全 文 :菌 物 系 统 21(2):228~233, 2002
Mycosystema
棘托竹荪挥发油化学成分及抑菌作用的研究*
檀东飞 1 吴若菁 1 梁 鸣 2 林跃鑫 1
(1福建师范大学生物工程学院 福州 350007; 2中华人民共和国福建出入境检验检疫局 福州 350001)
摘 要: 利用水蒸汽蒸馏法提取棘托竹荪的挥发油,得油率为 0.45%。.应用气相色谱—质
谱联用系统首次对其挥发油的化学成分进行研究。以 FFAP柱分离出 36个峰,用质谱法鉴
定出 28个成分,其主要成分为 13-甲基-环氧十四烷-2-酮 (23.53%)、亚油酸(17.56%)、
芹子烯(12.37%)、棕榈酸(8.20%)、9-十六碳烯酸(7.84%)、(-)-Lepidozenal(7.82%)等,
占总挥发油的 97.76%。对挥发油进行抑菌试验,其结果为:桔黄青霉、啤酒酵母最敏感, 黑
根霉、黑曲霉次之,白色假丝酵母、金色葡萄球菌,大肠杆菌稍差。
关键词:棘托竹荪, 挥发油, 化学成分, 抑菌作用
中图分类号:Q939.56 文献标识码:A 文章编号:1007-3515(2002)02-0228-0233
棘托竹荪(Dictyophora echinovolvata M.Zang)分布于我国的湖南和贵州地区,现已推广到
我国南方各省栽培。棘托竹荪是一种名贵的食用菌,香气浓郁,脆嫩爽口,又具有降低血液
中脂肪、胆固醇和延缓食品腐败的功能。
有关竹荪生物活性成分的研究多见于长裙竹荪(D.indusiata Fisch.)子实体或菌丝体的多
糖类的抗肿瘤研究(Ukai et al., 1983;杜昱光等,1998),长裙竹荪、短裙竹荪(D.duplicata Fisch)
多糖的分离、纯化及化学结构的研究(Hara et al.,1986;林玉满,1997)和短裙竹荪多糖清除
O-.2.及对人红细胞膜自由基氧化的影响(杨海龙和李伟,2000)。车宗伶等对长裙竹荪的弱极性
和非极性有机物进行了提取,分离和鉴定(车宗伶等,1996;车宗伶等,1998)。谭敬军等(2000)
研究了长裙竹荪的乙酸乙酯、丙酮、乙醇浸提浓缩液对细菌、酵母菌、霉菌的抑制作用。而
对棘托竹荪的生物活性物质的研究尚未见报道。本文对棘托竹荪的挥发油的化学成分及其抑
菌作用进行了研究,旨在为进一步开发利用棘托竹荪打下基础。
1材料与方法
1.1 材料
1.1.1 棘托竹荪子实体:购于福建古田
1.1.2 受试菌:
细 菌:大肠杆菌(Escherichia coli),金色葡萄球菌(Staphylococcus aureus);
酵母菌:啤酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae),白色假丝酵母(Candida albicans);
霉 菌:黑曲霉 (Aspergillus niger),桔黄青霉(Penicillium chrysogenum),黑根霉(Rhizopus
*基金项目:福建省教委资助项目(WC21)
收原稿日期:2001-08-10,收修改稿日期:2001-9-25
DOI:10.13346/j.mycosystema.2002.02.016
2期 檀东飞等:棘托竹荪挥发油化学成分及抑菌作用的研究 229
nigricans)。以上受试菌由福建师范大学生物工程学院微生物教研室提供。
1.1.3 培养基: 牛肉膏蛋白胨培养基;麦芽汁培养基;沙氏培养基;PDA培养基;查氏培养基。
1.2 方法
1.2.1 挥发油的提取: 水蒸汽蒸馏法(国家质量技术监督局,1998)。挥发油用乙醚萃取,无
水硫酸钠干燥,过滤,滤液减压浓缩得纯净挥发油。
1.2.2 比旋光度:[α]20D 测定用上海物理光学仪器厂的WZZ-1自动旋光仪测定(《中国香料植
物栽培与加工》编写组,1985)。
1.2.3 挥发油的分离与鉴定: 挥发油用美国安捷伦公司的 HP6890 气相色谱仪和 HP5972 质
谱仪进行分析,通过 WINDOW NT系统磁盘中的计算机谱库对各组分的质谱数据进行检索,
确定各成分,其含量用气相色谱峰面积归一化法求得。
气相色谱条件:用 FFAP 柱(30m×0.32mm×0.25µm),进样口温度为 250℃,检测器温度
为 280℃.柱温采用程序升温方式:70℃3min
3℃/min 100℃6min 5℃/min
150℃6min 7℃/min
220℃15min,分流比 30:1,柱流量 2.0ml/min,柱头压 5.5psi. 进样量 1.0µl。
质谱条件: 用 70eV的 EI源,溶剂延迟时间为 6min,分子量范围为 50~ 450amu。
1.2.4 抑菌实验:
(1)将受试菌斜面培养基活化一代进行实验。霉菌类和啤酒酵母采用血球计数板计数,霉菌
孢子数达到 105个/ml,啤酒酵母达 106个/ml,细菌类和白色假丝酵母采用勾取一环于液体培
养基中,分别在 37℃和 30℃条件下培养 6小时和 8小时,使菌数达到 106个/ml(祖若夫等,1993)。
(2)用乙醚将挥发油分别稀释 25倍、50倍和 100倍。
