蒈烯 (+)-4-Carene  2.22
13 反-β-松油醇e-β-Terpinene  1.92
14 石竹烯Caryophylene  1.79
15 杜松1(10),4二烯Cadina-1(10),4-diene  1.72
16 侧柏酮 Thujone  1.63
17  1,2-二异丙烯基环丁烷1,2-Disopropenylcyclobutane  1.56
18 顺-β-松油醇cis-beta-Terpineol  1.55
19 异喇叭茶烯Isoledene  1.32
20 γ-桉叶醇gamma-Eudesmol  1.31
21 异丁香醇Isocaryophilene  1.18
22 Δ-丁香三环烯delta-Neoclovene  0.98
23 异松油烯 Terpinolen  0.96
24 γ-橄榄烯gamma-Elemene  0.96
25 艾菊酮Chrysanthone  0.91
26 反-松香芹醇trans-Pinocarveol  0.81
27 丁基苯Butylbenzene  0.80
28 氧化伞花烃o-Cymene  0.76
29  3-(1-甲基-2-丙烯基)-1,5-环辛二烯3-(1-Methyl-2-propenyl)-1,5-cyclooctadiene  0.74
30  2-十一酮2-Undecanone  0.69
31 б-杜松醇tau-Cadinol  0.65
32
4-亚甲基-1-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)-1-乙烯基-环庚烷
Cycloheptane,4-methylene-1-methyl-2-(2-methyl-1-Propen-1-yl)-1-vinyl
0.61
33  1-甲基-2-异丙基-1-羟基-4-环乙烯2-Cyclohexen-1-ol,1-methyl-4-(1-methylethy)-,trans - 0.59
34  2-十五烷酮2-Pentadecanone  0.53
35  2-壬酮2-Nonanone  0.51
36 大叶香根烯-D-4-醇 Germacrene D-4-ol  0.51
37  1,2,3,4,5,6-六甲基-1,3-环已二烯1,3-Cyclohexadiene,1,2,3,4,5,6-hexamethyl  0.44
38 愈创醇 Guaiol  0.44
39  2-蒈烯2-Carene  0.43
40 α-松油醇alpha-Terpineol  0.43
41 α-依兰油烯alpha-Muurolene  0.38
42 β-香叶烯beta-Myrcene  0.36
43
1-乙烯基-1-甲基-2,4-二(1-甲基乙烯基)-环己烷
Cyclohexane,1-ethenyl-1-methyl-2,4-bis(1-methylethenyl)
0.34
44 石竹烯氧化物Caryophylene oxide  0.33
09 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第41卷
续表1 Continued table 1
序号No. 成分Components 相对含量/%Percentage
45  6,7-二甲基-1,2,3,5,8,8a-六氢薁6,7-Dimethyl-1,2,3,5,8,8a-hexahydronaphthalene  0.28
46  2-甲基-2-(3-甲基-2-氧代丁酮)-1-环己酮1-Cyclohexanone,2-methyl-2-(3-methyl-2-oxobutyl) 0.25
47 大叶香根烯-D Germacrene-D  0.21
48 反对孟烯-3-醇-1trans-p-Menth-1-en-3-ol  0.20
49 撒拜娜酮Sabina ketone  0.19
50  9-番松酮9-Cedranone  0.18
51 E-金合欢烯环氧化合物Farnesene epoxide,E  0.18
52
1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢-7-甲基-4-亚甲基-1-(1-甲基乙基)-萘
Naphthalene,1,2,3,4,4a,5,6,8a-octahydro-7-methy-4-methylene-1-(1-methylethyl)
0.17
53 (+)-表二环倍半水芹烯 (+)-epibicyclos-esquiphelandrene  0.17
