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第 37 卷第 3 期 湖南农业大学学报(自然科学版) Vol.37 No.3
2011 年 6 月 Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences) Jun.2011
DOI:10.3724/SP.J.1238.2011.00337
含笑花精油的抑菌活性及其化学成分分析
杨波华 a,马英姿 a*,杨蕾 b,张慧 a,宋荣 a
(中南林业科技大学 a.生命科学与技术学院;b.林学院,湖南 长沙 410004)
摘 要:运用水蒸气蒸馏法提取含笑花精油,分别采用平板菌落法和滤纸片法检测精油对细菌和真菌的抑菌活
性,并运用 GC/MS 法分析精油的化学成分。结果表明:含笑花精油对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和总状毛霉抑制
效果较佳,抑菌率分别达 70.36%、60.24%和 65.52%;对金黄色葡萄球菌、黄曲霉具有一定的抑制作用,对米
根霉无抑制效果;从含笑花精油中分离鉴定出 30 种化合物,其中脂肪族化合物 14 种、萜烯类化合物 16 种。
关 键 词:含笑花;精油;抑菌活性;化学成分
中图分类号:Q949.747.1;Q946.85 文献标志码:A 文章编号:1007−1032(2011)03−0337−05
Study on antimicrobial activity and chemical constituents
of essential oil from the flowers of Michelia figo Spreng
YANG Bo-huaa,MA Ying-zia*,YANG Leib,ZHANG Huia,SONG Ronga
(a.College of Life Science and Technology; b.College of Forestry, Central South University of Forestry and Technology,
Changsha 410004, China)
Abstract: Essential oil from the flowers of Michelia figo was extracted by steam distillation and the antimicrobial
activities of the essential oil on bacteria and fungi were tested by plate counts and filter paper methods. Then the
chemical constituents of the essential oil were analyzed by GC/MS. The results showed that: the antimicrobial effect of
the essential oil from the flowers of M. figo on Bacillus sabtills, Escherichia coli and Mucor racemosus were good and
their inhibitory rates were up to 70.36%, 60.24% and 65.52%. There were certain antimicrobial effect of the essential
oil on Staphylococcus aureus and Aspergillus flavus, but no antimicrobial effect on Rhizopus oryzae. Thirty compounds
were separated and identified from the essential oil including 14 aliphatic compounds and 16 terpenoid compounds.
Key words: flowers of Michelia figo Spreng; essential oil; antimicrobial activity; chemical constituents
收稿日期:2010−12−28
基金项目:湖南省发展改革委员会项目(湘发改高技[2007]896)
作者简介:杨波华(1986—),男,江西抚州人,硕士研究生,ybhizs@sina.com;*通信作者,ma_yingzi@163.com
含笑 (Michelia figo)又名香蕉花或寒霄,为木兰
科 (Magnoliaceae)含笑属亚热带常绿灌木,原产中国
广东、福建一带,花期在 3—5 月和 10—12 月,是
重要的园林绿化树种[1−2]。含笑花具有浓烈的水果香
味,有祛淤生新、活血止痛之功效,临床用于治疗
月经不调、痛经和胸胁间作痛等症[3]。含笑挥发油化
学成分的研究始于 1986 年,至今已对含笑属植物峨
眉含笑、乐昌含笑、金叶含笑等的精油化学成分[4−13]
进行了分析。笔者研究了含笑花精油对几种细菌和
真菌的室内抑菌活性,通过 GC/MS 法分析了精油的
化学成分,以期为含笑的综合利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材 料
含笑花采自中南林业科技大学校园,于晴朗天
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气花朵微张时采摘。1.5 kg 含笑花用水蒸气蒸馏法提
取精油,得油率约为 0.17 %,精油香气浓郁,用无
水硫酸钠干燥后保存在棕色瓶中,4 ℃冷藏,备用。
供试菌种为大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色
葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌
(Bacillus sabtills)、总状毛霉(Mucor racemosus)、黄