(3)分别吸取菌悬液各 0.1ml涂布于Φ9cm培养皿的固体培养基上,抑菌实验采用挥发性物
质熏蒸法(周邦靖,1987)。霉菌 26℃培养 72h,酵母菌 30℃培养 36h,细菌 37℃培养 24h
后观察并拍照。每个组合三个重复。
2 结果
2.1 挥发油的提取
棘托竹荪挥发油含量为 0.45ml/100g。 油的颜色为淡黄色,有特殊香气,悬浮于水面 ,
[α]20D =+0.44
o
~+4.2o。
2.2 挥发油成分的鉴定
从棘托竹荪挥发油中分离出 36 种组分,鉴定出 29 种,占挥发油总量的 97.76%。挥发油气
相色谱图见图 1,化学成份的鉴定结果见表 1。
从表 1可以看出棘托竹荪挥发油已鉴定出来的化学成分主要为有机酸、萜类、酮类、醛
类物质,其百分含量分别为 37.28%,30.08%,25.15%,10.98%。 在有机酸中,主要为不饱
和脂肪酸,占脂肪酸总量的 77.52%;萜类中倍半萜类占 97.54%;酮类中的 13-甲基-环氧十
四烷-2-酮占总挥发油的 23.53%,在 36种成分中居第一位。
2.3 挥发油的抑菌实验
挥发油对几种菌类的抑制作用见表 2。
从表 2可明显的看出棘托竹荪挥发油中含有抑菌成分,对三类受试菌的生长均有抑制作
用,但是对不同的菌拮抗作用差异明显,霉菌抑制效果的顺序为:桔黄青霉﹥黑根霉﹥黑曲
230 菌 物 系 统 21卷
霉;酵母菌为:啤酒酵母﹥白色假丝酵母;金色葡萄球菌与大肠杆菌效果相近。稀释25倍的
挥发油可完全抑制桔黄青霉和啤酒酵母。
3讨论
从棘托竹荪挥发油的化学成分分析鉴定得出的 29种化合物是首次从棘托竹荪子实体中
分离鉴定出来的。与车宗伶等(1996、1998)所报道的长裙竹荪乙酸乙酯提取物比较,相同的
成分有α-芹子烯(α-Selinene)、棕榈酸(Hexadecanoic acid)和油酸(Oleic acid,顺反式)、
亚油酸(9,12-Octadecadienoic acid)4种。其他的成分都是首次从竹荪属的子实体中发现
的。
从棘托竹荪挥发油化学成分分析鉴定结果知道其主要成分为有机酸、倍半萜类、酮类、
醛类,据文献(林启寿,1977;周邦靖,1987;张豁中和温玉麟,1995)报道:有机酸、倍
半萜类、酮类、醛类物质都具有抑制微生物生长的作用。从棘托竹荪挥发油的抑菌实验进一
步得到证实。但具体是哪些成分具有更强的抑菌效果有待于深入研究。棘托竹荪挥发油的抑
菌试验结果与谭敬军等(2000)用长裙竹荪乙酸乙酯、丙酮、乙醇提取液的抑菌试验结果差
异大,他们的结果是对细菌的抑制效果好,而对酵母菌和霉菌基本无抑制作用。其原因可能
是:①竹荪种的不同;②提取的方法不同;③抑菌试验的方法不同。可进一步进行比较研究。
棘托竹荪挥发油还含有月桂烯、石竹烯等高级香精成分,可作为化装品、香水、香皂的
重要原料。我们在深层发酵棘托竹荪菌丝体的发酵液中,可闻到较浓的花香味(另文发表),
可通过发酵途径获得香味成分。
棘托竹荪挥发油的有机酸成分中主要为不饱和脂肪酸,其中亚油酸占挥发油总量的
17.56%。在人体内不饱和脂肪酸特别是亚油酸可促进饱和脂肪酸及由其所衍生的脂类,胆甾
醇等在血液中的运行,以减少沉积在血管壁上的可能性,达到防止动脉硬化的目的(林启
寿,1977)。
综上所述,通过棘托竹荪挥发油化学成分分析及抑菌试验的结果,我们认为可将其子
t/min
Abundance
10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
1000000
1100000
1200000
Time-->
Abundance
TIC: MUSHRM-2.D
图 1 挥发油气相色谱图
Fig.1 GC chromatogram of volatile oil
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实体或挥发油开发成天然防腐剂,添加入食品中,即可防腐,又可防止动脉硬化,并具有香
味,成为风味独特的保健食品。此外,挥发性香味成分可开发成高级香料。
表1 棘托竹荪挥发油化学成分鉴定表
Table 1 Chemical compositions of volatile oil in Dictyophora echinovolvata
峰号
Peak
No
时间
t/min
分 子 量
Molecular
weight
分 子 式
Molecular
formula
含 量
(%)
Area
化学成分 Chemical composition
1 11.22 204.19 C15H24 3.48 β-绿叶萜 β-Patchoulene
2 11.40 136.12 C10H16 0.74 α-月桂烯 α-Myrcene
3 11.56 204.19 C15H24 0.94 ä-榄香烯 ä-Elemene
4 12.38 202.17 C15H22 0.23 环异长叶烯 Cycloisolongifolene
