免费文献传递   相关文献

留兰香挥发油的薄层分离及抗菌活性研究



全 文 :留兰香挥发油的薄层分离及抗菌活性研究
张晓伟1,李青雨2,王德国1,石倩倩1,王佳华1*
(1.许昌学院化学化工学院,河南许昌 461000;2.许昌学院城市与环境科学学院,河南许昌 461000)
摘要 [目的]对留兰香挥发油的组分及抗菌活性进行研究。[方法]采用薄层色谱法对留兰香挥发油的组分进行初步分离,采用扩散
法及紫外可见分光光度法对留兰香挥发油的抗菌活性进行测定。[结果]以石油醚∶乙酸乙酯(V∶ V =6∶ 1)为层析液时,留兰香挥发油的
分离效果最好,分离出 4种主要物质;留兰香精油对 3种试验菌株的抑菌性为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)>金黄色葡萄球菌(Staphy-
lococcus aureus)>大肠杆菌(Escherichia coli);对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的最低抑菌浓度(MIC)分别为:0. 50、1. 00、3.
50 μl /ml。[结论]留兰香挥发油具有抑菌作用,这为综合开发留兰香提供了理论基础。
关键词 留兰香;挥发油;薄层色谱;抗菌活性
中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)17 -10263 -02
Study on Thin-layer Chromatography Separation and Anti-bacterial Activity of Mentha spicata Linn Essential Oil
ZHANG Xiao-wei et al (College of Chemistry,Xuchang University,Xuchang,Henan 461000)
Abstract [Objective]To study the composition and the anti-bacterial activity of volatile oil from Mentha spicata Linn. [Method]Using
thin-layer chromatography (TLC),the compositions of essential oil from Mentha spicata Linn were separated. The inhibitory activity was deter-
mined by diffusion method combining with UV spectrophotometry. [Result]Using petroleum ether-ethyl acetate (V∶ V = 6∶ 1)as chromatogra-
phy liquid,the essential oil from Mentha spicata Linn was best in separation and four components were obtained. The inhibitory effect of vola-
tile oil from Mentha spicata Linn to three test strains was determined to be Bacillus subtilis > Staphylococcus aureus > Escherichia coli with MIC
value of 0. 50,1. 00 and 3. 50 ul /ml,respectively. [Conclusion]The volatile oil from Mentha spicata Linn had anti-bacterial effect,which
provided theoretical basis for comprehensive development of Mentha spicata Linn.
Key words Mentha spicata Linn;Volatile oil;TLC;Anti-bacterial activity
基金项目 许昌学院校内项目(2011B023)。
作者简介 张晓伟(1982-) ,男,河南许昌人,讲师,硕士,从事食品生物
技术、天然产物开发的研究。* 通讯作者,副教授,博士,
E-mail:w. jiahua@ 163. com。
收稿日期 2011-03-21
留兰香(Mentha spicata Linn)为唇形科薄荷属多年生草
本植物[1],作为一种药食兼用作物已被广泛应用于食品及医
药行业,河南特产之一十香菜是留兰香的一种,其外形和薄
荷的叶子相似,比薄荷稍小、稍厚,有凹凸不平的纹路;口感
上,薄荷有点麻,留兰香则清香可口。留兰香因其香气宜人,
味道鲜美可口,在民间被广泛用作净化空气的观赏植物和蔬
菜。其精油主要用于日化、食品以及医药等领域[2],如被广
泛用于牙膏、口香糖、口腔清洁用品、洗涤剂等的生产。留兰
香具有疏风散热、和中理气、辟秽解毒、消炎、止血、收敛之功
效,常用于治疗伤风感冒、头痛、胃气痛、目赤、口疮、牙痛等
症。此外,由于其精油含有香辣气味可以驱蚊虫,所以在环
