全 文 :第32卷 第6期 陕西科技大学学报 Vol.32No.6
2014年12月 Journal of Shaanxi University of Science &Technology Dec.2014
* 文章编号:1000-5811(2014)06-0078-04
木姜子枝叶中化学成分活性的研究
杨秀芳1,王 媛1,马养民1,贾强强1,刘建军2,康永祥2
(1.陕西科技大学 化学与化工学院 教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西 西安 710021;2.西北
农林科技大学 林学院,陕西 杨凌 712100)
摘 要:采用96孔板倍半稀释法对太白山木姜子枝叶中分离纯化得到的9个化合物的抑菌活
性进行研究,测定获得了化合物对纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、乳链球菌、
大肠杆菌、绿脓杆菌、西瓜枯萎病菌、芍药炭疽病、番茄灰霉病菌、苹果腐烂病菌的最小抑菌浓
度(MIC).结果显示,有8种单体化合物对测试菌表现出不同程度的抑菌活性,其中松属素查
尔酮对绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌有较强的抑制作用(MIC=12.5μg/mL),同时该化合物对植
物病原菌也有一定的抑制作用.并对分离得到的7种黄酮类化合物的抗氧化活性进行研究,以
Vc为对照,采用DPPH法测定自由基清除率,结果表明木姜子枝叶中分离得到的黄酮类化合
物具有良好的抗氧化性,其化合物的抗氧化能力依次为异槲皮素>芹菜素>木犀草素7-O-β-
D-葡萄糖苷>芹菜素7-O-β-D-葡萄糖苷>山萘苷>松属素查儿酮>松属素Pinocembrin.
关键词:木姜子;抑菌活性;最小抑菌浓度;抗氧化性
中图法分类号:R284.1 文献标识码:A
Antimicrobial activity of compounds fromLitsea pungens
YANG Xiu-fang1,WANG Yuan1,MA Yang-min1,
JIA Qiang-qiang1,LIU Jian-jun2,KANG Yong-xiang2
(1.Colege of Chemistry and Chemical Engineering,Key Laboratory of Auxiliary Chemistry &Technology for
Chemical Industry,Ministry of Education,Shaanxi University of Science &Technology,Xi′an 710021,Chi-
na;2.Colege of Forestry,Northwest A &F University,Yangling 712100,China)
Abstract:The Minmum Inhibiting Concentration(MIC)of compounds isolated from Litsea
pungens.Were measured by microdilution method on 96-wel plates against B.natto,B.sub-
tilis,S.aureus,S.lactis,E.coli,P.aeruginosa,F.oxysporum f.sp.niveum,C.gloeospori-
oides,B.cinerea and V.mali.The results showed that 8of compounds had inhibiting activity
to the tested fungi and bacteria.pinocembrin chalcone had notable inhibiting microorganism
activity to B.subtilis and P.aeruginosa with the MIC12.5μg/mL.The antioxidant effects
of flavonols from Litsea pungens were tested.The DPPH radical-scavenging capacity was
measured against various concentrations with ascorbic acid as contrasts.The result of antiox-
idant activity test showed that flavonols have a good antioxidant activity.Form strong to
weak ordering isoquercitrin>apigenin>luteolin-7-O-β-D-glucoside>apigenin-7-O-β-D-glu-
coside>kaempferitrin>pinocembrin chalcone>pinocembrin.
* 收稿日期:2014-06-29
基金项目:国家林业公益性行业科研专项项目(20094004)
作者简介:杨秀芳(1963-),女,陕西铜川人,教授,研究方向:天然产物的提取与开发
第6期 杨秀芳等:木姜子枝叶中化学成分活性的研究
Key words:Litsea pungens;antimicrobial activies in vitro;minimum inhibitory concentra-
tion;antioxidant activity
0 引言
木姜子(Litsea pungens)属植物隶属于樟科
木姜子族,为常绿或落叶乔木或灌木,种类多且分
布广,全世界约有200余种.主要分布在亚洲热带,
亚热带以及美洲[1].我国独有72种,以南方及西南
温带地区[2]为主.木姜子是我国传统的中草药,其
果、叶、根都可入药[3].目前研究结果表明,木姜子
属植物含有丰富的化学成分,以甾体[4]、生物碱[5]、
黄酮[6]、内酯[7,8]、木质素[9]等为主.活性研究显示,
该属植物具有抑菌、抗氧化、抗肿瘤、抗炎、治疗心
血管疾病[10]、抑制血小板凝聚[11]等功效.为阐明
木姜子药理活性与其化学成分的构效关系,本文在
对木姜子化学成分研究的基础上,首次对分离得到
的单体化合物进行了体外抑菌活性、抗氧化活性研
究,为该药物的研发提供理论基础.
