全 文 ：石香薷提取物抑制黄曲霉机制的初步研究
蒋红梅 1,2 方 俊 2,4 卢向阳 2 彭丽莎 3 刘 娇 2
(1湖南农业大学理学院 2生物科学技术学院 3生物安全学院
4湖南正虹科技发展股份有限公司 长沙 410128)
摘要 目的:探讨石香薷提取物抑制黄曲霉的作用机制。方法:采用杯碟法测抑菌圈,参考Victor方法测最低抑
菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC),平板法计数黄曲霉孢子萌发,显微镜观察石香薷提取物作用后的黄曲霉
的形态。结果:石香薷提取物抑制黄曲霉 MIC为 0.15mg/mL,MBC为 0.20mg/mL;石香薷提取物对黄曲霉孢子
萌发有显著的抑制作用,可使黄曲霉菌丝、足细胞、孢子梗的形态发生明显改变。结论:石香薷提取物对黄曲霉
有明显的抑制作用,其抑菌作用与浓度呈正相关,其作用机制是药物首先破坏细胞壁、膜结构,影响细胞正常新
陈代谢,从而影响孢子萌发、菌体形态的改变,进而抑制菌体生长。
关键词 石香薷提取物 黄曲霉 抑制机制
文章编号 1009-7848(2007)04-0047-04
石香薷 (MoslachinensisMaxim.)是唇形科
(Labiatae)荠苧属(Molsa)一年生草本植物,别名
石香葇、细叶香薷等。“本草纲目”中记载“香薷有
野生,有家莳,中州人三月种之,呼为香菜,以充蔬
品。细叶者香裂更甚,今人多用之”[1]。石香薷是食、
药兼用品种,其幼嫩茎叶清香可口,可作配料或菜
蔬,其提取物气味辛香,具有一定的抗菌、抗氧化
作用,有望成为天然的食品添加剂。本文对石香薷
提取物抑制黄曲霉效果及作用机制进行了初步研
究。
1 材料与仪器
1.1 菌株和培养基
菌株:黄曲霉菌(Aspergilusflavus),湖南农
业大学食品科技学院提供。培养基:PDA固体培养
基和PDA液体培养基[4]。
主要试剂:石香薷提取物由湖南农业大学生
化与发酵工程实验室提供。
1.2 主要仪器
HZQ-C型恒温振荡箱,哈尔滨东联电子公
司;HPS-280型生化培养箱,哈尔滨东联电子公
司;UV-1600紫外-可见分光光度计,北京瑞利分
析仪器公司。
1.3 孢子悬液制备
黄曲霉孢子悬液制备参见文献[5]。
2 试验方法
2.1 抑制黄曲霉效果的测定
2.1.1 药液浓度对黄曲霉抑制效果的影响试验
采用杯碟法。抑菌效果判断标准:D≤8mm为不敏
感,8mm为中度敏感,D>19mm为高度敏感。
2.1.2 黄曲霉最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓
度(MBC)的测定 参考Victor方法[6],将黄曲霉孢
子悬液接种于含石香薷提取物梯度浓度的 PDA
固体培养基上,28℃培养48h后观察。将含相同
石香薷提取物浓度的 PDA液体培养基冷却后加
入孢子悬液,28℃振荡培养 48h后涂布平板,培
养48h后观察。测定MIC和MBC。
2.2 石香薷提取物对黄曲霉孢子萌发的影响试
验
向梯度浓度石香薷提取物的培养液中接种黄
曲霉孢子悬液,28℃培养,每隔4h从中取定量培
养液涂布于PDA固体平板上进行霉菌计数至48h。
收稿日期:2006-11-06
基金项目:湖南省教育厅优秀青年基金项目(03B0303)
作者简介:蒋红梅,女,1973年出生,博士生,讲师
通讯作者:卢向阳
Vol.7 No.4
Aug.2007JournalofChineseInstituteofFoodScienceandTechnology
中 国 食 品 学 报第 7卷 第 4期
2007年 8月
中 国 食 品 学 报 2007年第4期
培养72h后进行霉菌孢子萌发计数。
2.3 石香薷提取物对黄曲霉孢子形态及黄曲霉
生长的影响试验
2.3.1 石香薷提取物对黄曲霉孢子形态的影响
试验 将黄曲霉孢子加入到含 1mg/mL石香薷提
取物10%的乙醇溶液中,混匀,静置50～60min,于
4000r/min冷冻离心(4℃);取沉淀孢子,分别蘸
取受石香薷提取物处理的孢子和未经药物处理的
孢子于载玻片上,用相差显微镜观察。
2.3.2 石香薷提取物对黄曲霉生长的影响试验
向含 0.05mg/mL石香薷提取物 PDA培养基中加
入黄曲霉孢子悬液,混匀后倒平板。凝固后,将无
菌盖玻片45°斜插培养基中,28℃培养,每隔一定
时间取样于显微镜下观察。
2.4 数据分析
采用SPSS12.0版数据分析软件分析。
3 结果与分析
3.1 药液浓度对黄曲霉抑制效果的影响
培养 48h后测得不同浓度石香薷提取物对
黄曲霉抑菌圈的作用情况,如表1所示。
药液质量浓度/mg·mL-1 0 2 4 6 8 10 12 14
抑菌圈直径/cm 0.00±0.00a 1.10±0.10b 1.77±0.33c 2.40±0.58d 2.67±0.67e 2.87±0.03f 3.07±0.03g 3.53±0.09h
