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留兰香挥发油提取及其体外抗植物真菌研究



全 文 :中国农学通报 2011,27(7):262-265
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
留兰香(Mentha spicata Linn)为唇形科(Labiatae)
薄荷属(Mentha Linn)芳香草本植物,是世界上主要的
香料植物之一。留兰香成分包括挥发油和非挥发类成
分,前者的主要成分香芹酮、水芹烯、柠檬烯、桉叶油
素、薄荷 [1]等,后者主要有木脂素类、黄酮类、单萜苷
类、酚酸类、三萜类、长链脂肪酸类等几大类化合物。
已有研究表明,留兰香(Mentha spicata)油在较低
的浓度下能完全抑制黄曲霉菌(Aspergillus flavus)、寄
生 曲 霉 菌(Aspergillus parasiticus)、赭 曲 霉 菌
(Aspergillus ochraceus)和 稻 恶 苗 病 菌(Fusarium
moniliforme)的生长和真菌毒素的产生[2]。Marina等[3]
研究表明,留兰香油对双孢子蘑菇的病原菌轮枝孢属
和木霉属真菌有抑制作用,起作用的主要成分为香芹
酮和香芹酚。笔者采取水中蒸馏法提取留兰香挥发油
并将其乳化制成乳化液,同时选取了3种对蔬菜、粮食
作物危害较为严重的真菌:玉米大斑病菌,番茄灰霉病
菌,辣椒疫霉菌,探讨不同浓度的留兰香挥发油乳液对
这 3种真菌的抗菌作用,为研究开发植物源绿色农药
防治植物病害打下基础。
基金项目:郑州市科技创新团队资助项目(10CXTD148)。
第一作者简介:邹正耀,男,1985年出生,江西省丰城市人,在读研究生,研究方向:中药抗微生物及其免疫调节作用研究。通信地址:450002郑州市
文化路95号河南农业大学牧医工程学院。E-mail:zou-zhengyao@163.com。
通讯作者:崔保安,男,1948年出生,河南省荥阳人,教授,博士生导师,研究方向:畜禽疫病病原及分子免疫学。通信地址:450002郑州市文化路95
号河南农业大学牧医工程学院。E-mail:baoancui@henau.edu.cn。
收稿日期:2010-08-27,修回日期:2010-10-17。
留兰香挥发油提取及其体外抗植物真菌研究
邹正耀,张红英,王学兵,张元元,崔保安
(河南省动物性食品安全重点实验室,河南农业大学牧医工程学院,郑州 450002)
摘 要:为探讨留兰香挥发油对植物真菌的体外抑制效果,应用水中蒸馏法提取留兰香挥发油并配制成
不同浓度的挥发油乳液,用试管二倍稀释法对选取的3种植物真菌:玉米大斑病菌、番茄灰霉病菌、辣椒
疫霉病菌进行体外抑菌试验。结果表明:留兰香挥发油乳液对玉米大斑病菌在24 h内有一定的抑菌效
果,而在36 h、48 h观察时抑菌效果减弱至消失;对番茄灰霉病菌有较好的抑菌杀菌效果,在高浓度时有
杀菌效果,低浓度时有抑菌效果;对辣椒疫霉病菌则没有抑菌效果。以上结果表明,留兰香挥发油乳液
对部分植物真菌具有良好地抑制作用。
关键词:留兰香挥发油;植物真菌;玉米大斑病菌;番茄灰霉病菌;辣椒疫霉菌
中图分类号:S432.2+6 文献标志码:A 论文编号:2010-2533
Extraction and Antimicrobial Activity of Spearmint Oil on Plant Eumycete in Vitro
Zou Zhengyao, Zhang Hongying, Wang Xuebing, Zhang Yuanyuan, Cui Bao’an
(College of Animal Husbandry and Veterinary, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002)
Abstract: To study the inhibitory activity on plant eumycete in vitro of spearmint oil, which was extracted by
steam distillation method and prepared to different concentration. 3 kinds of plant eumycete: Helminthosporium
turcicum, Botrytis cinerea and Phytophthora capsici were chosen for test by using double dilution of test tube
method. The results showed that: Spearmint oil exhibited some inhibitory activity on Helminthosporium
turcicum at 24 h. But the activities weaken and vanished at 36 h and 48 h. It exhibited fine inhibitory activity
against Botrytis cinerea. It also exhibited little inhibitory activity on Phytophthora capsici. Spearmint oil
exhibited fine inhibitory activity against some plant eumycete.