境美化及生物防治中也有着广泛的应用。因此,加大留兰香
的化学成分、生理活性物质的研究,拓宽十香菜的应用是亟
待解决的问题。目前,大多研究主要集中在对留兰香精油的
提取方法及通过 GC-MS对其主要成分进行鉴定等方面[3 -4],
有关留兰香精油薄层色谱分离及抗菌活性研究方面的报道
较少。笔者系统地对留兰香精油的薄层分离条件及对食品
中常见致病菌的抑菌活性进行了初步探究,以期为综合开发
利用留兰香提供一定的理论基础和科学依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 供试材料。留兰香叶子,采自许昌市郊区生长的野
生留兰香。
1. 1. 2 菌种。大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) ,均
由许昌学院化学化工学院食品微生物实验室保藏。
1. 1. 3 主要试剂。营养肉汤培养基、牛肉膏、蛋白胨、氯化
钠、琼脂,均为市售一般化学纯试剂;薄层硅胶,分析纯,由青
岛海洋化工有限公司生产;羧甲基纤维素钠,食品级,由郑州
天龙食品添加剂有限公司生产;石油醚,分析纯,由天津市福
晨化学试剂厂生产;乙酸乙酯,分析纯,由天津市化学试剂厂
生产;碘晶体,分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司;无
水乙醇,分析纯,由开封市东大化工有限公司生产。
1. 1. 4 主要仪器。YP2002N 电子分析天平,由上海箐海仪
器有限公司生产;721型紫外分光光度计,由北京莱伯泰科科
技有限公司生产;HX-100型高速中药粉碎机,由浙江省永康
市溪案五金药具厂生产;SW-CJ-2FD 净化工作台,由苏州净
化设备工程有限公司生产;spx-250-BS生化培养箱,由上海博
泰实验设备有限公司生产;SPX-250-Z振荡培养箱,由上海博
泰实验设备有限公司生产;YXQ-LS-50 立式压力蒸汽灭菌
锅,由上海博讯实业有限公司医疗设备厂生产。
1. 2 方法
1. 2. 1 留兰香精油的制备。参照《中国药典》2000 版附录
XD挥发油测定法[5],准确称量干燥留兰香叶 50 g,加入
200. 0 ml蒸馏水,连接至挥发油提取装置,采用常压水蒸气
蒸馏法提取[6],得到淡黄色有特殊香味的油状物。将留兰香
精油及精油提取后的水溶液置于 - 20 ℃冰箱中保藏,备用;
同样条件下,提取薄荷挥发油,备用,以作对比。
1. 2. 2 留兰香精油的薄层层析。
1. 2. 2. 1 薄层板的制备。取 6 g硅胶放入研钵中,逐渐加入
0. 5%的羧甲基纤维素钠水溶液 16. 0 ml,研磨至均匀的糊状
且无气泡,涂于洁净的 2. 6 cm × 7. 6 cm载玻片上,制成薄厚
均匀、表面光洁的薄层板。将制好的薄层板在室温下晾干后
放入烘箱中,110 ℃活化 60 min,备用[7]。
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(17):10263 - 10264,10339 责任编辑 刘群燕 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.17.157
1. 2. 2. 2 点样。取活化好的薄层板,在距一端 1. 0 cm处用
铅笔轻轻划一横线作为起始线,用平整的毛细管插入挥发油
中,在同一块板中分别点留兰香挥发油和薄荷油,样点间距
1. 0 ~1. 5 cm,样点距边缘至少 0. 5 cm 。
1. 2. 2. 3 展开、显色。为得到较理想的分离效果,试验中选
择不同的溶剂为扩展剂,待样点干燥后,放入已加入展开剂
的 150 ml层析缸中展开,当展开剂前沿上升到适当距离取
出,用吹风机吹干。将吹干的薄层板用碘做显色剂显色,观
察显色情况,并记录原点至斑点中心及展开剂前沿的距离,
计算比移值(Rf) :Rf = D /L。
式中,D为溶质的最高浓度中心至原点的距离;L为溶剂
前沿至原点中心的距离。
1. 2. 3 抗菌活性的测定。
1. 2. 3. 1 供试菌悬液的制备。取 37 ℃活化培养 24 h的大
肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的菌种斜面,用无菌
生理盐水制成 107 ~ 108 CFU /ml的菌悬液。
1. 2. 3. 2 抑菌圈直径的测定。采用滤纸片法进行测定。将
2%琼脂溶液和牛肉膏蛋白胨培养固体基进行高压蒸汽灭
菌,并冷却至 45 ℃左右。在无菌培养皿底倾注 10. 0 ml琼脂
溶液,冷却,备用。将 0. 5 ml供试菌悬液加入到 250. 0 ml 冷
却至 45 ℃的牛肉膏蛋白胨培养基中,混合均匀,用灭菌移液
管准确移取 15. 0 ml含供试菌的培养基倾注到带有冷却琼脂
表面的培养皿中。待平板凝固后,用无菌镊子夹取沾有一定
量样液的 16 mm灭菌滤纸片贴于平板中心[8],每种样液作 3
组平行,于 37 ℃培养 18 ~24 h,观察滤纸片周围抑菌圈的大
小,并测量其直径。
1. 2. 3. 3 抗菌活性的测定。取 24 支装有 4. 5 ml 营养肉汤
培养基的试管,灭菌,分为 3 组,分别编号 1 ~ 8,各加入 0. 5
ml供试菌菌悬液。用 25 μl 微量进样器分别吸取 25. 0、12.