1 材料与方法
1.1 试药
1.1.1 样品
秦岭太白山木姜子枝叶中分离纯化得到了9
个单体化合物,分别为棕榈酸、芹菜素、芹菜素7-
O-β-D-葡萄糖苷、异槲皮素、β-谷甾醇、山萘苷、
松属素pinocembrin、松属素查儿酮、木犀草素7-
O-β-D-葡萄糖苷
[12].
1.1.2 供试菌种
真菌4株:西瓜枯萎病菌(F.oxysporum f.
sp.niveum)、苹果腐烂病菌(V.mali)、番茄灰霉病
菌(B.cinerea)、芍药炭疽病(C.gloeosporioides).
细菌6株:乳链球菌(Streptococcus lactis)、
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆
菌(Esherichia coli)、绿 脓 杆 菌 (Pseudomonas
aeruginosa)、纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)、枯草
芽孢杆菌(Bacilus subtilis).
1.1.3 培养基
(1)PDA培养基:马铃薯(去皮)200.0g,葡萄
糖7.5g,KCl 0.125g,NaNO3 5g,K2HPO4
0.25g,琼脂18.0g,FeSO40.002 5g,MgSO4·
H2O 0.125g,蒸馏水1 000mL.
(2)NA培养基:琼脂1.5~2.0g,蛋白胨1.0
g,牛肉膏0.5g,KCl 0.5g,去离子水100mL,
pH7.0~7.2,121℃灭菌20min.
1.2 主要仪器设备
SW-CJ-1FD超净工作台,上海博迅实业有限
公司医疗设备厂;DH5000AB型电热恒温培养箱,
天津泰斯特有限公司;XFLH-50CA电热式压力蒸
汽灭菌器,浙江新丰医疗器械有限公司;723N可
见分光光度计,上海仪电分析仪器有限公司;96孔
板,上海科兴生物科技有限公司.
1.3 生化试剂
牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、琼脂,北京奥博星生
物技术有限责任公司;1,1-二苯基苦基苯肼(DP-
PH),阿拉丁试剂(上海)有限公司;抗坏血酸,天津
市百世化工有限公司.
1.4 实验方法
1.4.1 菌悬液的配置
从试管斜面上刮取少量的绿脓杆菌(P.a)、枯
草芽孢杆菌(B.s)大肠杆菌(E.c)金黄色葡萄球菌
(S.a)、乳链球菌 (S.l)、纳豆芽孢杆菌 (B.n)、西
瓜枯萎病菌(F.of.sp.n)、苹果腐烂病菌(V.m)、
番茄灰霉病菌 (B.c)、芍药炭疽病菌(C.g),将其
接种到液体培养基中制成菌悬液.将配制好的菌悬
液,转移至恒温振荡器,在28℃培养48h,用血细
胞计数板将其浓度调至1×104~2×105 cfu/mL,
备用.
1.4.2 样品溶液配置
将从木姜子枝叶中分离得到的9个单体化合
物分别精密称取.
(1)用二甲基亚砜溶解,配制成浓度为800μg
·mL-1 的溶液.
(2)用甲醇溶解,配制成2 000μg·mL
-1 的
甲醇溶液.同时,配制浓度为0.1μg·mL
-1 的
DPPH甲醇溶液置于冰箱中备用.
1.4.3 最小抑菌浓度(MIC)的测定
采用96孔板法,按照参考文献[13]最小抑菌
浓度(MIC)测定方法中的(1)~(3)操作.经过倍半
稀释后,所有板孔中化合物被稀释成系列浓度,其
浓度大小依次为400μg·mL
-1、200μg·mL
-1、
100μg·mL
-1、50μg·mL
-1、25μg·mL
-1、12.
5μg· mL
-1、6.25μg· mL
-1、3.13μg·
mL-1、1.56μg·mL
-1、0.78μg·mL
-1.其中细
菌以青霉素钠作为阳性对照,真菌以酮康唑作为阳
性对照.
向所有板孔中加入10μL的一种菌悬液.另取
·97·
陕西科技大学学报 第32卷
96孔板重复前面的操作,直至将所有的测试菌加
完.把准备好的96孔板放入恒温培养箱中,28℃
下,细菌培养24h,真菌培养48h,用酶标仪在波
长为595nm处测定各个板孔的透光率.重复3~5
次,以平均结果计.再由透光率计算各个样品的抑
制率[14].
P%=
K0-K1
K0-K2
×100%
式中:P 为抑制率,K0 为溶剂对照孔透光率,
K1 为样品孔透光率,K2 为空白对照孔透光率.