Key words: spearmint oil; plant eumycete; Helminthosporium turcicum; Botrytis cnerea; Phytophthora capsici
邹正耀等:留兰香挥发油提取及其体外抗植物真菌研究
1 材料与方法
1.1药材、菌株、培养基
留兰香由河南省动物性食品安全重点实验室种植
收割。
玉米大斑病菌、番茄灰霉病菌、辣椒疫霉菌菌种由
河南农业大学植物保护学院周琳老师惠赠。
马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基。
1.2 试验方法
1.2.1 留兰香挥发油的制备——水中蒸馏法 称取捡出
杂质的留兰香70 g,剪碎放入2000 mL的蒸馏烧瓶中,
加蒸馏水没过留兰香,浸泡 30 min。连接好直型冷凝
管和油水分离器,通入冷凝水,用电热套以125℃加热
至留兰香近于沸腾改60℃加热。从沸腾开始计时,通
过油水分离器分出下层水分,蒸馏4 h[4]。
留兰香精油得率的计算:
留兰香精油得率=
萃取出的留兰香精油质量(g)
原料质量(g) × 100%。
1.2.2 供试药液的制备 供试药液为留兰香挥发油乳
液。将制成的挥发油原液、DMSO(二甲基亚砜)和水
按比例稀释成含挥发油浓度为 8 μg/mL的留兰香乳
液。0.22 μm滤器过滤除菌,备用。
1.2.3 菌种培养 将PDA培养基融化,倾注平皿。用菌
环挑取供试菌种健壮部分一环接种于平皿中央,置于
27℃温箱培养2~3天,温箱内需要保持一定湿度。
1.2.4 试管二倍稀释法 将PDA培养基置于水浴锅中
融化备用;把留兰香挥发油乳液倍比稀释配成 5个浓
度:第一支试管加入 9.5 mL PDA培养基和 0.5 mL
8 μg/mL留兰香挥发油乳液并用吸管吹吸混匀,吸取
5 mL混合液加入含 5 mL PDA培养基的第二支试管,
吹吸混匀,再吸取 5 mL混合液加入含 5 mL PDA培养
基的第3支试管,依次进行至第5管,混匀后弃去5 mL
混合液。第 6支试管加 4.5 mL PDA培养基和 0.5 mL
体积比为4:1的DMSO、蒸馏水混合物,用吸管吹吸混
匀,设为对照管。将所有试管搁斜面备用,则可得到一
组含留兰香挥发油乳液浓度梯度的 PDA培养基,其
中,原浓度为 8 μg/mL留兰香挥发油经培养基稀释后
的浓度依次为0.8,0.4,0.2,0.1,0.05,0 μg/mL。依此法
再做2组含上述浓度梯度的留兰香挥发油乳液的PDA
培养基[5]。
1.2.5 接种菌种用打孔器(直径为1cm)以平皿中央为
圆心,取生长均匀的一周菌落打出菌饼(见图1),置于
试管斜面中央。最后把所有试管放在27℃温箱内培养
2~3天,注意保持温箱内湿度。24 h后观察。
图1打菌饼图示
2 结果与分析
2.1 留兰香挥发油制备
经水中蒸馏法提取留兰香挥发油,从油水分离器
得浅绿黄色留兰香挥发油 0.45 mL,香气浓郁。称其
重量为 0.36 g,留兰香精油得率为 0.5%。这一结果与
文献[4]所报道的得率有一定差异,可能是试验所用留
兰香的品种及收割时期不一致产生。
2.2 留兰香挥发油乳液对试验用3株植物真菌体外抑
制效果
留兰香挥发油乳液对玉米大斑病菌在24 h时有一
定的抑菌效果,而在36 h、48 h观察时抑菌效果减弱至
消失;对番茄灰霉病菌有较好的抑菌杀菌效果,在高
浓度时有杀菌效果,低浓度时有抑菌效果,最小抑菌
浓度为:0.4 μg/mL;对辣椒疫霉病菌则没有抑菌效果