54 异戊酸丁乙酯Isobutyl isovalerate  0.16
55  1,5-薄荷二烯-7-醇1,5-Menthadien-7-ol  0.14
56  1,4-对薄荷二烯-7-醇p-Mentha-1,4-dien-7-ol  0.13
57 顺鞭草烯醇 (s)-cis-Verbenol  0.13
58 β-蒎烯2(10)-Pinene  0.11
59 香茅油 Apple oil  0.11
60  2,4,6-三甲基-3-环乙烯-1-羰基醚3-Cyclohexene-1-carboxaldehyde,2,4,6-trimethyl  0.11
61 α-石竹烯alpha-Caryophylene  0.10
62 α-
甲基-[4-甲基-3-戊烯基]环氧乙烷基甲醇
Alpha-Methyl-alpha-[4-methyl-3-pentenyl]oxiranemethanol
0.08
63 γ-橄榄烯gamma-Elemene  0.07
2.3 垂枝香柏挥发油的抑菌效果
垂枝香柏挥发油对6种供试菌种的抑菌作用见
表2。由表2可见,卡拉双球菌抑菌圈最大,为
(14.32±1.02)mm,阳性对照为(34.62±0.97)
mm;沙门氏菌抑菌圈最小,为(11.74±0.17)mm,
阳性对照为(7.20±0.36)mm。抑菌圈大小顺序为
卡拉双球菌>金黄色葡萄球菌>蜡状芽孢杆菌>玉
米纹枯病菌>白色念球菌>沙门氏菌。
这6种供试菌对垂枝香柏挥发油的敏感程度均
为中度敏感,其中沙门氏菌、蜡状芽孢杆菌的敏感度
高于阳性对照;卡拉双球菌最为敏感,较接近高度敏
感程度。
表2 垂枝香柏挥发油对6种供试菌的抑菌作用
Table 2 Antimicrobial activities of volatile oil of S.pingii to 6microorganisms
供试菌种
Bacterium tested
阳性对照质量浓度/
(mg·mL-1)
Mass concentration
of positive probe
挥发油抑菌圈
直径/mm
Inhibition zone diameters
of volatile oil
阳性对照抑菌圈
直径/mm
Inhibition zone diameters
of positive probe
金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus  1.0  14.27±1.01  16.40±0.19
沙门氏菌Salmonella setubal  1.0  11.74±0.17  7.20±0.36
蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus  1.0  13.67±0.17  12.23±0.22
卡拉双球菌Diplococcus catarrhalis  1.0  14.32±1.02  34.62±0.97
白色念球菌Streptococcus albus - 12.19±0.16 -
玉米纹枯病菌Rhizoctomicd soldnic - 12.24±0.18 -
  注:“-”表示未设阳性对照或无抑菌圈。
Note:“-”means no positive probe or inhibition zone.
3 讨 论
体外抑菌试验是筛选抗菌药物或测试新药抗菌
性能的重要环节。本研究结果表明,垂枝香柏挥发
油对6种供试菌种均具有较好的抑制性,且未表现
出G+、G-的专一性,这说明垂枝香柏具有较好的
抑菌潜质,具有广谱抑菌的特性,与植物天然产物的
抑菌特性一致[11]。
萜类物质是植物挥发油的主要成分,在生物体
内起着极其重要的作用[12-13],参与形成酯类、防御毒
剂、成长激素等。Muler-Riebau等[14]研究了130
种精油成分及单萜衍生物对8种多状菌的抗真菌活
性,发现萜类的单碘化乙酸酯有很强的抗真菌活性,
在250mg/L下,能完全抑制多状菌的发育。
本试验通过GC-MS联用仪对垂枝香柏挥发油
的成分进行了分析,鉴定出相对含量较高的几种物
19第3期 董艳芳,等:垂枝香柏挥发油的化学成分与抑菌活性分析
质桧烯、烃类含氧衍生物、4-萜品醇、α-侧柏烯等均
属于萜类或萜类物质衍生物。垂枝香柏挥发油富含
萜类物质的特性预示了其抑菌活性较强,和本试验
抑菌活性的结果相符,这为垂枝香柏的进一步研究
奠定了理论基础。
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