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红檵木叶抑菌活性物提取分离研究



全 文 :225※工艺技术 食品科学 2007, Vol. 28, No. 10
肪的58.60%。
3.2采用超临界CO2流体萃取技术提取CSLA,具有工
艺简单、省时节能、无溶剂残留等优点,优于传统有
机溶剂法,脱脂后玉米皮是生产高品质膳食纤维的良好
原料,实现玉米皮高附加值综合利用价值。
参考文献:
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收稿日期:2007-06-20
基金项目:湖南省自然科学基金项目(03JJY6016);湖南省张家界市高新技术引导资金项目(04HT023)
作者简介:钟以举(1951-),男,副教授,研究方向为生物资源开发与利用。
红檵木叶抑菌活性物提取分离研究
钟以举,唐克华,钟 维,黄早成,卢成瑛
(吉首大学 湖南省林产化工工程重点实验室,湖南 张家界 427000)
摘 要:用不同浓度乙醇作提取溶剂,采用正交试验,通过抑菌实验得到红檵木叶抑菌活性物质最佳提取条件
为:60%乙醇、45℃、3h。提取物对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为12.5mg/ml,对痢疾杆菌为50mg/ml,对
大肠杆菌为25mg/ml。提取液抑菌活性具热稳定性,但在碱性条件下不稳定。溶剂萃取以乙酸乙酯萃取物抑菌活
性最强,硅胶柱层析和薄层层析进一步分离,得到三个抑菌活性较强的组分,化学反应和UV检测表明其属可水
解鞣质类。
关键词:红檵木叶;抑菌活性;柱层析;薄层层析;可水解鞣质
Study on Extract and Separate Bacteriostatic Active Composition from
Loropetalum Chinese var. ubrum L aves
ZHONG Yi-ju,TANG Ke-hua,ZHONG Wei,HUANG Zao-cheng,LU Cheng-ying
(Provincial Key Laboratory of Forest Production and Chemical Engineering, Jishou University, Zhangjiajie 427000, China)
Abstract :An ibioticsubstance of Loropetalum Chinesevar. rubrum l aves were extracted by the ethanol in orthogonal test.
The optimum extracting conditions are: 60% ethanol , 45℃ and 3h. Extract acted on Staphyloc clus aureus,Shigella
dysenteroae and Escheichia coli, the MIC was 12.5 mg/ml, 50 mg/ml and 25 mg/ml respectively. Extracting solution was not
steady in the alkaline environment, but was steady in the hi-temp. Antibioticsubstance could be extracted by the ethyl
acetatehe three bacteriostatic active composition were isolated with silica gel chromatography and thin-layer chromatography
(TLC) in the extract of ethyl acetate. The result of chemical reaction and the examination of UV showed that extracts are
hydrolysable tannin.
Key words:Loropetalum Chinese var. rubrum leaves;bacteriostatic activity;column chromatography;TLC;
hydrolysable tannin
2007, Vol. 28, No. 10 食品科学 ※工艺技术226
表1 因素水平表