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
(表1)。
留兰香挥发油乳液对部分试验用植物真菌的抑菌
抗菌效果较好。说明留兰香挥发油具有开发成为对敏
感菌株绿色农药之一的较大潜力,而对于非敏感株,可
以提取其他成分进一步研究。另外,在做类似试验时
要注意以下几个因素。一方面药液可能会受乳化剂的
影响,降低其抗菌作用[5]。再者,水中蒸馏法操作温度
若过高,会引起精油中热敏性化合物的热分解和易水
解成分的水解。此外,提取出来的精油与空气过分接
触,使部分有效物质被氧化,致使其抗氧化能力降低,
也可能造成抑菌效果下降[6]。
3 讨论
3.1 挥发油的提取方法
天然芳香植物油的提取方法主要有3种:蒸馏法、
浸提法和压榨法。由于留兰香含油量比较低,故不宜
采取压榨法提油。蒸馏法又可分为水中蒸馏法和水上
蒸馏法,据报道,水上蒸馏法的得油率明显低于水中蒸
馏法[7]。虽然浸提法的得油率略高于水中蒸馏法,但
水中蒸馏法具有设备简单、操作容易、成本低及化工生
产安全等优点。因此,留兰香油在化工生产中适宜用
水中蒸馏法提取。当然,生产方法依旧在研究中,技术
一直在改进,比如有文献[8]比较了超临界流体萃取法
与水蒸气蒸馏法提取留兰香中挥发油提取率,得出前
者的提取率比后者高,但两种方法得到的挥发油成分
有一定差异,即超临界流体萃取法得到的主要芳香成
分浓度更高。目前,已有不少研究采用了超临界流体
萃取法提取各种植物精油[9-11]。
3.2 关于留兰香挥发油体外抑制植物真菌
笔者从留兰香挥发油乳液对玉米大斑病菌、番茄
灰霉病菌及辣椒疫霉病菌体外抑制结果可以得出:番
茄灰霉病菌对留兰香挥发油乳液最敏感,相对而言,在
试验用药浓度范围内,留兰香挥发油乳液对玉米大斑
病菌初期有抑制作用,在更高浓度时是否具有杀菌作
用,在田间的实际应用效果则有待进一步试验研究。
在植物中寻找生物活性物质或直接开发植物性农
药是当今农药研究领域的一个热点,因而具有广阔的
潜在市场[12]。利用从植物中筛选出的对病原菌有强烈
抑制或杀伤作用的物质,可以达到人与自然的和谐。
植物精油气味芬芳,对人及哺乳动物低毒,残留低,不
污染粮食和环境,有望开发成为新型绿色的植物源农
药。近年来,国内外对植物挥发油驱虫及抑菌的研究
已有一些报道[13-15]。留兰香挥发油对黄曲霉菌、赭曲霉
菌、稻恶苗病菌、寄生曲霉菌[2]及番茄灰霉病菌的生长
和毒素产生的抑制作用,使其成为一种新的绿色农药
的潜力更加明显,但其在实际生产中的应用还需要进
一步的研究。
参考文献
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表1 不同浓度的留兰香挥发油乳液对3种常见植物病菌的体外抑制效果
菌株
玉米大斑病菌
番茄灰霉病菌
辣椒疫霉病菌
观察时间/h
24
36
48
24
36
48
24
36
48
留兰香挥发油浓度/(μg/mL)
0.8
-
+
+
-
-
-
+
+
+
0.4
-
+
+
-
-
-
+
+
+
0.2
+
+
++
-
-
+
+
+
++
0.1
+
+
++
-
-
+
+
+
++
0.05
+
+
++
+
+
+
+
+
++
对照
+
+
++
+
+
+
+
+
++
注:“-”表示没有真菌生长;“+”表示有真菌生长;“++”表示真菌生长菌斑较大。
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