表1 不同浓度石香薷提取物对黄曲霉的抑制效果
Table1 InhibitoryefectsofMoslachinensisMaxim.extractiveonAspergilusflavus
注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
表 1中石香薷提取物质量浓度为 2～14mg/
mL时,与对照均呈显著差异,且随浓度呈正相关,
说明石香薷提取物有很好的抑菌作用。试验测得
其最低抑菌质量浓度为0.15mg/mL,最低杀菌质
量浓度为0.20mg/mL。
3.2 石香薷提取物对黄曲霉孢子萌发的影响
用不同浓度的百里香酚药液处理黄曲霉孢
子,涂板后观察孢子的萌发情况,见表 2。与对照
组相比,当百里香酚质量浓度为 0.05mg/mL时,
黄曲霉孢子萌发数在8～12h较为稳定,无明显抑
制作用(P>0.05);当百里香酚质量浓度为0.10mg/
mL时,作用8h以后均对孢子萌发存在显著抑制
作用(P<0.01);当百里香酚质量浓度分别为 0.20、
0.40mg/mL时,各处理组与对照组黄曲霉孢子萌
发数之间存在显著性差异(P<0.01),并且随着作
用时间的延长,黄曲霉孢子萌发数明显下降。0.20
mg/mL处理组作用时间至 16h几乎无孢子萌发,
0.40mg/mL处理组作用时间至 12h后几乎无孢
子萌发。
8 32.33±0.33** 55.67±1.76** 87.67±0.88** 92.33±0.92Δ 94.00±1.73
12 - 15.33±1.76** 77.67±0.88** 91.67±1.64Δ 94.3±0.67
16 - - 63.00±1.15** 97.67±2.60Δ 98.33±1.20
20 - - 53.67±0.88** 85.33±0.33** 93.00±1.15
24 - - 51.33±1.20** 82.33±0.88** 94.30±0.88
28 - - 61.67±0.88** 93.67±1.20* 97.33±0.88
32 - - 52.33±0.88** 87.67±0.88Δ 90.00±0.58
36 - - 46.00±1.73** 84.30±0.33** 89.67±1.20
40 - - 44.33±1.20** 87.33±0.33** 97.00±0.58
44 - - 36.67±0.88** 91.38±0.33Δ 93.00±0.58
48 - - 34.67±1.45** 85.33±0.33** 91.67±0.33
4 94.67±1.20** 94.67±0.88** 100.67±0.67Δ 97.33±1.82* 101.67±1.45
0.40 0.20 0.10 0.05 CK
处理时间/h
百里香酚质量浓度/mg·mL-1
表2 不同浓度百里香酚处理不同时间后黄曲霉孢子萌发数
Table2 GerminationsporesofAspergilusflavusafterthetreatmentwithdiferentconcentrationthymol
fordiferenttime(generalaverage)
注:“Δ”表示与同行的对照组不存在显著性差异(P>0.05);“**”表示与同行的对照组存在极显著性差异(P<0.01);“*”表示与同行的对照
组存在显著性差异(0.0148
第7卷 第4期
3.3 石香薷提取物对黄曲霉孢子形态及黄曲霉
生长的影响
显微镜观察石香薷提取物处理前、后孢子、菌
丝、足细胞、分生孢子梗的形态,结果见图4。
未经药物处理的孢子形状为规则的球形或椭
球形,而经石香薷提取物处理过的孢子形状发生
改变,并且有些孢子开始破裂。空白组菌丝饱满,
舒展,足细胞非常明显,分生孢子梗饱满且比较
直。经0.05mg/mL石香薷提取物处理后,长出的黄
曲霉菌丝扭曲,欲折,分支少,足细胞不明显,分生
孢子梗萎缩且扭曲,分生孢子数量明显减少。
A-1 A-2 B-1 B-2
C-1 C-2 D-1 D-2
注:A-1:空白孢子;B-1:空白菌丝;C-1:空白足细胞;D-1:空白分生孢子梗;A-2:处理孢子(0.05mg/mL);B-2:处理菌丝;C-2:处
理足细胞;D-2:处理分生孢子梗(石香薷提取物浓度0.05mg/mL)。
图1 A-1至D-2为药物处理前、后黄曲霉孢子及菌体生长情况
Fig.1 A-1toD-2germinationofsporesandthemorphologyofhypha,footcelandconidiophore
ofAspergilusflavusbeforeandaftertreatedwith0.05mg/mLextractiveofmoslachinensisMaxim.
