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荔枝草挥发油的化学成分分析及抑菌活性研究



全 文 :荔枝草挥发油的化学成分分析及抑菌活性研究
王立宽 ,郭冬青 ,李 军 ,海静雅 ,孟凡君* (山东大学威海分校海洋学院 ,山东威海 264209)
摘要 [目的 ]分析荔枝草挥发油化学成分并对其抑菌活性进行研究。 [方法 ]利用水蒸气蒸馏法从荔枝草中提取挥发油 ,用气相色谱
-质谱联用法(GC-MS)分析鉴定成分并进行抑菌活性研究试验。 [结果]从荔枝草挥发油中鉴定其中大部分化合物。抑菌活性试验分
别为对巨大芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌的体外抑菌作用 ,发现荔枝草挥发油有一定的抑菌作用 , 其最低抑菌浓度范围分别为 20 ~ 40
μl/ml。 [结论] 荔枝草挥发油成分中以萜类成分为主 ,有着独特的生物活性 ,对于药物开发利用等方面有着重要的作用。
关键词 荔枝草;挥发油;气相质谱;抑菌活性;最低抑菌浓度
中图分类号 S567.23+9  文献标识码 A  文章编号 0517-6611(2009)27-13094-03
ChemicalConstituentsandAntibacterialActivityAnalysisofEssentialOilfromSalviaplebeiaR.Br.
WANGLi-kuanetal (MarineColege, ShandongUniversityatWeihai, Weihai, Shandong264209)
Abstract [ Objective] TheresearchaimedtoanalyzethecomponentsandantibacterialactivitiesofessentialoilsfromSalviaplebeiaR.Br.
[ Method] SteamdistilationwasemployedtoextractessentialoilfromSalviaplebeiaR.Br.andthecompositionsofessentialoilswereana-
lyzedbygaschromatography-massspectrometry(GC-MS).[ Result] MostofcompoundswereidentifiedinessentialoilfromSalviaplebeiaR.
Br.ExperimentsresultofantibacterialactivitiesinvitroofessentialoilsagainstBacilusmegateriumandStaphylococcusaureusindicatedthat
essentialoilsSalviaplebeiaR.Br.showedsomeantibacterialactivitiesandthatminimuminhibitoryconcentration(MIC)wasintherangeof
20-40μl/ml.[ Conclusion] EssentialoilfromSalviaplebeiaR.Br.ismainlycomposedofterpenoidsandhasspecificbioactivity.Ithasim-
portantfunctioninthedevelopmentandutilizationofdrugs.
Keywords SalviaplebeiaR.Br.;Essentialoil;GC-MS;Antibacterialactivity;Minimuminhibitoryconcentration(MIC)
基金项目 山东大学威海分校学生立项项目(A08040)。
作者简介 王立宽(1988-),男 ,山东日照人 ,本科生, 专业:生物科学。
*通讯作者 ,硕士生导师 ,副教授。
收稿日期  2009-05-25
  荔枝草(SalviaplebeiaR.Br.)唇形科植物。二年生草
本 ,广泛分布于华东 、华南 、西南地区。味苦 、辛辣 、性凉 ,具
有清热解毒 、凉血散淤 、利水消肿之功效;临床用于治疗急性
扁桃体炎 、慢性支气管炎 、阴道炎 、宫颈糜烂 [ 1-2] ,其复方还
可用治疗急性尿路感染等 [ 3] 。近年来 ,医药科学工作者对其
药理作用 、化学成分进行了研究 ,结果表明 ,荔枝草具有抑
菌 [ 4] 、止咳平喘 [ 5] 、祛痰及抗组胺 [ 6] 、抗肝损等药理作用 [ 7] ,
其主要化学成分有高车前苷及其苷元 、泽兰黄酮 、假荆芥属
苷 、咖啡酸 、木香醌酸 、半齿泽兰素等 [ 8-9] 。另据报道 ,荔枝