5、6. 5、3. 5、1. 5、0. 5、0 μl 留兰香精油,加入到 1 ~ 7 号试管
中。8号试管放入 4 ℃冰箱冷藏作空白对照,其余 7 支试管
在振荡培养箱中 37 ℃下振荡培养 24 h,用紫外可见分光光
度计于 600 nm波长处测其吸光度值[9]。
2 结果与分析
2. 1 薄层层析分离结果 为获得最佳的薄层层析分离效
果,分别探讨了不同展开剂组成如石油醚∶乙酸乙酯 =1∶ 1
(体积比,下同)、石油醚∶乙酸乙酯 = 8∶ 4、石油醚∶乙酸乙酯
=6∶ 2、正己烷∶乙酸乙酯 =7∶ 3、正己烷∶乙酸乙酯 =8∶ 4、石油
醚∶乙酸乙酯 =9∶ 1、石油醚∶乙酸乙酯 = 3∶ 1、石油醚∶乙酸乙
酯 =6∶ 1等对薄层层析分离效果的影响。结果表明,当展开
剂为石油醚∶乙酸乙酯 =6∶ 1时分离效果最好(图 1)。
注:1.留兰香;2.薄荷。
Note:1. Mentha spicata Linn;2. Mentha haplocalyx Briq.
图 1 留兰香挥发油与薄荷挥发油 TLC(左侧:留兰香右侧:薄荷)
Fig. 1 TLC of essential oil of Mentha spicata Linn and Mentha
haplocalyx Briq
表 1 留兰香和薄荷挥发油中主要成分 Rf值
Table 1 The Rf of main composition of essential oil Essential oil Linn
and Mentha haplocalyx Briq
挥发油
Volatile oil 1 2 3 4
薄荷挥发油 Mint volatile oil 0. 38 0. 60 0. 77 -
留兰香挥发油 Essential oil of
Men tha spicata linn
038 0. 50 0. 68 0. 77
由表 1可知,留兰香和薄荷虽都属唇形科,薄荷属植物,
形态也较相近,但其精油的组成却有较大差异。留兰香含有
4种主要成分,其中有 2 种成分与薄荷相同;此外,留兰香还
含有 2种含量较高的独特成分;可能由于这些物质的差异使
留兰香挥发油即具有薄荷的香味又有其独特的风味和功能。
图 2 留兰香精油对试验菌株的抑制效果
Fig. 2 The anti-bacterial effect of Mentha spicata Linn essential oil
2. 2 留兰香精油及精油提取后水溶液的抗菌活性 留兰香
精油对食品中常见的 3种致病菌的抑制效果如图 2所示。
由表 2可知,留兰香精油对 3株供试菌的抑菌性强弱顺
(下转第 10339页)
46201 安徽农业科学 2011 年
和钾肥一般溶解度高,易于流失,在砂质土壤中应少量多次
施用。
参考文献
[1]王照平.河南林业生态省建设规划[M].郑州:黄河水利出版社,2008.