曲霉(Aspergillus flavus)和米根霉(Rhizopus oryzae),
均由中南林业科技大学微生物实验室提供。细菌采
用牛肉膏蛋白胨培养基培养,真菌采用 PDA 培养基
培养。
1.2 方 法
1.2.1 含笑花精油化学成分的测定
参照文献[14]的方法,采用美国安捷伦 Agilent
6890/5973 气质联用仪(GC/MS)分析供试精油化学成
分。气相色谱条件:RTX−5 石英毛细管柱( 30 m×0.25
mm×0.25 µm);柱温 80 ℃,升温程序为 80 ℃保持 1
min,升温 5 min,130 ℃保持 6 min,升温 10 min,
150 ℃保持 2 min,升温 5 min,200 ℃保持 2 min;
汽化室温度 280 ℃;高纯氦气;载气流量 1.78
mL/min;分流比 30∶1;进样量 0.5 µL。质谱条件:
质谱的电离方式为 EI,灯丝电流为 0.6 mA;电子
能量为 70 eV,倍增器电压 1.0 kV,离子源温度 200
℃,扫描周期 0.5 s,溶剂延迟 2 min。
数据处理与质谱检索采用 NIST02 质谱库,自
动检索分析组分的质谱数据,并对全部检索结果参
考有关标准图谱进行核对和补充检索,经色谱峰面
积归一法,计算各组分的相对含量。
1.2.2 菌种制备
将供试菌种用培养基活化后,制成含菌量约为
106~107 cfu/mL 的菌悬液。真菌接入 PDA 培养基
中,在生化培养箱中 28 ℃培养 4 d。
1.2.3 含笑花精油对细菌的抑菌活性测定
采用平板菌落法[15]测定含笑花精油对细菌的
抑菌活性。分别往 96 孔细胞培养板孔中精确加入
精油和含菌量约为 106~107 cfu/mL 的金黄色葡萄
球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌菌悬液,使精油在
菌悬液中的含量分别为 0.078 125、0.156 25、0.312
5、0.625、1.25、2.5、5、10、20、30、40 µL/mL,
以加无菌水为对照,3 次重复。于 37 ℃生化培养箱
中培养 12 h,移取 50 µL 不同体积分数精油混合液
用涂布器涂在牛肉膏蛋白胨固体培养基上,并将培
养皿放入生化培养箱中,37 ℃培养 18 h 后,计算
平均抑菌率。
1.2.4 含笑花精油对真菌的抑菌活性测定
采用滤纸片法[16]测定含笑花精油对真菌的抑
菌活性。将灭菌后直径为 6 mm 的滤纸片分别浸入
体积分数为 1、50%、40%、30%、20%、10%、5%
的精油中 10 min(溶剂为丙酮)。用接种针挑取总状
毛霉、黄曲霉、米根霉接入培养皿(直径 9 cm)中心,
在离中心 1.5 cm 呈 120°贴入 3 个滤纸片,以只接菌
种的培养为对照,3 次重复。在生化培养箱中 28 ℃
培养 4 d,测量抑菌圈直径,计算平均抑菌率。
使用 SPSS17.0 软件,对含笑花精油的抑菌活
性结果进行统计分析,得到回归方程,并进行显著
性分析。
2 结果与分析
2.1 含笑花精油的化学成分
用气相色谱−质谱(GC/MS)联用技术分析含笑花
精油的化学成分,从中分离并鉴定出 30 种化合物,
占总成分的 96.47%。主要化合物类别为:脂肪族化
合物 14 种,占总成分的 35.94%;萜烯类化合物 16
种,占总成分的 60.53%。在脂肪族化合物中,酯类
化合物含量较高,主要为 2−甲基−乙酸丙酯、2−甲
基−丙酸乙酯;萜烯类化合物主要为 α−松油烯、马
兜铃烯、石竹烯 (表 1)。
第 37 卷第 3 期 杨波华等 含笑花精油的抑菌活性及其化学成分分析 339
表 1 含笑花精油主要化学成分
Table 1 The chemical constituents of the essential oil from the flowers of M. figo
序号 化 合 物 保留时间/min 相对含量/%
1 1−Butanol, 2−methyl−(2−甲基−1−丁醇) 2.115 0.17
2 Propanoic acid, 2−methyl−, ethyl ester (2−甲基−丙酸乙酯) 2.195 3.20
3 Acetic acid, 2−methylpropyl ester (2−甲基−乙酸丙酯) 2.264 18.19
4 Butanoic acid, ethyl ester(丁酸乙酯) 2.413 0.69
5 Butanoic acid, 2−methylpropyl ester (2−甲基−丁酸丙酯) 3.723 0.21
6 Camphene(莰烯) 3.792 0.88
7 Hexanoic acid, ethyl ester(己酸乙酯) 4.227 0.13
8 β−Myrcene (β−月桂烯) 5.606 1.30
9 Hexanoic acid, 2−methylpropyl ester (2−甲基−己酸丙酯) 6.298 0.27
10 α−Cubebene (α−荜澄茄油烯) 10.561 0.67
11 α−Terpinene (α−松油烯) 12.506 30.59
12 Caryophyllene(石竹烯) 13.697 7.65
13 γ−Elemene (γ−榄香烯) 14.137 2.26
14 α–Caryophyllene (α–石竹烯) 15.110 1.35
15 β−Betulene (β–香桦烯) 16.306 2.20
16 α–Cadinene (α–荜澄茄烯) 16.912 0.37
17 α–Selinene (α–芹子烯) 17.004 1.25
18 8–Isopropenyl−1,5−dimethyl−cyclodeca−1,5−diene(8–丙烯–1 ,5–二甲基–环癸–1 ,5–二烯) 17.416 3.53
19 Germacrene (大牻牛儿烯) 17.851 0.55
20 Helminthogermacrene(长蠕孢吉码烯) 18.188 0.72
21 δ–Cadinene (δ–杜松烯) 19.419 2.02
22 Aristolene (马兜铃烯) 19.865 8.48
23 Elemol(榄香醇) 21.141 2.07