Table 1 Levels of factors
水平
因素
A 浓度(%) B 温度(℃) C 时间(h)
1 30 30 1
2 60 45 2
3 90 60 3
红檵木(Loropetalum chinense var. ubrum Yieh),为
金缕梅科檵木属常绿灌木或小乔木,系檵木(L.chinense)
的变种,为湖南浏阳特产[1]。红檵木枝叶繁茂,树姿
多态,花红叶红,具有很高的观赏价值,已成为我国
广泛栽培的园林树种。有文献报道檵木含鞣质、脂肪
酸、槲皮素、异槲皮甙、黄酮类、酚性物质及有机
酸,具有止血、止泻、生肌、消炎、镇痛等作用,
可用其治疗烧伤、子宫出血、外伤出血、腹痛腹泻等
病症[2-3]。湘西民间也常用檵木鲜叶煎服治腹泻,有奇
效,腹泻病因之一是细菌性感染。我们曾对檵木的抑
菌活性进行研究报道[4],鉴于民间常有同种植物中以红
色植株药性更好的传说,我们对红檵木叶提取物进行了
提取分离及其抑菌活性研究,以期为红檵木的综合开发
利用提供参考。
1 材料与方法
1.1材料与试剂
红檵木叶 实验所用红檵木叶于2006年8月份采于
吉首大学校园内,4 5℃烘干,粉碎。
供试菌种 金黄色葡萄球菌(Staphylococlus aureus
S.a),大肠杆菌(Escheichia coli E.c),痢疾杆菌(Shigella
dysenteroae S.d),购于湖南省疾病预防控制中心,湖
南省林产化工工程重点实验室冷冻保藏。
培养基 牛肉膏蛋白胨培养基。
试剂 薄层硅胶H、柱层析硅胶 青岛海洋化工
厂,其他所用试剂均为分析纯。
1.2仪器
旋转蒸发仪(RE540 yamato);pH酸度计(HM-205
TOA);培养箱(PW/10-002) 重庆;超净工作台(CCV-
1311);高压蒸汽灭菌器(SM-52);万分之一天平(AEG-
220)等。
1.3抑菌活性物提取[4]
采用乙醇作溶剂,以溶剂浓度A、提取温度B、
提取时间C三因素三水平、采用L9(34)正交表设计正
交试验(见表1)。取红檵木叶粉加入适量溶剂回流提
取(液固比8:1),滤液浓缩至生药浓度为1g/ml,检测
各提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌
生长的抑制活性,经方差分析得最佳活性提取物的提
取方法。以后按此法制备最佳活性提取物,0~4℃
保存备用。
1.4抑菌活性测定[5-6]
采用纸片扩散法测定抑菌活性。在盛有100片
Φ6mm无菌滤纸片的小瓶中加入1ml提取液,45℃烘干
得药敏纸片备用。于已活化的菌种管中加入适量生理盐
水,刮取菌苔,混匀,制成107CFU/ml的菌悬液。向
营养平板中分别加入0.1ml菌悬液,涂布均匀,将药敏
纸片等距放入含菌平板,37℃、12h后开始观测记录抑
菌圈直径。另设水为阴性对照、提取溶剂为空白对照、
10mg/ml的黄连素为阳性对照。
1.5最小抑菌浓度(MIC)测定[7]
将提取物稀释成不同浓度,取药液0.1ml加入到
装有0.8ml的牛肉膏蛋白胨液体培养基的试管中,接
入0.1ml的菌悬液,摇匀,各试管菌液浓度为107CFU/ml,
含生药量分别为1、0.75、0.5、0.25、0.1、0.075、
0.05g/ml,37℃、12h后开始观察有无菌生长,以能
抑制细菌生长的提取物的最高稀释度作为其最低抑菌
浓度。另设溶剂为空白对照、10mg/ml黄连素为阳性
对照。
1.6酸碱稳定性试验[8]
用稀盐酸和稀氨水溶液将提取物pH值分别调至2、
4、6、7、8、10、12,保持药液浓度为1g/ml,纸
片扩散法测定抑菌活性。
1.7热稳定性试验[8-9]
试管分装适量提取物,分别置85、100、121℃处
理,纸片扩散法测定抑菌活性。
1.8抑菌活性物的分离[10]
1.8.1溶剂萃取
提取物依次用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇
萃取,各萃取液及萃余水相浓缩至药液浓度为1g/ml,
纸片扩散法测定抑菌活性。
1.8.2硅胶柱分离
将乙酸乙酯萃取物上硅胶柱,溶剂系统为氯仿-乙
酸乙酯-乙醇-甲酸-水(体积比为6:4:4:1:1、6:4:10:1:2)、
乙醇,梯度洗脱,10ml/管收集流分,共收集55管,
各流份隔管取样测定抑菌活性,并经薄层层析检测,择
活性最好的流分合并。
1.8.3薄层层析分离
硅胶H加入适量的0.8% CMC-Na水溶液铺板,厚
度约0.3mm。自然晾干,点样,采用展开剂:正丁醇-