草提取物对动植物油脂具有明显的抗氧化作用 [ 10-13] ,因此
荔枝草具有良好的应用前景。荔枝草挥发油化学成分的研
究虽然已见报道 ,但笔者分别从不同地域的荔枝草中分别提
取地上和地下部分地方的挥发油 ,分别用 GC-MS和计算机
检索技术对其挥发性成分进行分离鉴定 ,同时进行抑菌活性
及最低抑菌浓度试验 ,将对临床上使用中草药治疗不同细菌
感染有指导意义。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 植物材料。荔枝草 ,分别采自山东日照 、文登 ,经山
东大学威海分校海洋学院植物学副教授赵宏鉴定为 Salvia
plebeiaR.Br.。
1.1.2 试剂。无水乙醚(分析纯 ,用前重蒸);无水硫酸钠
(分析纯);二甲基亚砜(分析纯);庆大霉素(鲁抗医药股份
有限公司);牛肉膏蛋白胨。
1.1.3 主要仪器 。美国 Agilent5973N气相色谱 -质谱联用
仪;培养皿;牛津杯;移液枪;高压蒸汽灭菌锅 (YXQ-LS-
30SII);游标卡尺。
1.1.4 菌种。大肠杆菌 、巨大芽孢杆菌 ,由山东大学威海分
校微生物实验室提供。测试用培养基:巨大芽孢杆菌 、金黄
色葡萄球菌用牛肉膏蛋白胨培养基。
1.2 方法
1.2.1 荔枝草中挥发油的提取 。分别称取一定量的荔枝草
(分为日照和文登荔枝草全草 、地上部分)。借助挥发油提取
器 ,利用水蒸气蒸馏法提取挥发油至量不再增加。将其用重
蒸好的无水乙醚稀释后加入无水硫酸钠干燥 1 d后过滤 ,加
入挥发油中 ,再加入过量的无水硫酸钠 ,干燥一定时间后过
滤 ,置于空气自然挥干乙醚 [ 14] 。
1.2.2 抗菌活性测定 。取 100 μl荔枝草挥发油加入 1ml二
甲基亚砜将其溶解 ,制成体积分数为 100μl/ml样品母液 ,再
将样品母液用二甲基亚砜稀释成体积分数为 80、60、40、20
μl/ml的溶液备用。二甲基亚砜做阴性对照 ,庆大霉素也配
制成相应体积分数 ,作为阳性对照 。在接有试验用菌种的斜
面中加入一定量的无菌水 ,制成一定浓度的菌悬液 ,分别涂
布在牛肉膏蛋白胨培养基表面。将灭菌的牛津杯放入涂布
过的培养基表面 ,每个平板放入 3个牛津杯 ,在每个牛津杯
中加入 30 μl的不同体积分数的溶液。观察细菌的生长情
况 ,确定样品是否有抗菌活性。
1.2.3 最低抑制浓度(MinimumInhibitoryConcentration,简
称 MIC)的测定。能够完全抑制某真菌或细菌生长的最低浓
度为该菌种的 MIC。首先将挥发油用二甲基亚砜配制成体
积分数为 50 μl/ml样品母液 ,再进一步稀释成 5 ~ 35 μl/ml
的一系列体积分数梯度的溶液 ,方法同抗菌活性测定。加入
到牛津杯中 ,观察抑菌圈的大小 ,确定 MIC。
所有试验均设溶剂对照组和空白对照组 ,其数值为 3次
重复的平均值。
1.2.4 气象色谱 -质谱测定条件 。
1.2.4.1 色谱条件。色谱柱的型号为 DB-5MS;毛细管柱的
规格为长 30m,内径 0.25 mm,膜厚 0.25 μm;进样量为 1 μl;
载气为 He;流速为 1 ml/min;柱初温为 50℃,以 10.0℃/min
责任编辑 李菲菲 责任校对 张士敏安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(27):13094-13096
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2009.27.075
速率升温至 280℃,保持 5min;分流比为 1∶100;气化室温度
为 250 ℃。
1.2.4.2 质谱条件。电离方式为 EI离子源 ,倍增器电压为
1 000 V,电子能量为 70 eV;离子源温度为 200℃ ;扫描质量
范围为 -45 ~ 600amu。
2 结果与分析
2.1 挥发油化学成分分析 由表 1可得 ,样品中的化合物
大部分以脂类和烷类化合物为主 ,约占化合物总数的 70%,
与卢汝梅等所做的成分有很大的不同 [15] 。唇形科的许多植
物都含有丰富的挥发油 ,而且其中的化学成分特别是萜类化
合物有广泛的生理活性 ,如镇咳祛痰 、抗菌作用等 ,因此荔枝
草挥发油的药理作用也很值得深入研究 ,这些研究必将为荔
枝草资源的进一步开发利用提供科学依据。
2.2 抑菌活性结果 通过与庆大霉素阳性比较分析可得 ,
表 1 日照荔枝草全草(鲜)挥发油化学成分分析结果
Table1 ThechemicalconstituentsanalysisresultsofessentialoilfromwholefreshgrassofSalviaplebeiainRizhao
编号
No.