1.4.4 抗氧化活性测定(DPPH法)
参照文献[15],对96孔板编号,方法与1.4.3
中(1)基本相同,按编号采用倍半稀释法向各孔中
分别注入100μL的松属素pinocembrin、松属素查
儿酮、山萘苷、芹菜素、芹菜素7-O-β-D-葡萄糖
苷、异 槲 皮 素、木 犀 草 素 7-O-β-D-葡 萄 糖 苷
的2 000μg·mL
-1 的甲醇溶液,再用移液枪依次
注入0.1μg·mL
-1 100μL DPPH甲醇溶液混合,
于室温下遮光放置30min,在517nm波长,测定
每个样品孔的吸光度(Ai);以100μL甲醇和100
μL浓度为0.1μg·mL
-1 DPPH溶液混合液代替
样品为空白,吸光度记为A0;100μL甲醇和100
μL对应样品浓度的甲醇混合液为样品底物吸收
校正液,吸光度记为A1.重复测定3~5次,以样品
浓度为横坐标,DPPH 自由基清除率为纵坐标作
图,并进行回归分析,计算样品清除率为50%时样
品的浓度值(IC50).清除率计算公式为:
清除率(%)= 1-
Ai-A1
A0( )×100%
2 结果与讨论
2.1 化合物的抗菌活性
从木姜子分离得到的化合物棕榈酸(Ⅰ)、β-谷
甾醇(Ⅱ)、松属素(pinocembrin)(Ⅲ)、松属素查儿
酮(Ⅳ)、山萘苷(Ⅴ)、芹菜素(Ⅵ)、芹菜素7-O-β-
D-葡萄糖苷(Ⅶ)、异槲皮素(Ⅷ)、木犀草素7-O-
β-D-葡萄糖苷(Ⅸ)的 MIC测试结果见表1.其中
有8个化合物对测试的10种菌显示出不同程度的
抑制生长作用.其中黄酮类化合物Ⅲ-Ⅸ对多种测
试菌有抑制作用,MIC大多数不超过50μg·
mL-1;松属素查儿酮对细菌抑制效果大于真菌,尤
其是对枯草芽孢杆菌和绿脓杆菌的 MIC 达
到12.5μg·mL
-1;化合物Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ对植物病
原真菌的抑制生长活性大于细菌,MIC均小于50
μg·mL
-1,其中对苹果腐烂病菌、芍药炭疽病菌
的 MIC为12.5μg·mL
-1;但化合物棕榈酸对10
种测试菌均未表现出明显的抑制作用.以上分析结
果表明,木姜子属植物中抑菌活性比较好的化合物
为黄酮类化合物.
表1 不同化合物对细菌最小抑菌浓度(MIC)
测试菌
MIC/(μg·mL
-1)
测试样
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ CK1 CK2
S.a - - 25 25 50 25 50 50 50 0.78
S.l - 200 25 25 50 50 50 50 50 0.78
B.s - - 25 12.5 25 50 50 50 50 1.57
P.a - - 50 12.5 50 50 50 50 50 1.57
B.n - - 25 25 50 25 50 50 50 0.78
E.c - 200 12.5 25 12.5 25 50 50 50 0.78
F.o f.sp.n - - 12.5 50 50 25 50 25 25 6.25
V.m - - 50 25 50 12.5 12.5 12.5 12.5 6.25
B.c - - 50 50 100 50 50 50 50 12.5
C.g - - 25 50 25 12.5 12.5 12.5 12.5 6.25
注:表中CK1、CK2 为对照,其中CK1 为青霉素钠,CK2 为酮康唑.
表2 化合物的抗氧化活性结果
化合物 回归方程 相关系数r2 IC50/(μg/mL)
松属素Pinocembrin y=0.052 5x+5.008 4 0.984 2 856.98
松属素查儿酮 y=0.059 6 x+7.478 8 0.967 8 713.44
山萘苷 y=0.126 9 x+15.573 0.971 8 271.29
芹菜素 y=0.281 8x+28.694 0.976 0 75.61
芹菜素7-O -β-D-葡萄糖苷 y=0.130 5x+19.2 0.973 2 236.02
异槲皮素 y=0.254 7 x+37.577 0.986 2 48.78
木犀草素7-O -β-D-葡萄糖苷 y=0.072 x+38.998 0.945 9 152.81
Vc(对照) y=0.016 6x+0.092 0 0.9751 24.57
·08·
第6期 杨秀芳等:木姜子枝叶中化学成分活性的研究
2.2 化合物的抗氧化活性
抗氧化活性数据IC50 显示(如表2):测试样品
化合物的抗氧化作用不同,均不及Vc(抗坏血酸).