5 12.61 108.09 C8H12 1.13 3-亚甲基-环庚烯 3-Methylenecycloheptene
6 14.04 204.19 C15H24 0.74 长叶蒎烯 Longipinene
7 14.47 204.19 C15H24 0.93 á-石竹烯 á-Caryophyllene
8 14.68 204.19 C15H24 0.83 β-恰米烯β-Chamigrene
9 15.58 204.19 C15H24 1.84 γ-芹子烯γ-Selinene
10 16.08 204.19 C15H24 10.51 α-芹子烯,α- Selinene
11 16.25 204.19 C15H24 0.39 α-恰米烯α- Chamigrene
12 16.87 204.19 C15H24 0.45 α-律草烯α-Humulene
13 23.33 194.17 C13H22O 1.62 6,10-二甲基-5,9-十一碳二烯-2-酮
5,9-Undecadien-2-one, 6,10-dimethyl
18 30.99 224.19 C14H24O2 23.53 13-甲基-环氧十四烷-2-酮
Oxacyclotetradecan-2-one,13-methyl-
19 31.08 190.17 C14H22 0.40 12-甲基-1,5,9,11-十三碳四烯
1 , 5 , 9 , 11—Tridecatetraene,12-methyl(E,E)-
20 32.01 218.17 C15H22O 7.82 (-)-Lepidozenal
22 38.24 220.18 C15H24O 0.91 氧化石竹烯 Caryophyllene oxide
23 38.31 222.20 C15H26O 0.27 3.7.11-三甲基-2.6.10-十二碳三烯-1-醇
2.6.10-Dodecatrien-1-ol,3,7,11-trimethyl
24 39.06 216.11 C14H16O2 3.16 1a.α,6a.α-Dimethyl-1.α,3,6,7a.α-tetrahydro-1,2a-methano-
2aH-cyclopropa (b) naphthalene- 2(1aH),7(6aH)-dione
26 43.63 178.08 C14H10 0.17 菲 Phenanthrene
28 43.93 228.21 C14H28O2 0.18 十四碳酸 Tetradecanoic acid
29 44.98 224.19 C14H24O2 0.26 9.11-十二碳二烯-1-醋酸酯
9.11-Dodecadiene-1-ylacetate,(E)-
30 45.21 287.28 C16H33NO3 0.13 N,N-二(2-羟基乙基)-十二碳酰胺
Dodecanamide, N,N-bis (2-hydroxyethyl)-
31 46.76 256.24 C16H32O2 8.20 棕榈酸 Hexadecanoic acid
32 47.25 254.22 C16H30O2 3.06 顺式-9-十六烯酸 9-Hexadecenoic acid
33 47.48 254.22 C16H30O2 4.78 反式-9-十六烯酸 9-Hexadecenoic acid
34 51.42 282.26 C18H34O2 1.91 顺式-油酸 Oleic acid
35 51.60 282.26 C18H34O2 1.59 反式-油酸,Oleic acid
36 53.18 280.24 C18H32O2 17.56 亚油酸 9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z)-
232 菌 物 系 统 21卷
表 2 棘托竹荪挥发油的抑菌效果
Table 2 Antimicrobial activity of volatile oil in D.echinovolvata
菌 种
strain
空白对照
Blank control
乙醚对照
Ether control
100倍
100times
50倍
50times
25倍
25times
桔黄青霉
P.chrysogenum
+ + + + + + + + + + -
黑 根 霉
R.nigricans
+ + + + + + + + + + +
黑 曲 霉
A.niger
+ + + + + + + + + + + + +
啤酒酵母
S.cerevisiae
+ + + + + + + + + + + + -
白色假丝酵母
C.albicans
+ + + + + + + + + + + + + + +
金色葡萄球菌
S.aureus
+ + + + + + + + + + + + + + +
大肠杆菌
E.coli
+ + + + + + + + + + + + + + +
“-”不生长,“+”生长,随着“+”数增加长势增强
“-”non growth,“+”growth,“+”-“++++”show from weak to strong growth.