乙酸-甲酸-水(4:1:0.2:1)上行展开,喷显色剂(1% FeCl3-
中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2007)10-0225-04
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乙醇溶液),记录层析色谱图。将活性提取物在硅胶H
薄板上点成条带,然后展开[展开剂:正丁醇-乙酸-甲
酸-水(4:1:0.2:1)],待展开后,刮下各条带,乙醇溶解,
离心取其上清,浓缩得各组分,检测抑菌活性,结合
化学反应和UV光谱判断组分的类别。
2 结果与分析
2.1最佳提取条件测定
极差数据分析表明,R1>R2>R3,最佳条件为
A2B2C3。方差分析结果表明,因素A、B、C影响无
显著性意义,平均方离差可见因素影响的主次顺序仍为
A、B、C,结果提示在红檵木叶抑菌成分提取时乙醇
浓度、提取时间与温度均应适当控制。
经极差分析和方差分析得A2B2C3为最佳条件,即
60%乙醇、45℃、3h,以此作为后续实验的提取条件
(参见表2、3)。 值≥8时,对金黄色葡萄球菌抑菌活性降低,对大肠杆
菌的则失去抑制活性。
2.4热稳定性试验
实验结果表明提取液经过不同高温处理后抑菌活性
没有影响(参见表6)。
2.2最小抑菌浓度(MIC)测定
实验表明提取物对金黄色葡萄球菌的 M I C为
12.5mg/ml;对痢疾杆菌为50mg/ml;对大肠杆菌
为25mg/ml(参见表4)。
2.3酸碱稳定性试验
表5为提取物酸碱处理后的抑菌活性检测结果,实
验数据表明酸处理影响较小,碱对其有较大影响。pH
表2 正交试验结果分析表
Table 2  Results analysis of orthogonal test
试验号
因素
S.a S.d E.c Tt
A B C
1 1 1 1 12 12.6 12 36.6
2 1 2 2 12 11.5 10 33.5
3 1 3 3 12.2 12 10 34.2
4 2 1 2 14.5 11.6 12.638.7
5 2 2 3 14.8 14 12 40.8
6 2 3 1 13.5 10 10.333.8
7 3 1 3 11.1 9.3 9 29.4
8 3 2 1 10.8 11.1 10 31.9
9 3 3 2 9.7 11 10 30.7
k1 34.76734.90034.100
k2 37.76735.40034.300
k3 30.66732.90034.800
R 7.1002.500.700
表3 正交试验方差分析表
Table 3 ?Variance of analysis
变异来源 离差平方和 自由度 均方 F值 临界值 显著性
A 76.2202 8.7302.761F0.05(2.2)=19.000
B 10.5002 3.2400.380F.1(2.2) =9.000
C 0.780 2 0.8830.028
误差 10.50 2
总变异 98.0008
表4 最小抑菌浓度(MIC)测定
Table 4  MIC test of ethanol extract
受试菌
浓度(mg/ml)
100 50 25 12.5 6.25 3.125
S.a - - - - + ++
S.d - - + + ++ ++
E.c - - - + ++ ++
注:“-”无菌生长;“+”有菌生长;“+ +”细菌生长较多。
表5 提取物酸碱处理后的抑菌活性(抑菌圈直径:mm)
Table 5 Bacteriostatic activity of extract at different pH (DIZ
diameter of inhibition zone:mm)
pH
受试菌 未处理
2 4 6 7 8 10 12
S.a 13 11 12 13 12 8 8 7
S.d 12.5 12 12.5 11 12 12 11 10
E.c 12 13 12 12 11.5- - -
注:“-”表示没有明显抑菌圈。
表6 提取物热处理后的抑菌活性测定(抑菌圈直径:mm)
Table 6 Bacteriostatic activity of extract treated with different
temperature(DIZ:mm)
受试菌 未处理
85℃, 85℃, 100℃, 100℃, 121℃,
15min 1h 15min 1h 20min
S.a 16 16 16.3 16.3 16 16.5
S.d 14.5 15.5 15 14 14.5 15