但具有清除DPPH 自由基的能力,说明木姜子中
黄酮类化合物具有广谱抗氧化作用,活性由高到低
顺序为:异槲皮素>芹菜素>木犀草素7-O-β-D-
葡萄糖苷>芹菜素7-O-β-D-葡萄糖苷>山萘苷
>松属素查儿酮>松属素Pinocembrin.由实验结
果再结合化合物的结构,发现黄酮类化合物抗氧化
作用的构效关系如下.
(1)黄酮骨架结构中B环对其抗氧化活性影
响较大,而B环上的4′-OH表现出强的优势.这可
能是由于B环上的4′-OH有利于增长黄酮分子结
构中的共轭链,形成相对稳定的中间体;其次,黄酮
类化合物抗氧化性的强弱还与B环上的酚羟基数
目有关.如:异槲皮素的抗氧化活性>芹菜素,木犀
草素7-O-β-D-葡萄糖苷抗氧化作用>芹菜素7-
O-β-D-葡萄糖苷.表现在这些化合物的IC50 值比
B环没有羟基的松属素查儿酮和松属素Pinocem-
brin的IC50 值低.
(2)C环的C-2和C-3之间的双键对其抗氧化
活性也有影响.如:化合物Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ的抗
氧化活性都高于松属素Pinocembrin.分析原因可
能是C-2和C-3双键加氢后,共轭体系缩短,使黄
酮骨架上羟基的作用降低,导致黄酮的抗氧化活性
也有所减弱.
(3)黄酮结构中的酚羟基成苷对抗氧化活性也
有影响.如:芹菜素7-O-β-D-葡萄糖苷的IC50 值
比芹菜素的IC50 值高3倍;也就是说7-位酚羟基
氧成糖苷后,使其抗氧化活性降低,原因可能是空
间位阻效应,导致黄酮骨架上羟基抗氧化能力有所
下降.
3 结论
(1)抗菌实验结果显示,木姜子主要活性成分
为黄酮类化合物,这些化合物对微生物有很好的抑
制作用,可以作为抑菌剂进一步开发利用.
(2)抗氧化数据表明,木姜子中黄酮类化合物
具有广谱抗氧化性,其中异槲皮素抗氧化活性比较
好,这为天然抗氧化剂植物原料开发利用提供了途
径.
通过对木姜子中多种化合物的生物活性研究
表明,木姜子有多种活性成分,应该加大秦巴山区
这一重要资源的开发利用,为该地区的经济发展注
入新的活力.
参考文献
[1]中国科学院植物志编辑委员会.中国植物志[M].第三十
二卷.北京:科学出版社,1982:261-384.
[2]谢万宗,余友荃.全国中草药名鉴(上册)[M].北京:人民
卫生出版社,1996:114-117.
[3]项昭保,陈海生,夏晨燕,等.木姜子挥发油的化学成分及
抑菌活性研究[J].中成药,2008,30(10):1 514-1 516.
[4]I.L.Tsai,M.J.Cheng,H.W.Hung,et al.Chemical con-
stituents from the leave of litsea acutivena[J].J Chin
Chem Soc,2006(54):503-506.
[5]李来伟,杨 姝,羊晓东,等.剑叶木姜子的化学成分研究
[J].云南大学学报(自然科学版),2008,30(2):187-190.
[6]李建北,杨敬芝,丁 怡.两种木姜子属植物的化学成分研
究[J].中草药,2001,32(7):593-595.
[7]H.J.Zhang,N.Van Hung,N.M.Cuong,et al.Sesquiter-
penes and butenolides,natural anti-HIV constituents from
litsea verticilata[J].Planta Med,2005(71):452-457.
[8]西北植物研究所.秦岭植物志[M].北京:科学出版社,
1985:353-354.
[9]王 丽,罗艺萍,羊晓东,等.红皮木姜子的化学成分研究
[J].云南大学学报,2010,32(5):568-571.
[10]N.Agrawal,A.S.Choudhary,M.C.Sharma,et al.Chem-
ical constituents of plants from the genus litsea[J].Chem
Biodivers,2011,8:223-243.
[11]管月清.密叶新木姜子植物化学成分的研究[D].南昌:
江西师范大学,2003.
[12]王 媛,马养民,刘建军,等.太白山地区木姜子枝叶的化
学成分[J].中国实验方剂学杂志,2012,18(18):124-
126.
[13]杨秀芳,马养民,王改利,等.水杨梅中化学成分活性的研
究[J].陕西科技大学学报(自然科学版),2014,32(1):
123-127.
[14]臧红新,延慧君,段姚尧,等.青橄榄叶提取物体外抑菌活
性研究[J].武警医学院学报,2011,20(12):935-937.
[15]孙丽萍,穆雪峰,施海燕,等.北京洋槐蜜化学成分及其抗
氧化活性[J].食品科学,2012,33(9):77-90.
·18·