[2]魏克循.河南土壤地理[M].郑州:河南科学技术出版社,1995.
[3]刘劲,高晋东.水土流失是太行山区主要自然灾害初析[J].山西林业
科技,1999,6(2):26 -29.
[4]窦菲,刘忠宽,秦文利,等.绿肥在现代农业中的作用分析[J].河北农
业科学,2009,13(8):37 -38,51.
[5]吴宗兴,周永丽,干少雄,等.干旱地带侧柏幼林地绿肥种植研究[J].
四川林业科技,2005,26(4):24 -28.
[6]刘苇,余雪标.桉树人工林林下间作绿肥对土壤的改良效应研究[J].
热带林业,2008,36(2):16 -20.
[7]张鼎华,叶章发.杉木、马尾松轮作对林地土壤肥力和林木生长的影响
[J].林业科学,2001,37(5):10 -15.
[8]邱贵云.林业苗圃地连作和轮作对苗木生长及土壤肥力影响的研究
[J].福建林业科技,2007,34(2):109 -111,118.
[9]李彦慧,张丽娟,宋珍,等.浅谈土壤肥力与林业可持续发展[J].河北
林业科技,2003,1(1):34 -36.
[10]陈爱玲,陈青山,蔡丽萍.杉木拟赤杨混交林土壤肥力的研究[J].土
壤与环境,2000,9(4):284 -286.
[11]孙翠玲,朱占学,王玲,等.杨树人工林地力退化及维护与提高土壤肥
力技术的研究[J].林业科学,1995,31(6):506 -511.
[12]袁巍,皮兵.林业施肥的特点及配肥中应注意的问题[J].湖南林业科
技,2006,33(6):81 -83.
[13]王力,张青峰.林地施肥及水肥平衡的综述[J].陕西林业科技,2000
(2):70 -73,77.
[14]戴如甫,李昌富.苗木追肥技术要点[J].湖南林业,2008(6):19.
[15]JIANG X D,LI Y X. Path analysis on the meteorological factors impacting
soil respiration rate of wheat field[J]. Agricultural Science & Technolo-
gy,2009,10(1):74 -76,156.
[16]刘晓霞,王明玖.浑善达克沙地土壤种子库结构与动态特征[J].畜牧
与饲料科学,2009,30(2):42 -46.
[17]CHAI H M,ZHANG M M,CAI H J. Study on the soil moisture stress level
in regulated deficit irrigation experiment[J]. Agricultural Science &
Technology,2009,10(2):154 -156.
[18]包秀荣,红梅,韩国栋,等.增温和施肥对土壤有机质的影响———以内
蒙古农牧业科学院四子王旗基地为例[J].畜牧与饲料科学,2009,30
(3):153 -154.
[19]QIAN Y,YANG L J. Effects of cadmium pollution in soil on physiological
and biochemical index of Allium sativum L.[J]. Agricultural Science &
Technology,2009,10(3):7 -10.
[20]刘明美.土壤 Cu2 +污染对植物生长影响的研究进展[J].畜牧与饲料
科学,2009,30(4):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
34 -35.