E.c 15 15 14 14.8 14.3 15
2.5抑菌活性物的初步分离
2.5.1溶剂萃取物的抑菌活性检测
各级萃取物的抑菌活性检测结果显示乙酸乙酯萃取
物的抑菌活性最强(参见表7)。取乙酸乙酯萃取物进行后
续实验。
表7 不同溶剂萃取物的抑菌活性测定(抑菌圈直径:mm)
Table 7 Bacteriostatic activity of extract by solvent extraction
(DIZ:mm)
受试菌 原液 石油醚 乙醚 乙酸乙酯 正丁醇 萃余水相
S.a 15 - - 16 9 -
S.d 14 - - 13.5 9.5 -
E.c 14.3 - - 14 8 -
注:“-”表示没有明显抑菌圈。
2.5.2柱层析各组分抑菌活性检测
乙酸乙酯萃取物经柱层析,各流份隔管取样分别进
行抑菌活性测定,流分13~17对痢疾杆菌有抑菌活性,
但以流分25~45抑菌活性较高(参见图1),选择活性最
2007, Vol. 28, No. 10 食品科学 ※工艺技术228
I
II III
I
a b
图2 组分a,b薄层层析分离图谱
Fig.2 Components a and b separated by TLC chromatogram
表8 薄层分离组分的抑菌圈直径(mm)
Table 8 Diameter of inhibition zone of components by TLC
(mm)
受试菌 组分I(Rf=0.85) 组分II(Rf=0.75)组分III(Rf=0.8)
S.a 15 13 12
S.d 14.5 12.5 11.5
E.c 14 13 11.5
表9 薄层分离组分的鞣质特征试验
Table 9 Tannin characteristic test of components by TLC
组分I 组分II 组分III
4%明胶试剂 沉淀 沉淀 沉淀
FeCl3试剂 蓝黑色 蓝黑色 蓝黑色
5%硫酸加热煮沸 无暗红沉淀,TLC检测有没食子酸 无暗红沉淀,TLC检测有没食子酸 无暗红沉淀,TLC检测有没食子酸
紫外光谱(λmax) 220nm;277nm 219nm;276nm 219nm;277nm
本实验对红檵木叶抑菌活性物进行提取分离研究,
获得最佳条件为60%乙醇、45℃、3h。提取物对金黄
色葡萄球菌的最小抑菌浓度为12.5mg/ml,对痢疾杆菌为
50mg/ml,大肠杆菌为25mg/ml。热处理对提取物抑菌
活性没有明显影响。提取物酸碱处理之后以碱性条件对
抑菌活性影响明显。
溶剂系统萃取分离中以乙酸乙酯萃取物的抑菌活性
最强,正丁醇萃取物次之,提示抑菌活性物可能属亲
水性物质。并采用硅胶柱层析和薄层层析对乙酸乙酯萃
取物进行分离,得到三个抑菌活性较强的组分,对受
试菌均具有较强的抑菌活性,部分化学反应及紫外光谱
提示组分I、II、III属可水解鞣质。
已知植物鞣质的多酚羟基化学结构和独特的化学性
质使其呈现出较强的抗氧化、抗肿瘤、抗病毒特别是
抗艾滋病毒等多种生物活性,鞣质能与蛋白质、多糖、
生物碱反应,与金属离子络合,使其物理、化学行为
发生变化;产生对细菌和酶的抑制,对某些农作物病虫
害的抗性,以及抗紫外照射、捕捉自由基等一系列化
学行为。可被用作抑菌防腐剂、抗肿瘤药物、抗氧化
剂、止血剂、抗衰老剂、杀虫剂、鞣革剂、化妆品、
黏合剂、水处理剂以及吸附树脂等[11]。
红檵木资源十分丰富,其叶中富含的鞣质类可能具
有多种生物活性,有待深入研究,使其获得新的高附
加值利用途径。
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好的流分合并,流分25~38并为组分a,流分39~45
并为组分b。
2.5.3薄层层析各组分抑菌活性检测
将组分a、b薄层层析展开,得组分I、II、III(参
见图2),其对受试菌均具有较强的抑菌活性(参见表8),
部分化学反应及紫外光谱(参见表9)提示组分I、II、III
均为可水解鞣质。
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6 1 7 1
3
1
9
2
5
3
1
3
7
4
3
4
9
5
5





(
m
m
)
流分(管)
图1 硅胶柱层析分离流份的抑菌活性
Fig.1 Bacteriostatic activity of the composing separated by
column chromatography
金黄色葡萄球菌S.a
痢疾杆菌S.d
大肠杆菌E.c
3 结 论