化学成分
Chemicalconstituents
分子式
Molecularformula
保留时间∥min
Retentiontime
相对含量∥%
Relativecontent
1 邻苯二甲酸二甲酯 C10H10O4 11.808 1.19
2 丁酸壬酯 C13H26O2 11.892 0.71
3 2-甲基-丁酸辛酯 C13H26O2 12.475 9.81
4 [ 1R-(1α, 3α, 4β)] -4-乙烯基-α, α-4-三甲基-3-(1-甲基乙烯基)环己烷甲醇 C15H26O 12.967 0.28
5 己酸辛酯 C14H28O2 13.100 3.81
6 戊酸壬酯 C14H28O2 13.150 2.13
7 2-甲基丙酸葵酯 C14H28O2 13.192 0.38
8 邻苯二甲酸二乙酯 C12H14O4 13.508 0.13
9 己酸十二酯 C18H36O2 14.242 11.32
10 t-杜松醇 C15H26O 14.325 2.87
11 trans-1-cyclohexylmethyl-2-methyl-cyclohexane C10H18Si 14.475 0.36
12 戊酸十三酯 C18H36O2 14.833 0.51
13 [ 1R-(1R* , 4E, 9S*)] -4, 11, 11-三甲基-8-亚甲基二环 [ 7.2.0]十一-4-烯 C13H20N2 14.900 2.92
14 庚酸辛酯 C15H30O2 15.342 19.46
15 四甲基-1-十六碳烯-1-醇 C20H40O 15.917 1.09
16 6, 10, 14-三甲基-2-十五烷酮 C18H36O 16.058 0.56
17 辛酸十一烷脂 C18H36O2 16.383 3.50
18 庚酸十二烷脂 C18H36O2 17.383 1.67
19 十五烷酸 C15H30O2 17.442 0.83
20 十六烷酸乙酯 C18H36O2 17.492 1.39
21 9, 12, 15-十八三烯 C19H32O2 18.683 1.11
22 2, 3, 11, 15-四甲基十六二烯醇 C20H40O 18.767 4.46
23 磷酸二十八烷醇酯 C36H75O4P 19.083 1.56
24 (Z, Z)-9, 12-十八烷二烯酸甲酯亚油酸甲酯 C19H34O 19.258 4.70
25 2, 6, 10-三甲基-十四烷 C17H36 19.367 1.74
26 叶绿醇 C20H40O 19.617 1.44
27 正二十九烷 C29H60 20.250 0.26
28 正二十一烷 C21H44 21.067 0.64
29 正四十四烷 C44H90 22.592 1.04
30 正四十烷 C40H82 23.358 4.83
31 肉桂酸 C17H28O2 23.442 6.30
32 正三十六烷 C36H74 27.417 1.39
荔枝草中挥发油的抑菌能力不是很强 ,其中对大肠杆菌和副
溶血弧菌的抗性很小 ,对巨大芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌有
一定的抑制作用 ,其 MIC大致为 20 ~40μl/ml(表 2、3)。
表 2 荔枝草挥发油抑菌活性结果
Table2 TheantibacterialactivityresultsofessentialoilfromSalviaplebeia mm
样品浓度∥μl/ml
Sampleconcentration
巨大芽孢杆菌 Bacilusmegaterium
重复 1Repetition1 重复 2Repetition2 重复 3Repetition3
金黄色葡萄球菌 Staphylococcusaureus
重复 1Repetition1 重复 2Repetition2 重复 3Repetition3
100 7.12 5.18 6.15 5.35 4.52 4.78
80 5.43 5.58 4.96 4.74 4.07 4.38
60 4.51 4.32 4.47 4.22 4.02 3.95
40 3.75 5.31 3.52 3.70 4.20 3.83
20 3.29 3.34 2.09 3.96 4.02 3.57