(上接第 10264页)
序为:枯草芽孢杆菌(32. 5 mm)> 金黄色葡萄球菌(30. 5
mm)>大肠杆菌(19. 2 mm) ,而精油提取后的水溶液对 3 株
菌几乎都没有抗菌活性。由此可知,留兰香的抗菌活性万分
主要存在于其挥发性成分中,且对革对革兰氏阳性菌的抑制
效果强于阴性菌,对杆状阳性菌的抑制效果强于球状菌。
表 2 留兰香精油及其提取后的水溶液对实验菌株的抑菌圈直径
Table 2 The antibiotic ability of Mentha spicata Linn essential oil and
the water without essential oil mm
溶液
Solu tion
大肠杆菌
Escherichia coli
金黄色葡萄球菌
Staphylococcus
aureus
枯草芽孢杆菌
Bacillus subtilis
留兰香精油 Essen-
tial oil of Mentha spi-
cata Linn
19. 2 30. 5 32. 5
水溶液 Aqueous so-
lution
16. 0 16. 3 16. 4
表 3 不同浓度的留兰香精油的抑菌效果
Table 3 The inhibitory effect of different concertration of Mentha spi-
cata Linn essential oil
精油浓度
Concentration of
essential oil∥μl /ml
枯草芽孢杆菌
(OD值)
Bacillus subtilis
金黄色葡萄球菌
(OD值)
Staphylococcus
aureus
大肠杆菌
(OD值)
Escherichia coli
5. 00 0. 009 0. 046 0. 083
2. 50 0. 012 0. 053 0. 144
1. 25 0. 030 0. 086 0. 133
0. 70 0. 058 0. 206 0. 169
0. 30 0. 107 0. 488 0. 395
0. 10 0. 176 0. 695 0. 573
0 0. 740 0. 754 0. 692
0(CK) 0 0 0
由表 3可知,液体菌液的吸光度值随着加入精油浓度的
降低而增加,且与溶液中的菌体浓度呈一定的比例关系。通
过对不同吸光度值溶液中的菌体数量进行平板计数可知,当
溶液吸光度为 0. 100 时,菌体生长基本被完全抑制,所以以
溶液吸光度值为 0. 100 时的浓度作为该供试菌的最小抑菌
浓度(MIC)。由此可知,枯草芽孢杆菌的 MIC值为 0. 50 μl /
ml,金黄色葡萄球菌的 MIC 值为 1. 00 μl /ml,大肠杆菌的
MIC值为 3. 50 μl /ml,这与前面纸片扩散法测得的抗菌结果
一致。
3 结论
采用薄层色谱法对留兰香挥发油成分进行初步分离,结
果表明,以石油醚∶乙酸乙酯 = 6∶ 1为层析液时,留兰香精油
的分离效果最好,分离出 4种主要物质。通过纸片扩散法和
可见紫外分光光度法对留兰香精油的抑菌活性进行研究,结
果表明,留兰香精油对革兰氏阳性细菌枯草芽孢杆菌和金黄
色葡萄球菌的抑制效果(抑菌圈直径分别为 32. 5、30. 5 mm)
明显强于对革兰氏阴性菌枯草芽孢杆菌(19. 2 mm)的抑制
效果。通过对其抑菌效果的定量试验可知,留兰香精油对枯
草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的最低抑菌浓度
(MIC)分别为 0. 50、1. 00、3. 50 μl /ml。
参考文献
[1]丁宝章,王遂义.河南植物志(第三册)[M].郑州:河南科学技术出版
社,1997:377 -379.
[2]何璞,康占国.留兰香的生产应用[J].河南农业,2004(8):21.
[3]何洛强.苏格兰留兰香精油与安徽留兰香精油的分析探讨[J].口腔护
理用品工业,2010,20(1):27 -30.
[4]杨国丽,吴卫,郑有良,等.薄荷和留兰香嫩叶维生素种类及含量研究
[J].食品科学,2009,30(2):228 -231.
[5]梁呈元,傅晖,李维林,等.薄荷油不同提取方法的比较[J].时珍国医
国药,2007,18(9):2085 -2086.
[6]刘继鑫,王克霞,李朝品.水蒸气蒸馏法提取中药挥发油存在的问题及
解决方法[J].时珍国医国药,2008,19(1):97 -98.
[7]王敏,祝渊静,赵国良,等.天然胡萝卜素的提取及分离[J].重庆理工
大学学报,2010,24(3):28 -32.
[8]张薇,程政红,刘云国,等.植物挥发性物质成分分析及抑菌作用研究
[J].生态环境,2007,16(5):1455 -1459.
[9]魏琴,周宇科,周黎军,等.油樟油抑制细菌生长的活性试验[J].热带
农业科学,2009,29(1):5 -7.
[10]王洪水.饲用抗菌促生长剂大蒜素的应用[J].畜牧与饲料科学,2009,
30(5):27 -28.
[11]朱慧.少花龙葵叶挥发油成分的鉴定[J].西南农学报,2011(1):94 -
100.
9330139 卷 17 期 毛家伟等 河南省主要林业土壤现状与改良建议