24 Isolongifolene, 9,10−dehydro− (9,10–去氢异长叶烯) 23.441 0.62
25 Caryophyllene oxide (丁香烯环氧化物) 24.814 1.32
26 1,4,8–Dodecatriene, (E,E,E)– ((E,E,E) − 1,4,8–十二碳三烯) 25.358 0.65
27 4−Methylquinolinic acid (4−甲基喹啉酸) 25.524 0.18
28 9, 12, 15–Octadecatrien−1−ol (9, 12, 15–十八碳三烯−1−醇) 26.897 0.28
29 3,5−Heptadien−2−ol, 2,6−dimethyl− (2,6–二甲基–3,5 –庚二烯基–2–醇) 27.109 0.57
30 3−Heptadecen−5−yne, (Z)– ((Z)3–十七碳烯–5–炔) 30.811 5.00
2.2 含笑花精油对细菌的抑菌活性
含笑花精油对枯草芽孢杆菌抑菌活性最强,对
金黄色葡萄球菌的抑菌活性最弱;精油对 3 种细菌
的抑菌率随着精油含量的增大而增大,但当精油含
量大于 10 µL/mL 后,对大肠杆菌的抑菌活性变化
较小,精油含量高于 20 µL/mL 后,对枯草芽孢杆
菌的抑菌效果变化较小(表 2)。
2.3 含笑花精油对真菌的抑菌活性
含笑花精油对总状毛霉的抑菌率最高,对米根
霉没有抑菌效果;对总状毛霉、黄曲霉的抑菌率随
着精油体积分数的增大而增大,但当精油体积分数
高于 20%时,对总状毛霉的抑菌率变化不大,当精
表 2 含笑花精油对 3种细菌的抑菌活性
Table 2 Antimicrobial activity of different volume fractions of
essential oil from the flowers of M. figo on three bacteria
抑菌率/% 精油含量/
(µL · mL−1) 大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 枯草芽孢杆菌
0.078 125 0 0 0.56
0.156 25 1.28 0 4.28
0.312 5 9.85 0.96 12.81
0.625 20.74 2.41 18.22
1.25 29.88 8.56 35.36
2.5 38.69 14.11 40.58
5 46.58 28.21 52.02
10 57.38 29.66 53.00
20 58.26 30.28 69.07
30 60.02 35.64 69.75
40 60.24 50.01 70.36
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油体积分数高于 40%时对黄曲霉的抑菌率变化小
(表 3)。
表 3 含笑花精油对 3种真菌的抑菌活性
Table 3 Antimicrobial activity of different volume fractions of essential
oil from the flowers of M. figo on three fungi %
抑菌率
精油体积分数
总状毛霉 米根霉 黄曲霉
5 40.15 0 4.12
10 45.52 0 6.33
20 58.41 0 16.33
30 61.72 0 18.67
40 63.79 0 27.65
50 64.90 0 27.89
100 65.52 0 29.17
2.4 含笑花精油对 6 种菌抑菌活性的回归分析
根据回归方程计算半抑菌浓度(LC50),得到精
油对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、总状毛霉的 LC50
值为 9.3、5.8、11.8 µL/mL;精油对金黄色葡萄球
菌、黄曲霉的抑菌活性较差,抑菌率均未达到 50%。
除了对米根霉没有抑菌效果外,含笑花精油对 5 种
供试菌的抑菌活性都随着精油含量变化而差异极
显著(表 4)。
表 4 含笑花精油对抑菌活性的回归分析
Table 4 Antimicrobial activity of essential oil from the flowers
of M. figo on six strains
菌 种 回归方程 R2 LC50
大肠杆菌 y=10.864lnx+25.825 0.976 9.3
金黄色葡萄球菌 y =7.616lnx+11.868 0.904 —
枯草芽孢杆菌 y =12.133lnx+28.693 0.985 5.8
总状毛霉 y =9.561lnx+26.393 0.903 11.8
米根霉 — — —
黄曲霉 y =9.846lnx-13.073 0.922 —
3 讨 论
刘芳等[17]曾对峨眉含笑精油抑菌作用进行过研
究。本研究结果证明,含笑花精油对常见细菌和真
菌,如枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和总状毛霉的抑菌
活性较佳。通过分析含笑花精油的化学成分,得知
精油中单萜、倍半萜类化合物含量较高,石竹烯含
量高达 7.65%。大量研究[18−22]表明,很多萜烯类化
合物具有抑菌效果;因此,可以认为单萜、倍半萜
类化合物可能是含笑花精油中的主要抑菌成分之
一,但精油中其他的抑菌成分还有待于进一步研究。
本研究所得含笑花精油化学成分与典灵辉等[3]
对广东产含笑的化学成分分析的结果有较大差异,
仅有 γ−榄香烯、α−石竹烯、α−荜澄茄油烯、榄香醇
4 种化合物相同,并且 4 种化合物的含量也不同,
这说明不同地域含笑精油的化学成分存在较大差
异。新分离出的 6 种酯类化合物, 2−甲基−乙酸丙
酯含量最高,占 18.19%;丁酸乙酯、2−甲基−1−乙
酸丁酯、2−甲基−丙酸丁酯、 2−甲基−丁酸丙酯、
己酸乙酯都具有浓郁的果蔬香气,可能是含笑花
盛开时香气香型的主要成分。
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责任编辑:罗慧敏
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责任编辑:王赛群