1309537卷 27期                王立宽等 荔枝草挥发油的化学成分分析及抑菌活性研究
表 3 庆大霉素抑菌活性结果
Table3 Theantibacterialactivityresultsofgentamicin mm
样品浓度∥μl/ml
Sampleconcentration
巨大芽孢杆菌 Bacilusmegaterium
重复 1Repetition1 重复 2Repetition2 重复 3Repetition3
金黄色葡萄球菌 Staphylococcusaureus
重复 1Repetition1 重复 2Repetition2 重复 3Repetition3
100 33.11 33.47 29.44 34.88 34.22 35.48
80 30.00 30.41 33.73 34.99 30.56 34.94
60 31.49 30.46 31.16 30.94 33.79 31.35
40 28.34 30.07 29.36 31.02 30.16 29.40
35 27.48 28.31 23.84 28.03 22.95 27.37
30 23.04 28.02 23.37 23.16 29.51 27.92
25 23.46 23.96 27.44 30.90 29.57 28.02
20 24.99 27.38 24.53 29.46 28.24 29.74
15 25.03 25.09 23.94 29.51 29.73 29.48
10 24.49 20.17 22.90 28.21 27.83 29.47
5 22.85 23.44 24.87 25.90 24.54 21.88
3 结论
荔枝草是一种多功能的中草药 ,其探发油成分中以萜类
成分为主 ,有着独特的生物活性。因此 ,研究其成分及抑菌
活性对于药物开发利用等方面有重要意义。
参考文献
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(上接第 13093页)
是考虑到乙醇的沸点是 78.5 ℃,温度过高 ,乙醇挥发严重 ,
生产成本增大 。随着提取时间的延长(在达渗透平衡之前),
物质的浸出量应逐步提高 ,试验中黄酮的浸出量遵循这一规
律 。在基本达到渗透平衡后 ,时间的延长对提取率影响不
大 。试验结果还表明 ,在影响二色胡枝子总黄酮的提取因素
中 ,溶剂浓度和料液比及提取温度是影响提取率的主要因
素 ,提取时间影响相对较小。
(2)大孔吸附树脂是近年来发展起来的一类有机高分子
聚合物吸附剂 ,具有物理化学稳定性高 、吸附选择性独特 、不
受无机物存在的影响 、再生简便 、解吸条件温和 、使用周期
长 、宜于构成闭路循环 、节省费用等优点而广泛应用于生化
物质分离纯化 [ 4] 。考虑到二色胡枝子黄酮的性质 ,故选用极
性较好 、比表面积大 、胶联效果及孔隙度都较好的大孔吸附
树脂 sp700作为层析柱填充料 ,利用大孔树脂的表面吸附及
其与黄酮类化合物分子的酚羟基形成氢键缔合而产生的吸
附作用 ,选择性地吸附黄酮类化合物 ,然后利用溶剂分子与
树脂 、黄酮类化合物形成氢键缔合能力更强的特性 ,将黄酮
解吸 、洗脱 ,从而达到分离纯化的目的 。
(3)试验结果表明 ,二色胡枝子叶中黄酮含量高于茎中
黄酮的含量。二色胡枝子总黄酮的最佳提取条件为乙醇浓
度 40%、温度 70℃、料液比 1∶30、提取时间 3.0h。胡枝子黄
酮纯化及富集的最佳工艺参数为 80%的乙醇洗脱 、进样速度
1.5ml/min、洗脱速度为 2.0 ml/min(层析柜的温度为恒温
40 ℃)。
(4)黄酮类化合物具有较强的活性 ,但由于资源不足 、有
效成分含量低等问题 ,真正投入生产和应用的不多。因此有
必要在植物资源中发掘新的原料来源。胡枝子资源丰富 ,无
毒 、价格低 、栽培容易 、易形成产业化 ,二色胡枝子叶中黄酮
类化合物含量大 ,作为一种植物资源具有广阔的开发前景 。
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13096           安徽农业科学                         2009年