[参 考 文 献]
《中国香料植物栽培与加工》编写组, 1985. 中国香料植物栽培与加工.北京:轻工业出版社. 1~435
车宗伶,Vidari G, Vita-Finzi P, 1998. 竹荪中一种新倍半萜化合物的分离与鉴定.质谱学报,19(1): 23~28
车宗伶,G 维达里,P 薇达菲因茨,1996. 竹荪中弱极性及非极性有机物的提取、分离和鉴定.天然产物研究与开
发,8(4):51~56
张豁中,温玉麟,1995. 动物活性成分化学.天津:天津科学技术出版社. 1~1862
杜昱光,白雪芳,卜宗式等,1998. 竹荪深层发酵菌丝体多糖对小鼠免疫功能及抗肿瘤活性的影响、中国食用菌,
17(5):25-26
杨海龙,李伟,2000. 短裙竹荪多糖清除 O-.2. 及对人红细胞膜自由基氧化的影响.科学通报, 16(5): 371~374
周邦靖, 1987. 常用中药的抗菌作用及其测定方法.重庆:科学技术文献出版社重庆分社. 1~381
国家质量技术监督局,1998. 胡椒精油含量测定方法. 中国标准出版社. 1~3
林玉满,1997. 短裙竹荪多糖 Dol-S3p的分离纯化及其性质研究.生物化学杂志,13(1): 99~102
林启寿, 1977. 中草药成分化学.北京:科学出版社. 1~876
祖若夫,胡宝龙,周德庆, 1993. 微生物学实验教程.上海:复旦大学出版社. 1~296
谭敬军,胡亚平,吴晗晗,2000. 竹荪抑菌作用研究. 食品科学,21(10):54~56
Hara C, Kiho T, Ukai S,1986. A branched (1→3)-β-D glucan from a water extract of Dictyophora indusiata Fisch.
Carbohydrate Research,145: 237~246
Ukai S, Kiho T, Hara C et al.,1983. Polysaccharides in Fungi. XIII. Antitumor activity of various polysaccharides isolated
from Dictyophora indusiata, Ganoderma japonicum, Cordyceps cicadae, Auricularia auricula-judae, and Auricularia
2期 檀东飞等:棘托竹荪挥发油化学成分及抑菌作用的研究 233
species.Chem Pharml Bull, 31(2): 741~744
STUDIES ON CHEMICAL COMPOSITIONS AND ANTIMICROBIAL
ACTIVITY OF VOLATILE OIL OF DICTYOPHORA ECHINOVOLVATA
TAN Dong-Fei1 WU Ruo-Jing1 Liang Ming2 LIN Yue-Xin1
(1Bioengineering College, Fujian Teachers University, Fuzhou 350007)
(2FuJian Entry-exit Inspection And Quarantine Bureau of The People’s Republic of China)
ABSTRACT: The volatile oil of Dictyophora echinovolvata is extracted by water-steaming method.The
extraction rate is 0.45%. The chemical compositions of the volatile oil have been identified by means of the
Gas Chromategraphy-Mass Spectrometry. Twenty nine compositions have been identified from 36 separated
peaks.The major components are Oxacyclotetradecan-2-one,13-methyl-(23.53%), 9,12- Octadecadienoic acid
(Z,Z)- (17.56%), Selinene(12.37%), Hexadecanoic acid (8.20%), 9-Hexadecenoic acid (7.84%),
(-)-Lepidozenal (7.82%), etc.. The identified components make up to 97.76% the quality of volatile oil.
Antimicrobial activity of the volatile oil has been preliminarily tested. The results showed that P.chrysogenum
and S.cerevisiae were most sensitive, next came R.nigricans and A.niger ,and then C.albicans, S. aureus and
E. coli.
KEY WORDS: Dictyophora echinovolvata, volatile oil, chemical composition , antimicrobial activity.