4 讨论
4.1 抑制黄曲霉的作用机理
将石香薷提取物作用于黄曲霉,并观察石香
薷提取物作用不同时间后黄曲霉孢子的萌发情况
及药物处理对孢子形态和菌丝生长的影响。试验
结果表明,0.20mg/mL石香薷提取物作用于黄曲
霉16h后,几乎所有孢子失去萌发力。显微观察
发现黄曲霉菌丝、足细胞、分生孢子梗形态均发生
明显变化,分析其原因可能是石香薷提取物作用
于细胞壁、细胞膜等结构,引起细胞膜的破裂,细
胞不能维持固有形态,出现菌丝扭曲、变形,甚至
折断,胞内外物质交换受阻,结合于胞膜上的各种
酶不能正常发挥作用,导致菌细胞对营养物质吸
收降低,生物大分子合成受阻,从而进一步影响真
菌细胞的生长和繁殖,甚至导致死亡。
4.2 化合物结构对抑菌机理的影响
石香薷提取物中主要是萜类物质,分子中带
有烷基侧链及酚羟基。烷基侧链是低极性基团,而
酚羟基是强极性基团,这使得这类分子在某种程
度上具有“表面活性剂”的特性或者能够溶解细胞
表面脂类物质,因而推测这可能是其抑菌作用的
机理之一。Knobloch研究了40种萜类物质对琥珀
酸脱氢酶(SDH)活性、呼吸链的电子传递以及氧
化磷酸化过程的影响,结果发现在5×10-3mol/L浓
石香薷提取物抑制黄曲霉机制的初步研究 49
中 国 食 品 学 报 2007年第4期
度下,所有供试萜类物质都能抑制上述反应,这表
明该类化合物可能是通过影响菌类的呼吸作用及
细胞膜功能而发挥抑菌作用的。药物抑制黄曲霉
的机理很复杂,有关石香薷提取物的抗黄曲霉机
理仍需在分子水平上进行探讨。
参 考 文 献
1.中华人民共和国卫生部 (第3部).药典 [M].北京:人民出版社,1985.95～100
2.郑占虎.中药现代化研究与应用 (第4卷) [M].北京:学苑出版社,1998.3354～3360
3.国家中医药管理局 《中华本草》编委会.中华本草 (下册) [M].上海:上海科学与技术出版社,1998.1620～1625
4.沈萍.微生物学实验 [M].第3版.北京:高等教育出版社,1999.215～215
5.谢小梅,方建茹,许扬.肉桂醛、柠檬醛抗黄曲霉作用的研究 [J].食品科学,2004,25(9):32～34
6.VictorL.Antibioticsinlabaratorymedicine[M].Baltimore:TheWilkisCompany,1981.6～9
7.罗曼,蒋立科,邹国林.柠檬醛抑制黄曲霉生长机理的研究 [J].武汉大学学报 (理学版),2001,47(6):746～751
8.KnoblockK,PauliA,IberlB.Antibacterialandantifungalpropertiesofessentialoilcomponents[J].Essent.Oil.
Res.,1989,1(3):119～128
StudiesonMechanism ofInhibitoryEfectsofMoslaChinensisMaxim.Extractiveson
AspergilusFlavus
JiangHongmei1,2 FangJun2,4 LuXiangyang2 PengLisha3 LiuJiao2
(1ColegeofSience 2ColegeofBioscienceandBiotechnology 3ColegeofBiosafety,HunanAgriculturalUniversity
4HunanZhenghongBio-tech-develCo.,LTD.,Changsha410128)
Abstract Objective:TostudytheinhibitoryefectsandinhibitorymechanismofMoslachinensisMaxim.extractives
onAspergilusflavus.Methods:AntimicrobialactivitiesofMoslachinensisMaxim.extractivesweredeterminedbycup-
platemethod,andVictormethodwereusedtomeasureminimuminhibitoryconcentrationandminimumbactericidalcon-
centration,platecountingmethodwereusedtomeasurethegerminationofspores, themorphologyofAspergilusflavus
wereobservedbymicroscope.Results:Theminimum inhibitoryconcentrationofMoslachinensisMaxim.extractiveson
Aspergilusflavuswas0.15mg/mL,andtheminimalbactericidalconcentrationofMoslachinensisMaxim.extractiveson
Aspergilusflavuswas0.20mg/mL.ExtractivesofMoslachinensisMaximcouldinhibitthegerminationofsporesobvious-
ly,themorphologyofhypha,footcelandconidiophoreshowedobviouslychangescomparedwiththecontrast.Conclu-
sion:ExtractivesofMoslachinensisMaximcouldinhibitAspergilusflavusobviously,theinhibitefectscouldbeaccu-
mulatedalongtheextractivesconcentrationofMoslachinensisMaxim.TheinhibitorymechanismofMoslachinensisMax-
im.extractivesonAspergilusflavuswasconjecturedasfolows:extractivesofMoslachinensisMaxim.haveinfluenceon
celwalormembraneanditssomenormalfunctionwasdestroyed,further,themorphologyofhypha,footceland
conidiophoreshowedobviouslychanges.
Keywords ExtractivesofMoslachinensisMaxim.Aspergilusflavus Inhibitorymechanism
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